[发明专利]一种用于含二氧化硫、硫化氢及有机硫的克劳斯尾气处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及气体处理技术领域，特别涉及一种用于含二氧化硫、硫化氢及有机硫的克劳斯尾气处理工艺。

背景技术

Claus尾气中一般含有N₂、CO₂、H₂O、CO、H₂ 、H₂S、SO₂、COS、CS₂ 和硫蒸气及夹带的液态硫。由于受化学反应平衡和其它硫损失所限，常规Claus装置硫的总回收率一般不超过97%。因此，Claus装置的尾气若不做进一步处理时，硫含量远超过960mg/m³，不允许直接排放的。目前，国内外现有的尾气处理工艺可分为4类: ①Claus工艺法，通过控制反应温度条件，使Claus反应在低于硫磺露点或使反应在温度高于硫磺熔点的液相中进行，以有利于Claus反应在最佳的平衡条件下生产更多的硫磺。此类工艺主要有美国的CBA、德国的Clinsulf、加拿大的MCRC以及法国的Sulfreen，这些技术的总硫收率一般在99% ～99. 5%。由于它们所达到的硫回收率水平难以使尾气满足严格的大气环保标准。一般来说，经过这类工艺处理过的尾气需焚烧处理，并且烟气中的SO₂ 浓度仍在1200～2000mg/m³，仍无法满足环保要求。②SO₂ 回收工艺法，将尾气中的硫化物全部转化为SO₂ 并将其回收另作处理。对于规模小的Claus装置，可用NaOH 溶液洗涤过程尾气，使SO₂变成亚硫酸盐，然后用空气(或其它如过氧化氢之类的氧化剂)将其转化为硫酸盐溶液后再作进一步处理。由于此类方法产生大量的副产物，其副产物处理困难，因而，此工艺的不足在于经济环保性不高。③H₂S回收工艺法，将尾气中的硫化物全部转化为H₂S并将其回收利用。比如ARCO工艺、BSR - MDEA工艺、Exxon工艺、Resulf工艺以及SCOT工艺都是用对H₂S有较高选择吸收性能的胺溶液，吸收过程气中的H₂S再通过对溶液进行再生，将提浓后的H₂S 和共吸的CO₂ 气流返回至Claus装置作为酸性气原料。但该方法不足在于处理的酸性经加氢后，增加的吸收H₂S和酸气提浓等单元能耗较大。④直接氧化法，将尾气中的H₂S直接氧化成硫磺。比如MODOP工艺和Superclaus99及Superclaus99. 5工艺都是在专用催化剂的作用下，直接将尾气中的H₂S氧化成硫磺，其工艺不足在于是硫总收率不高，仅达到99. 5%，尾气排放中的硫含量超过1000mg/m³。

随着社会和经济的快速发展，环境问题也日益严重，迫使环保法规日益严格。目前我国的环保规定硫排放不仅要求排放浓度，还对排放速度进行进一步的要求，以上尾气处理工艺虽有其特点，但无法长期满足日益严格的环保排放标准。

发明内容

为了解决现有技术投资大、能耗高、工艺复杂、硫回收率不达标等技术问题，本发明旨在提供一种用于含有N₂、CO₂、H₂O、CO、H₂ 、H₂S、SO₂、COS、CS₂ 和硫蒸气及夹带的液态硫的克劳斯尾气的回收处理工艺，采用络合铁法硫磺回收工艺，具有投资少，工艺简单，硫回收率可达99.95%，尾气中的硫含量低于1.0mg/m³等优势。

本发明通过如下技术方案实现：

一种用于含二氧化硫、硫化氢及有机硫的克劳斯尾气处理工艺，包括如下步骤：

（1）加热步骤：将克劳斯尾气加热至210℃-280℃；

（2）还原转化步骤：按尾气中的硫含量与氢气摩尔比为1：1.1的比例，向加热后的克劳斯尾气中通入氢气，使克劳斯尾气中的硫化物被还原成H₂S；

（3）冷却步骤：将被还原后的克劳斯尾气冷却至小于100℃；

（4）氧化还原步骤：将冷却后的克劳斯尾气通入络合铁液相氧化还原脱硫器中，使H₂S转化成硫磺；

（5）回收步骤：将转化后的硫磺回收，尾气直接排放。