CN214319684U - 硫磺回收尾气深度净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种硫磺回收尾气深度净化装置，其中，硫磺回收含硫尾气输气管、一级吸收塔、二级吸收塔和引风机依次流体导通连接；吸收液注入泵出液端与二级吸收塔进液端流体导通连接，二级吸收塔出液端与第二循环泵进液端流体导通连接，第二循环泵出液端分别与二级吸收塔循环入液端、一级吸收塔进液端和污水排出管流体导通连接，一级吸收塔出液端与第一循环泵进液端流体导通连接，第一循环泵出液端分别与一级吸收塔循环入液端和污水排出管流体导通连接。本实用新型利用两级多重吸收将硫磺回收尾气中的硫磺进行充分吸收，起到对降低硫磺回收尾气深度净化的作用，可以将硫磺回收装置尾气SO2排放浓度降低至≤100mg/Nm3。
Description
技术领域
本实用新型涉及硫磺回收尾气处理技术领域。具体地说是一种硫磺回收尾气深度净化装置。
背景技术
在大型天然气、炼厂加工过程中，会产生大量富含H2S、有机硫的酸性气，硫磺回收装置成为必不可少的配套装置，它既是环境保护装置，又是生产装置，占有特殊地位。硫磺回收装置主要由制硫、尾气处理、尾气焚烧和液硫成型四部分组成。目前制硫部分普遍采用改良Claus工艺，能回收酸性气中94％～97％的元素硫；剩余的元素硫则由尾气处理部分回收，最后尾气采用热焚烧，焚烧后排入大气。
硫磺回收化学原理：
H2S+1.5O2＝SO2+H2O+518.9kJ/mol；
H2S+0.5SO2＝0.75S2+H2O-4.75kJ/mol；
H2S+0.5SO2＝1.5n·Sn+H2O+48.05kJ/mol
采用改良Claus工艺从酸性气中回收元素硫时，由于Claus反应是可逆的，受化学平衡限制，即使采用4级转化器，总硫回收率也只能到98％～99％，仍有1％～2％的硫化物要排到大气。若需要进一步提高硫磺回收率，减少SO2环境污染,在硫磺回收装置后附加尾气处理装置。
国际上，自20世纪60年代尾气处理工艺问世以来，普遍采用的工艺技术为：尾气加氢还原吸收工艺；低温克劳斯工艺；H2S直接选择氧化工艺。以上三大类尾气处理工艺能实现硫回收率98.5％～99.8％,尾气SO2排放值为300～1500mg/m3。
我国Claus工艺硫回收生产起步于60年代中期。80年代起，国内炼油企业大都建成了自己的硫回收装置，但装置规模小(1万吨/年以下的占80％)，没有尾气处理部分，催化剂活性低，装置硫回收率仅85％左右，SO2排放浓度高，环境污染严重。90年代，国家强制性实施GB16297-1996环保法规，沿海(江)加工高硫原油的炼厂的硫回收装置先后引进国外技术，能实现98％以上的硫回收率，但尾气SO2排放浓度高仍然较高。
随着全球环保问题不断受到关注与重视，各国对SO2的排放标准不断提高。国家环保部2015年7月正式实施的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)要求，硫磺回收装置的SO2排放浓度需按≤100mg/Nm3考虑。新规的实施，对硫磺回收装置尾气处理技术提出了更高的要求。因此开发技术先进、稳定可靠、排放达标的硫磺回收尾气处理技术，是大型炼厂、天然气加工等行业的迫切需要。
硫磺回收装置尾气主要成分为N2，O2，CO2，污染物主要为SO2。尾气处理普遍采用的技术是：尾气加氢还原吸收工艺、低温克劳斯工艺、H2S直接选择氧化三大类技术。主要技术指标如下：
硫磺回收尾气处理技术主要指标
从表中可以看出，上述三种尾气处理技术的SO2排放浓度均不能满足硫磺回收装置尾气SO2排放浓度≤100mg/Nm3要求，需要进一步深度净化，才能使硫磺回收装置尾气达到新标准的排放要求。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种硫磺回收尾气深度净化装置，利用两级多重吸收将硫磺回收尾气中的硫磺进行充分吸收，起到对硫磺回收尾气深度净化的作用，可以将硫磺回收装置尾气SO2排放浓度降低至≤100mg/Nm3。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
