CN208843732U - 一种石油化工高硫废气的硫回收系统 - Google Patents

Abstract

一种石油化工高硫废气的硫回收系统，属于石油化工废气处理技术领域。包括燃烧系统、热量回收系统、氧化系统、冷凝系统；所述燃烧系统由燃烧炉组成，燃烧炉后端直接连接换热器的前端；所述热量回收系统由换热器和空气换热器组成，其中换热器的前端直接连接气体混合器后端，换热器的后端分别直接连接燃烧炉前端、空气换热器前端，空气换热器后端分别直接连接燃烧炉前端、固定床反应器前端；所述氧化系统由固定床反应器组成，固定床反应器内填充催化剂；所述冷凝系统由与固定床反应器后端直接连接的硫酸冷凝器组成。本实用新型使硫酸产品纯度达98wt%以上，硫回收率达到99.5%以上，反应系统结构工艺简单，处理范围广，易于工业应用。

Description

一种石油化工高硫废气的硫回收系统

技术领域

本实用新型属于石油化工废气处理技术领域，特别涉及一种石油化工高硫废气的硫回收系统。

背景技术

在石油化工生产中，含硫废气的产出量非常大，尤其是高硫气田地区，部分原料中含硫大于6%，使得工业废气中含硫物质含量大于90%,将其中的硫回收利用有着可观的经济价值。但目前使用的吸收、吸附、冷凝、催化燃烧、热力燃烧和直接燃烧等方法，虽然可以使废气达标排放，但是其副产品回收率低，产品质量差，并不能带来可观的经济效益甚至产生的大量含硫废水给后续处理带来难度；虽然存在一些硫回收装置系统，但是其中涉及设备结构复杂、不利于管理维护与应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种石油化工高硫废气的硫回收系统，硫回收率高，设备组成简单，处理范围广，易于工业应用。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：一种石油化工高硫废气的硫回收系统，其特征在于：包括燃烧系统、热量回收系统、氧化系统、冷凝系统；所述燃烧系统由燃烧炉组成，燃烧炉后端直接连接换热器的前端；所述热量回收系统由换热器和空气换热器组成，其中换热器的前端直接连接气体混合器后端，换热器的后端分别直接连接燃烧炉前端、空气换热器前端，空气换热器后端分别直接连接燃烧炉前端、固定床反应器前端；所述氧化系统由固定床反应器组成，固定床反应器内填充催化剂；所述冷凝系统由与固定床反应器后端直接连接的硫酸冷凝器组成，硫酸冷凝器前端连接通入工艺水蒸气。

所述气体混合器前端设有含硫尾气入口、助燃气入口；所述硫酸冷凝器后端设有尾气出口、硫酸回收口；所述空气换热器前端设有工艺空气入口。

所述燃烧炉反应后气体温度应大于500摄氏度，根据工况不同，燃烧炉采用气体燃烧炉、锅炉或蓄热氧化炉。

所述空气换热器根据工况不同，可使用列管式换热器或翅片式换热器。

所述催化剂由氧化钒、二氧化硅、硫酸钠、硫酸钾的一种或几种混合物组成。

所述硫酸冷凝器中水和三氧化硫比例为1.3~1.5。

本实用新型燃烧系统主要使尾气中复杂物质燃烧氧化为简单物质，如二氧化碳、二氧化硫等，并产生热量，后经热量回收系统对进气混合气和空气预热，再经氧化系统将二氧化硫进一步氧化为三氧化硫，并将未完全燃烧的一氧化碳氧化为二氧化碳，最终经冷凝系统将硫酸冷凝回收，硫酸浓度可达98wt%以上，剩余含有二氧化碳、水蒸气的尾气可根据实际情况进行后续处理或达标排放。本实用新型使硫酸产品纯度达98wt%以上，硫回收率达到99.5%以上，反应系统结构工艺简单，处理范围广，易于工业应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-含硫尾气入口；2-助燃气入口；3-尾气出口；4-硫酸回收口；5-工艺空气入口；6-气体混合器；7-换热器；8-燃烧炉；9-空气换热器；10-固定床反应器；11-硫酸冷凝器；12-工艺水蒸气入口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型不局限于具体实施例。

实施例1

如图1所示，一种石油化工高硫废气的硫回收系统，包括燃烧系统、热量回收系统、氧化系统、冷凝系统；所述燃烧系统由燃烧炉8组成，燃烧炉8后端直接连接换热器7的前端；所述热量回收系统由换热器7和空气换热器9组成，其中换热器7的前端直接连接气体混合器6后端，换热器7的后端分别直接连接燃烧炉8前端、空气换热器9前端，空气换热器9后端分别直接连接燃烧炉8前端、固定床反应器10前端；所述氧化系统由固定床反应器10组成，固定床反应器10内填充催化剂；所述冷凝系统由与固定床反应器10后端直接连接的硫酸冷凝器11组成，硫酸冷凝器11前端连接通入工艺水蒸气。

