[发明专利]硫磺回收工艺中液硫脱气的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于硫磺回收技术领域，具体地说，涉及一种硫磺回收工艺中液硫脱气的处理方法。

背景技术

随着社会的发展，环境污染问题已成为经济高速发展的制约因素。工业发达国家对硫排放要求非常严格，美国联邦政府环境保护局法规规定石油炼制工业加热炉烟气、硫磺尾气和催化裂化再生烟气SO₂排放浓度限值为50ppm(v),约折合143mg/m³。国外已经在研究Claus法硫磺回收尾气处理新技术。美国2007年发表了用吸附法从Claus尾气中回收硫的工艺专利（US7311891B2），将含有SO₂的尾气通过吸附床，SO₂被吸附剂吸附，然后用惰性气体吹扫脱附SO₂，含SO₂的脱附气再循环至Claus装置进一步转化。

目前，国内硫磺回收装置烟气SO₂排放浓度执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，标准规定SO₂排放浓度小于960mg/m³。2014年即将执行的新的环保标准，规定硫磺回收装置烟气SO₂排放浓度小于400mg/m³，特别排放限值小于200mg/m³。目前国内大多数硫磺回收装置烟气中SO₂含量在960mg/m³以下，难以达到200mg/m³标准要求。液流脱气的废气是影响硫磺装置烟气SO2排放浓度重要因素之一。

液硫脱气是硫回收装置安全生产的一个十分重要的措施，克劳斯法生产的硫磺通常H₂S在300-500ppm，如不进行液硫脱气，溶解在液硫中的多硫化物(H₂S_X)和H₂S，在液硫储存、运输和加工过程中多硫化物(H₂S_X)就会分解生成H₂S并释放出来，当H₂S积聚达到一定浓度时，就会发生毒害甚至有爆炸危险。另一方面，未脱气液硫成型的固体硫磺的易碎性高，在装卸和运输过程中会产生更多的硫磺细粒和粉尘。

液硫中H₂S的平均溶解度为27μg/g，H₂S_X的平均溶解度为262μg/g，因此液硫中硫化氢多以H₂S_X的形式存在。H₂S_X为链状聚合物，X=2-8，H原子和S原子以H-S化合键的形式结合。物理溶解状态的H₂S易于脱除，而H₂S_X需要转化为H₂S后方可脱除。液硫脱气的基本原理是释放溶解的H₂S气体，并让多硫化物按H₂S_X=H₂S+S_X-1快速分解，最后从液硫中脱除残余的H₂S,脱气后液硫中的总H₂S含量达到0.001wt%。

H₂S_X=H₂S+S_X-1的分解反应缓慢，需要在一定的外界条件作用下，转化速率方可提高，外界因素包括：催化剂、温度、停留时间、传质系数等等。工业上主要采取的措施为：加入催化剂、增加搅动、不含硫气体汽提等。搅动通常使用空气作为液流脱气的气源，脱后废气经蒸汽喷射器抽送至尾气焚烧炉，含硫物质燃烧转化为SO₂，使烟气SO₂排放浓度增加100-200mg/m³，无法满足即将实施的排放标准。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种投资少、操作费用低的工艺来降低硫磺回收装置烟气SO₂排放浓度，解决现有硫磺回收中液硫脱气不理想和排放不达标的技术问题。

本发明的技术方案是：一种硫磺回收工艺中液硫脱气的处理方法，包括硫磺回收工艺的热反应阶段、催化反应阶段和尾气净化处理阶段，还包括液硫脱气处理阶段。

1)热反应阶段：