硫磺回收尾气深度净化装置，包括吸收液注入泵、引风机、一级吸收塔、二级吸收塔、第一循环泵和第二循环泵；硫磺回收含硫尾气输气管与设置在一级吸收塔下端的第一进气端流体导通连接，设置在一级吸收塔顶部的第一出气端与设置在二级吸收塔下端的第二进气端流体导通连接，设置在二级吸收塔顶部的第二出气端与引风机进气端流体导通连接；吸收液注入泵出液端与二级吸收塔进液端流体导通连接，二级吸收塔出液端与第二循环泵进液端流体导通连接，第二循环泵出液端分别与二级吸收塔循环入液端、一级吸收塔进液端和污水排出管流体导通连接，一级吸收塔出液端与第一循环泵进液端流体导通连接，第一循环泵出液端分别与一级吸收塔循环入液端和污水排出管流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，在一级吸收塔中，除雾器设置在喷淋吸收段正上方，喷淋吸收段设置在填料吸收段正上方，填料吸收段设置在一级吸收塔进气端上方，一级吸收塔进液端和一级吸收塔循环入液端分别与喷淋吸收段内的喷淋管进液端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，第一循环泵出液端与一级吸收塔进气端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，一级吸收塔的喷淋吸收段内沿一级吸收塔轴向由上向下设置有大于或等于3层喷淋管，一级吸收塔进液端与位于一级吸收塔喷淋吸收段顶部的两层喷淋管进液端流体导通连接，一级吸收塔循环液进液端与余下的喷淋管进液端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，在二级吸收塔中，除雾器设置在喷淋吸收段正上方，喷淋吸收段设置在填料吸收段正上方，填料吸收段设置在二级吸收塔进气端上方，二级吸收塔进液端和二级吸收塔循环入液端分别与喷淋吸收段内的喷淋管进液端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，第二循环泵出液端与二级吸收塔进气端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，二级吸收塔的喷淋吸收段内沿二级吸收塔轴向由上向下设置有大于或等于2层喷淋管，二级吸收塔进液端与位于顶层的喷淋管进液端流体导通连接，二级吸收塔循环液进液端与位于顶层喷淋管下方的喷淋管进液端流体导通连接。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，一级吸收塔下端设有与一级吸收塔内部流体导通连接的补水管。
上述硫磺回收尾气深度净化装置，二级吸收塔下端设有与二级吸收塔内部流体导通连接的补水管。
本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1.采用两级吸收，对硫磺焚烧炉含硫尾气进行深度净化，弥补了现有硫磺回收尾气处理技术，尾气排放难达标的不足。装置能实现尾气SO2排放浓度≤100mg/Nm3环保新要求。
2.一级吸收塔、二级吸收塔内设置填料层+吸收液循环喷淋系统，气液接触充分，SO2脱除率高，压降低。
3.操作灵活，抗原料波动能力强。可根据进入装置硫磺尾气SO2浓度和当地排放要求，灵活调整吸收液喷淋层的开闭、循环吸收液流量。保障尾气达标、节能降耗。
4.流程简单，运行适应性强，可靠程度高。
附图说明
图1本实用新型硫磺回收尾气深度净化装置的结构示意图。
图中附图标记表示为：1-一级吸收塔；2-第一循环泵；3-二级吸收塔；4-第二循环泵；5-吸收液注入泵；6-引风机；7-硫磺回收含硫尾气输气管；8-补水管；9-污水排出管；10-喷淋吸收段；11-填料吸收段；12-除雾器。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，本实用新型硫磺回收尾气深度净化装置，包括吸收液注入泵5、引风机6、一级吸收塔1、二级吸收塔3、第一循环泵2和第二循环泵4；硫磺回收含硫尾气输气管7与设置在一级吸收塔1下端的第一进气端流体导通连接，设置在一级吸收塔1顶部的第一出气端与设置在二级吸收塔3下端的第二进气端流体导通连接，设置在二级吸收塔3顶部的第二出气端与引风机6进气端流体导通连接；吸收液注入泵5出液端与二级吸收塔3进液端流体导通连接，二级吸收塔3出液端与第二循环泵4进液端流体导通连接，第二循环泵4出液端分别与二级吸收塔3循环入液端、一级吸收塔1进液端和污水排出管9流体导通连接，一级吸收塔1出液端与第一循环泵2进液端流体导通连接，第一循环泵2出液端分别与一级吸收塔1循环入液端和污水排出管9流体导通连接。
