[发明专利]焚烧、解析、炭热还原协调的硫资源回收方法及装置

说明书

本发明公开了焚烧、解析、炭热还原协调的硫资源回收方法及装置。装置包括解析塔、焚烧炉及流化床碳热还原塔；解析塔由上之下分为预热段、解析段和冷却段；焚烧炉底部连接尾部受热设备，尾部受热设备由下到上依次设有一级空气加热器、二级空气加热器、混合反应气加热器；冷却段的列管出口与二级空气加热器的气体进口连接，二级空气加热器的气体出口与解析段的列管进口连接，解析段的列管出口与预热段的列管进口连接，预热段的列管出口、一级空气加热器的气体出口均与焚烧炉的燃烧器的空气进口连接；解析塔的解析气出口与混合反应气加热器的气体进口连接，混合反应气加热器的气体出口与流化床碳热还原塔的解析气进口连接。

技术领域

本发明属于大气污染物治理及资源化领域，特别是涉及焚烧加热、活性焦解析以及炭热还原SO₂制备硫磺三个过程协同的硫资源回收装置及工艺。

背景技术

鉴于目前的环保技术的发展趋势，在保证达标排放的前提下，资源化、可持续的燃煤烟气SO₂脱除工艺正成为目前环保新技术的发展方向。当前应用最广泛SO₂脱除技术是石灰石湿法脱硫技术，该技术消耗大量石灰石资源和水资源，副产物脱硫石膏利用率较低，脱硫废水难以处理，带来大量废水、废固排放，造成二次污染。而活性炭干法脱硫技术是一种可资源化的脱硫技术，吸附饱和的活性焦可通过加热再生，实现循环利用，同时SO₂进入再生解析气中，并以硫酸或液态SO₂的形式得到回收。但液态SO₂应用范围较小，硫酸难以储存和运输。硫磺在所有含硫产品中分子量最低，单位价值高；储存运输成本较低；且硫磺可作为大多数含硫产品的生产原料，用途广泛。目前硫磺回收工艺普遍采用以油气化工中产生的H₂S为原料的克劳斯法，但燃煤电站含硫废气以SO₂为主，无H₂S来源。但目前尚无成熟的、可广泛应用的SO₂还原回收硫磺的技术。

发明内容

碳作为还原剂可将SO₂高效还原为硫磺，而活性炭基材料由于具有丰富的孔隙结构和表面官能团，在与SO₂反应过程中有明显优于普通碳基材料的催化还原性能，主要体现在更低的反应温度，更短的接触时间和更高的转化效率。本发明的目的是以活性炭干法脱硫解析塔中产生的含高浓度SO₂(约20％)的再生解析气及脱硫用碳基材料为原料的硫磺回收装置，利用碳热还原方法，同时分级回收利用系统余热，在最低外界物质输入和能量输入的情况下，实现SO₂向硫磺的高效转化，对于脱硫技术资源化的实现具有重大意义。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明一方面提供了焚烧、解析、炭热还原协调的硫资源回收装置，包括解析塔、焚烧炉及流化床碳热还原塔；所述解析塔由上之下分为预热段、解析段和冷却段，每段内均设有用于气体流动的换热列管，解析塔的载硫碳基吸附剂进口设置在解析塔顶部，解析塔的再生碳基吸附剂出口设置在解析塔底部，所述载硫碳基吸附剂进口和再生碳基吸附剂出口均设置在解析塔壳程通道上；所述焚烧炉底部连接尾部受热设备，所述尾部受热设备由下到上依次设有一级空气加热器、二级空气加热器、混合反应气加热器，一级空气加热器、二级空气加热器、混合反应气加热器均为气气换热器；流化床碳热还原塔的解析气进口设置在流化床碳热还原塔的底部，流化床碳热还原塔的出口设置在流化床碳热还原塔的顶部；

冷却段的列管出口与二级空气加热器的气体进口连接，二级空气加热器的气体出口与解析段的列管进口连接，解析段的列管出口与预热段的列管进口连接，预热段的列管出口、一级空气加热器的气体出口均与焚烧炉的燃烧器的空气进口连接；解析塔的解析气出口与混合反应气加热器的气体进口连接，混合反应气加热器的气体出口与流化床碳热还原塔的解析气进口连接。