CN220143408U - 一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，属于催化剂再生技术领域，包括余热锅炉，所述余热锅炉的进口通过法兰与尾气焚烧炉高温烟气出口连接，所述余热锅炉的出口通过管线与再生气气气换热器的壳程进口连接，且在所述余热锅炉的出口管线处还设置有可对锅炉出气量控制的挡板调节阀。通过尾气焚烧炉高温烟气先经过余热锅炉回收一部分热量，副产蒸汽，同时也降低了烟气温度，再生气气气换热器设置在余热锅炉之后作为二级热量利用设备，降低气气换热器工作温度，对延长设备使用寿命、降低设备设计和制造难度都有积极效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及催化剂再生技术领域，具体是一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置。
背景技术
克劳斯硫磺回收工艺是目前国内外应用最多的处理含H2S酸性气的一种工艺方法。该方法发展几十年来，延伸出了很多种基于克劳斯反应的硫磺回收工艺，其中低温克劳斯工艺就是其中一种。低温克劳斯工艺是改变传统的克劳斯催化反应必须在单质硫蒸气露点以上的温度下进行反应的模式，通过开发出更大孔隙和孔容的低温克劳斯专用催化剂，能够使克劳斯催化反应温度低至单质硫蒸气露点以下进行。由于克劳斯催化反应过程是放热过程，更低的反应温度有利于反应朝着生成单质硫的方向进行，从而有效地达到提高硫磺转化率的目的。正因为低温克劳斯工艺这种特点和优势，也使之成为克劳斯众多工艺中比较受欢迎的工艺之一，有着很多的工业化应用。
例如，MCRC工艺以及CBA、CPS工艺。但是由于MCRC工艺在使用时由于气换热器内的气体是含有单质硫的过程气，在气体交换过程中，有单质硫元素在设备内沉积，严重时造成设备堵塞，还会有停工除硫阶段着火的风险；而CBA和CPS的切换过程相同，都是高温热再生气是周期性间断提供，因此此工艺中气气换热器需要间歇性的停止工作，这样对设备本身的使用寿命有影响。
中国专利(公开号：CN100588608C)，公开了一种改良低温克劳斯硫磺回收方法是在主燃烧炉内将含硫酸气与空气混合进行克劳斯反应，余热锅炉第一管程的过程气作为再热热源。本发明设置有气/气换热器，将硫磺回收装置余热锅炉第一管程的过程气或焚烧炉出口烟道上600℃烟气的热量作为后续反应器的再生热源；二级至四级反应器和三级至五级硫磺冷凝冷却器通过切换阀程序控制，每个切换周期均有两床反应器处于低温吸附态，一床反应器经历逐步升温和稳定再生、逐步预冷、稳定冷却几个阶段；本方法对反应器进行预冷，待再生后反应器完全过渡到低温吸附态时，下一个需要再生的反应器中催化剂才吸附饱和切换至再生，本发明的两床反应器处于低温吸附，有效避免了切换期间的硫磺回收率波动，提高了总硫磺回收率。但是上述公开的技术并不能实现再生气气气换热器长周期可靠的运行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，以解决上述背景技术中提出的不能实现再生气气气换热器长周期可靠运行的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，包括余热锅炉，所述余热锅炉的进口通过法兰与尾气焚烧炉高温烟气出口连接，所述余热锅炉的出口通过管线与再生气气气换热器的壳程进口连接，且在所述余热锅炉的出口管线处还设置有可对锅炉出气量控制的挡板调节阀。
作为本实用新型再进一步的方案：其中，所述再生气气气换热器管程进口通过管线与低温克劳斯硫磺回收装置的冷过程气连接。
作为本实用新型再进一步的方案：其中，所述再生气气气换热器管程出口通过管线与低温克劳斯反应器热过程气连接。
作为本实用新型再进一步的方案：其中，所述尾气焚烧炉上设置有空气和燃料气的进气口、以及承接上个克劳斯尾气的进气口，三者共同在尾气焚烧炉中发生氧化反应，产生高温烟气。
作为本实用新型再进一步的方案：其中，所述再生气气气换热器可选择性关停。
作为本实用新型再进一步的方案：其中，所述余热锅炉出口温度随挡板调节阀的变化而变化。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实施例中的再生装置，利用尾气焚烧炉高温烟气的热量作为再生气的热源，烟气中主要组成为CO2、H2O、N2和微量SO2，不含单质硫，有效地解决了再生气气气换热器壳程积硫的问题。
2、本实施例中的再生装置，尾气焚烧炉高温烟气先经过余热锅炉回收一部分热量，副产蒸汽，同时也降低了烟气温度，再生气气气换热器设置在余热锅炉之后作为二级热量利用设备，降低气气换热器工作温度，对延长设备使用寿命、降低设备设计和制造难度都有积极效果。
3、本实施例中的再生装置，余热锅炉管程中央设置一条较大的通道/多条大的通道规格，相当一根大规格/多根大规格的换热管，管径需要通过具体工况进行计算获得，在这条通道的出口处设置烟气挡板，挡板由设置在余热锅炉出口管箱上的挡板调节阀控制调节。当低温克劳斯催化剂需要热气再生时，再生气气气换热器运行工作，此时通过开大挡板调节阀来提高余热锅炉出口温度；当低温克劳斯催化剂再生结束需要冷过程气预冷时，再生气气气换热器停止工作，此时通过关小挡板调节阀来降低余热锅炉出口温度，进一步稳定换热管与壳体的合理温差，有效规避换热管与壳体的温差过大造成的管口环向开裂的破坏。
附图说明
图1为本实用新型中再生装置结构示意图；
图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：