所述气体混合器6前端设有含硫尾气入口1、助燃气入口2；所述硫酸冷凝器11后端设有尾气出口3、硫酸回收口4；所述空气换热器9前端设有工艺空气入口5。

所述燃烧炉8反应后气体温度应大于500摄氏度，根据工况不同，本实施例中使用气体燃烧炉。

所述空气换热器9根据工况不同，本实施例中使用列管式换热器。

所述催化剂为二氧化硅。

所述硫酸冷凝器11中水和三氧化硫比例为1.3。

本实用新型操作具体工艺流程：含硫废气和助燃气体分别通过含硫尾气入口1、助燃气入口2在气体混合器6中充分混合（助燃气体量视废气可燃性而定），经过换热器7加热升温后进入燃烧炉8中和预热空气（过量）燃烧，使得含硫物质氧化为二氧化硫，含碳废气氧化为二氧化碳。燃烧后工艺气经换热器7给燃烧炉8预热，再经过空气换热器9给燃烧空气预热后，进入固定床反应器10，使用催化剂将二氧化硫氧化为三氧化硫，并将未完全燃烧生成的一氧化碳氧化为二氧化碳，之后工艺气进入硫酸冷凝器11并通入水蒸气，冷凝下来的浓硫酸经硫酸回收口4回收，剩余气体经尾气出口3进行固碳处理或排放。

以下是高硫地区天然气脱硫处理之后的含硫废气处理实例，其中天然气年处理量为1亿立方米，含硫量5.9%。待处理的气体组分见表一。

表一 待处理的气体组分表

物质名称	硫化氢	二氧化碳	水	VOCS	甲烷	乙烷	丙烷
								含量（wt%）	53.2	40.63	3.2	2.8	0.15	0.01	0.01

其中燃烧系统使用的高温燃烧炉，需要助燃气体，使用未脱硫天然气混合，最终燃烧气流量为31981Kg/h，在950~1050℃下稳定燃烧。燃烧后经过二级换热，进入固定床反应器温度为430℃，其组分见表二。

表二 固定床反应器进料组分表

物质名称	二氧化硫	二氧化碳	水
				含量（wt%）	42.6	52.3	5.1

此处反应温度为380~450℃。之后气体进入硫酸冷凝器，最终硫酸产量为21104.8t/a，尾气成分见表三。

表三 尾气成分表

物质名称	二氧化硫	二氧化碳	水
				含量（wt%）	0.3	74.9	24.8

因前置工艺原因，虽已经将含硫物质处理到很小水平，但二氧化碳排放较大，最终尾气进行二氧化碳捕捉处理。

实施例2

本实施例中所述的一种石油化工高硫废气的硫回收系统的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同点为：燃烧炉8采用锅炉；空气换热器9采用翅片式换热器；催化剂为硫酸钠；硫酸冷凝器11中水和三氧化硫比例为1.4。

实施例3

本实施例中所述的一种石油化工高硫废气的硫回收系统的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同点为：燃烧炉8采用蓄热氧化炉；催化剂为硫酸钾；硫酸冷凝器11中水和三氧化硫比例为1.5。

Claims (4)

1.一种石油化工高硫废气的硫回收系统，其特征在于：包括燃烧系统、热量回收系统、氧化系统、冷凝系统；所述燃烧系统由燃烧炉（8）组成，燃烧炉（8）后端直接连接换热器（7）的前端；所述热量回收系统由换热器（7）和空气换热器（9）组成，其中换热器（7）的前端直接连接气体混合器（6）后端，换热器（7）的后端分别直接连接燃烧炉（8）前端、空气换热器（9）前端，空气换热器（9）后端分别直接连接燃烧炉（8）前端、固定床反应器（10）前端；所述氧化系统由固定床反应器（10）组成，固定床反应器（10）内填充催化剂；所述冷凝系统由与固定床反应器（10）后端直接连接的硫酸冷凝器（11）组成，硫酸冷凝器（11）前端连接通入工艺水蒸气。

2.根据权利要求1所述的一种石油化工高硫废气的硫回收系统，其特征在于：所述气体混合器（6）前端设有含硫尾气入口（1）、助燃气入口（2）；所述硫酸冷凝器（11）后端设有尾气出口（3）、硫酸回收口（4）；所述空气换热器（9）前端设有工艺空气入口（5）。

3.根据权利要求1所述的一种石油化工高硫废气的硫回收系统，其特征在于：所述燃烧炉（8）反应后气体温度应大于500摄氏度，燃烧炉（8）采用气体燃烧炉、锅炉或蓄热氧化炉。

4.根据权利要求1所述的一种石油化工高硫废气的硫回收系统，其特征在于：所述空气换热器（9）使用列管式换热器或翅片式换热器。