其中，在一级吸收塔1中，除雾器12设置在喷淋吸收段10正上方，喷淋吸收段10设置在填料吸收段11正上方，填料吸收段11设置在一级吸收塔1进气端上方，一级吸收塔1的喷淋吸收段10内沿一级吸收塔1轴向由上向下设置有3层喷淋管，一级吸收塔1进液端与位于一级吸收塔1喷淋吸收段10顶部的两层喷淋管进液端流体导通连接，一级吸收塔1循环液进液端与余下的喷淋管进液端流体导通连接，第一循环泵2出液端与一级吸收塔1进气端流体导通连接；在二级吸收塔3中，除雾器12设置在喷淋吸收段10正上方，喷淋吸收段10设置在填料吸收段11正上方，填料吸收段11设置在二级吸收塔3进气端上方，二级吸收塔3的喷淋吸收段10内沿二级吸收塔3轴向由上向下设置有3层喷淋管，二级吸收塔3进液端与位于顶层的喷淋管进液端流体导通连接，二级吸收塔3循环液进液端与位于顶层喷淋管下方的两层喷淋管的进液端流体导通连接，第二循环泵4出液端与二级吸收塔3进气端流体导通连接。
由于鉴于在对硫磺回收尾气中的SO2进行回收时污水排放会导致一级吸收塔1塔底和二级吸收塔3塔底积存的吸收液的量有所不足，因此，在一级吸收塔1下端设有与一级吸收塔1内部流体导通连接的补水管8，并在二级吸收塔3下端设有与二级吸收塔3内部流体导通连接的补水管8。
使用本实用新型进行硫磺回收尾气深度处理的具体工艺流程如下：
将来自硫磺焚烧炉的高温含硫尾气主要含有N2、O2、CO2和SO2，其中SO2为主要污染物经冷却降温至180～220℃后通过硫磺回收含硫尾气输气管7输入一级吸收塔1内。在进入一级吸收塔1内时，含硫尾气先与注入一级吸收塔1进气端内的吸收液接触降温，在进入一级吸收塔1后与由喷淋吸收段10的喷淋管喷下并经由填料吸收段11流下的吸收液充分接触，吸收液对含硫尾气进行迅速的饱和吸收并使含硫尾气降温至50～70℃，而降温后的含硫尾气上升至填料吸收段11，然后在填料吸收段11内通过填料与吸收液充分接触，从而使填料吸收段11内的吸收液能够对含硫尾气中的SO2进行饱和吸收，而含有少量SO2的含硫尾气穿过填料吸收段11，上升至喷淋吸收段10内，喷淋吸收段10内设置有3层喷淋管，第一层喷淋管和第二层喷淋管所喷淋的吸收液来自于第二循环泵4，第三层喷淋管所喷淋的吸收液来自于第一循环泵2，喷淋吸收段103层喷淋管可以喷淋形成高密度水帘，尾气以交叉对流的形式穿过水帘，喷淋而下的吸收液和上升的含硫尾气充分混合，从而使得含硫尾气中的SO2能够被进行循环的吸收液吸收，使得含硫尾气得到初级净化。
在经过一级吸收塔1中除雾器12除湿处理后经由一级吸收塔1顶出来的含硫尾气为初级净化尾气，初级净化尾气进入二级吸收塔3深度净化。在进入二级吸收塔3内时，初级净化尾气先与注入二级吸收塔3进气端内的吸收液充分接触，在进入二级吸收塔3后与由喷淋吸收段10的喷淋管喷下并经由填料吸收段11流下的吸收液进一步接触，而后初级净化尾气上升至填料吸收段11，然后在填料吸收段11内通过填料与吸收液充分接触，从而使填料吸收段11内的吸收液能够对初级净化尾气中的SO2进行进一步的饱和吸收，而含有少量SO2的初级净化尾气穿过填料吸收段11，上升至喷淋吸收段10内，喷淋吸收段10内设置有3层喷淋管，第一层喷淋管所喷淋的吸收液来自于吸收液注入泵5，第二层喷淋管和第三层喷淋管所喷淋的吸收液来自于第二循环泵4，喷淋吸收段103层喷淋管可以喷淋形成高密度水帘，尾气以交叉对流的形式穿过水帘，喷淋而下的吸收液和上升的初级净化充分混合，从而使得初级净化尾气中的SO2能够被进行循环的吸收液吸收，使得初级净化尾气得到深度净化。
根据尾气SO2在线检测指标值，可灵活控制一级吸收塔1和/或二级吸收塔3中喷淋吸收段10内3层喷淋管的开闭，或增减3层喷淋管吸收液的流量，以减少能耗。初级净化尾气经过深度净化后再经过二级吸收塔3内的除雾器12除湿，然后当含硫尾气中污染物SO2达标，可直接通过引风机6排至大气。
发生在一级吸收塔1和二级吸收塔3的填料吸收段11与喷淋吸收段10内的反应主要为：SO2与水接触，生成亚硫酸，亚硫酸与碱液反应生成亚硫酸盐。
一级吸收塔1底部的硫酸盐，一部分通过循第一循环泵2打入一级吸收塔1的含硫尾气入口和喷淋吸收段10，作为吸收液循环使用，一部分通过污水排出管9不定期排放至污水处理单元。
二级吸收塔3底部的硫酸盐，一部分通过第二循环泵4分三路分别打入二级吸收塔3初级净化尾气入口和喷淋吸收段10、一级吸收塔1喷淋吸收段10内作为吸收液循环使用，一部分通过污水排出管9不定期排放至污水处理单元。
其中，吸收液为质量浓度为20～30％NaOH溶液；饱和吸收指的是吸收液中溶解SO2和含硫尾气中的SO2达到了一种动态平衡下的状态。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (9)