1、2、3、4、5、管线；6、尾气焚烧炉；7、余热锅炉；8、挡板调节阀；9、再生气气气换热器；
具体实施方式
请参阅图1，其为本实施例中的再生装置整体示意图。尾气焚烧炉6的高温烟气出口与余热锅炉7的进口通过法兰连接，余热锅炉7的出口通过管线1与再生气气气换热器9的壳程进口连接；再生气气气换热器9的壳程出口通过管线2送至下游装置或排放，余热锅炉7的出口管线处设置挡板调节阀8，再生气气气换热器9管程进口通过管线3与低温克劳斯硫磺回收装置的冷过程气连接，再生气气气热换气9管程出口通过管线4与低温克劳斯反应器连接。
现有技术中，MCRC工艺中低温克劳斯反应催化剂再生使用的是过程气气换热器连续运行产生的热过程气，一个低温反应器再生结束后，热过程气直接切换至另一个低温反应器进行催化剂再生，此过程气气换热器是连续工作的；但由于热过程气直接在各个低温反应器中进行切换，切换后的0.5～1小时内有低温反应器实际是在进行高温(即在硫露点温度之上)常规克劳斯反应，致使该段时间整个装置的硫磺转化率降低，此外，气气换热器利用常规克劳斯反应器出口的高温过程气作为热介质加热冷过程气，由于气气换热器内的气体是含单质硫的过程气，在气体热交换的过程中，有单质硫元素在设备内沉积，严重时造成设备堵塞，还会有在停工除硫阶段着火的风险。
CBA工艺中是直接使用常规克劳斯反应器出口的高温过程气作为低温克劳斯催化剂的再生气，再生过程与MCRC不同的是，当一个低温反应器再生结束时，不立即进行切换，而是通过三通切换阀的切换，将常规克劳斯硫磺冷凝器出口的低温过程气直接通入刚刚再生完的低温反应器中，此时热的催化剂床层开始迅速降温。该措施能够有效缩短催化剂再生过程中发生高温常规克劳斯反应的时间，降低切换过程中整个装置硫磺转化率的波动。
CPS工艺在CBA工艺的基础上又进行了优化，由于直接从常规克劳斯反应器出口的高温过程气中的单质硫没有进行冷凝分离，其中的硫分压高，直接进入催化反应器，会降低克劳斯反应的平衡转化率。CPS工艺仍然利用气气换热器作为再生气加热的手段，同时为了最大程度节省装置能耗，采用尾气焚烧炉出口的高温烟气作为高温热源，利用气气换热器作为热交换设备，将常规克劳斯硫磺冷凝器出口的低温过程气进行再热。但由于CPS的切换过程与CBA一样，高温热再生气是周期性间断提供，因此此工艺中气气换热器需要间歇性的停止工作，这样对设备本身的使用寿命有影响。
但是，本实施例中的再生装置首先通过空气和燃料气被送入到尾气焚烧炉6中，并且来自上游的克劳斯尾气通过管线5也进入尾气焚烧炉6中，其中三者共同在尾气焚烧炉6中发生氧化反应，产生高温烟气；
当低温克劳斯催化剂需要热气再生时，再生气气气换热器9运行工作，此时通过开大挡板调节阀8，提高余热锅炉7出口温度至500℃，余热锅炉7出口热气通过管线1进入再生气气气换热器9壳程与来自克劳斯装置的冷过程气进行换热。再生气气气换热器9壳程出口尾气降温至390℃送至下游装置或直接排放，再生气气气换热器9管程出口热过程气升温至300℃送至低温克劳斯反应器催化剂再生。
然后，当低温克劳斯催化剂再生结束需要冷过程气预冷时，再生气气气换热器9停止工作，此时关断再生气气气换热器9管程进出口过程气，通过关小挡板调节阀8，降低余热锅炉7出口温度至400℃，余热锅炉7出口热气通过管线1进入再生气气气换热气9壳程，在其中没有对硫换热，只是由于热辐射致使气体有微小温降(约10-15℃)后从壳程出口排放至下游。
值得注意的是，本实施例中，鉴于低温克劳斯催化剂有再生和非再生的周期，故再生气气气换热器的气流是非连续性进入的。间断操作的气流走管程，连续操作的气流走壳程，则管子和壳体同时被壳程介质加热，维持合理温差，可有效规避换热管与壳体的温差过大造成的管口环向开裂的破坏。
以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，包括余热锅炉(7)，其特征在于，所述余热锅炉(7)的进口通过法兰与尾气焚烧炉(6)高温烟气出口连接，所述余热锅炉(7)的出口通过管线与再生气气气换热器(9)的壳程进口连接，且在所述余热锅炉(7)的出口管线处还设置有可对锅炉出气量控制的挡板调节阀(8)。
2.根据权利要求1所述的改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，其特征在于，所述再生气气气换热器(9)管程进口通过管线与低温克劳斯硫磺回收装置的冷过程气连接。
3.根据权利要求1所述的改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，其特征在于，所述再生气气气换热器(9)管程出口通过管线与低温克劳斯反应器热过程气连接。
4.根据权利要求1所述的改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，其特征在于，所述尾气焚烧炉(6)上设置有空气和燃料气的进气口、以及承接上个克劳斯尾气的进气口，三者共同在尾气焚烧炉(6)中发生氧化反应，产生高温烟气。
5.根据权利要求1所述的改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，其特征在于，所述再生气气气换热器(9)可选择性关停。
6.根据权利要求1所述的改良的低温克劳斯催化剂的再生装置，其特征在于，所述余热锅炉(7)出口温度随挡板调节阀(8)的变化而变化。
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