[发明专利]高浓度酸性气的硫磺回收工艺

说明书

本发明提供一种高浓度酸性气的硫磺回收工艺，用于处理含H₂S50v%以上的酸性气，主要设备沿酸性气流向包括依次串接的燃烧炉、双级克劳斯反应器、选择性加氢还原反应器、选择性氧化反应器、深度净化单元和液体硫磺槽；深度净化单元包括吸收液塔和吸附剂塔，循环吸收液为含碱液和/或含钙液，主要水量来源为过程气所含蒸汽的冷凝水。本发明工艺在一级克劳斯反应器将COS、CS₂充分水解，选择性氧化反应器将H₂S转化，少量SO₂在吸收液塔处理，剩余少量H₂S在吸附剂塔处理，实现了超低的大气排放；冷凝水或吸收液所收集硫磺纯度高；循环吸收液的富余液浓度低，送往污水装置、燃煤锅炉烟气湿法脱硫单元处理或送往燃煤锅炉作为煤炭淋水，吸附剂塔再生或换剂的周期长。

技术领域

本发明涉及一种硫磺回收工艺，具体涉及一种高浓度酸性气的硫磺回收工艺。

背景技术

酸性气硫磺回收装置，在运营过程中，经烟囱排空的尾气，其SO₂浓度为连续监测项目，近年来排放要求更为严格，如《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)规定酸性气回收装置的SO₂排放浓度限值为400mg/m³，在国土开发密度已经较高、资源环境承载能力开始减弱的区域，或大气环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生重大环境污染问题而需要采取特备保护措施的地区SO₂排放浓度限值为100mg/m³。因H₂S、COS、CS₂是主要的恶臭污染物质，排放浓度应尽量降低。有些地区还执行更为严格的排放标准或者根据排放情况进行奖惩。

现有技术的一种酸性气硫磺回收工艺，其主要设备沿酸性气流向包括燃烧炉、两级克劳斯反应器、选择性加氢还原反应器、选择性氧化反应器、深度净化单元，将酸性气所含硫化氢基本转化为硫磺而回收，之后过程气达到排放标准经烟囱排空。其中选择性加氢还原反应器将过程气所含SO₂全部还原，生成单质硫和少量可在后面的选择性氧化反应器处理的H₂S，将所含有机硫尽量转化为单质硫或H₂S；选择性氧化反应器通过引入空气补入的O₂将H₂S基本转化为单质硫，选择性氧化为单质硫，副产物为少量SO₂，工艺控制的思路是在保证单质硫收率的前提下，以少产SO₂为主要目标，以获得较高的H₂S转化率即适当低的出口气H₂S含量为次要目标，选择性氧化反应器出口过程气中H₂S含量通常是SO₂含量的几倍以上，以便在深度净化单元中进行将H₂S氧化为单质硫回收的过程，同时将过部分SO₂处理掉。深度净化单元可采用干法的如负载碱或氧化铁的活性炭脱硫剂进行H₂S的吸附、氧化生成单质硫沉积在活性炭颗粒的内孔或表面，SO₂也基本与H₂S反应生成单质硫沉积；也可采用栲胶法、铁盐法等湿法过程将H₂S吸收并氧化生成单质硫粉粒分散于浆液中，SO₂也基本吸收进入浆液，少部分与H₂S反应生成单质硫，大部分转化成硫酸盐；所述干法、湿法脱硫都可将过程气所含如3000mg/m³的H₂S处理到如10 mg/m³以下，乃至5 mg/m³以下，SO₂含量也可以达到排放标准，这类处理剩余H₂S方法的优点是硫磺收率较高，但干法的活性炭脱硫剂穿透后需要通过热再生将吸附、沉积的单质硫吹扫下来并冷凝收集，脱硫剂再生较麻烦，换剂过程也存在安全、卫生以及废脱硫剂的去向和处理等问题，湿法过程所得单质硫需要从粉浆中分离出来，所制得硫磺含杂质较多，质量一般都较差；总之这种以将选择性氧化反应器出口气中低浓度H₂S转化为单质硫并制取硫磺的过程，设备复杂，工艺控制要求高，对选择性加氢还原反应器中SO₂的转化率要求较高，在前工序工艺控制欠妥、操作波动或负荷较低时大气排放常不能达标，因而存在明显的不足。