1.硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，包括吸收液注入泵(5)、引风机(6)、一级吸收塔(1)、二级吸收塔(3)、第一循环泵(2)和第二循环泵(4)；硫磺回收含硫尾气输气管(7)与设置在一级吸收塔(1)下端的第一进气端流体导通连接，设置在一级吸收塔(1)顶部的第一出气端与设置在二级吸收塔(3)下端的第二进气端流体导通连接，设置在二级吸收塔(3)顶部的第二出气端与引风机(6)进气端流体导通连接；吸收液注入泵(5)出液端与二级吸收塔(3)进液端流体导通连接，二级吸收塔(3)出液端与第二循环泵(4)进液端流体导通连接，第二循环泵(4)出液端分别与二级吸收塔(3)循环入液端、一级吸收塔(1)进液端和污水排出管(9)流体导通连接，一级吸收塔(1)出液端与第一循环泵(2)进液端流体导通连接，第一循环泵(2)出液端分别与一级吸收塔(1)循环入液端和污水排出管(9)流体导通连接。
2.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，在一级吸收塔(1)中，除雾器(12)设置在喷淋吸收段(10)正上方，喷淋吸收段(10)设置在填料吸收段(11)正上方，填料吸收段(11)设置在一级吸收塔(1)进气端上方，一级吸收塔(1)进液端和一级吸收塔(1)循环入液端分别与喷淋吸收段(10)内的喷淋管进液端流体导通连接。
3.根据权利要求2所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，第一循环泵(2)出液端与一级吸收塔(1)进气端流体导通连接。
4.根据权利要求2所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，一级吸收塔(1)的喷淋吸收段(10)内沿一级吸收塔(1)轴向由上向下设置有大于或等于3层喷淋管，一级吸收塔(1)进液端与位于一级吸收塔(1)喷淋吸收段(10)顶部的两层喷淋管进液端流体导通连接，一级吸收塔(1)循环液进液端与余下的喷淋管进液端流体导通连接。
5.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，在二级吸收塔(3)中，除雾器(12)设置在喷淋吸收段(10)正上方，喷淋吸收段(10)设置在填料吸收段(11)正上方，填料吸收段(11)设置在二级吸收塔(3)进气端上方，二级吸收塔(3)进液端和二级吸收塔(3)循环入液端分别与喷淋吸收段(10)内的喷淋管进液端流体导通连接。
6.根据权利要求5所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，第二循环泵(4)出液端与二级吸收塔(3)进气端流体导通连接。
7.根据权利要求5所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，二级吸收塔(3)的喷淋吸收段(10)内沿二级吸收塔(3)轴向由上向下设置有大于或等于2层喷淋管，二级吸收塔(3)进液端与位于顶层的喷淋管进液端流体导通连接，二级吸收塔(3)循环液进液端与位于顶层喷淋管下方的喷淋管进液端流体导通连接。
8.根据权利要求1～7任一所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，一级吸收塔(1)下端设有与一级吸收塔(1)内部流体导通连接的补水管(8)。
9.根据权利要求1～7任一所述的硫磺回收尾气深度净化装置，其特征在于，二级吸收塔(3)下端设有与二级吸收塔(3)内部流体导通连接的补水管(8)。
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| CN202121418785.6U CN214319684U (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 硫磺回收尾气深度净化装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114602306A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-10 | 常熟宏智仓储有限公司 | 含硫废气处理系统 |
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2021
- 2021-06-24 CN CN202121418785.6U patent/CN214319684U/zh active Active
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