[实用新型]一种克劳斯硫磺回收与尾气处理系统

说明书

本实用新型公开了一种克劳斯硫磺回收与尾气处理系统,属于天然气净化技术领域，包括通过管道依次连通的气液分离器、主燃烧炉、第一余热锅炉、克劳斯反应装置、在线燃烧装置、冷却塔、吸收塔和尾气灼烧炉，还包括与主燃烧炉通过管道连通的送风风机，还包括与克劳斯反应装置通过管道连通的液硫收集装置。该系统布置合理，能够大大提高停工除硫效果，降低尾气二氧化硫的排放浓度；同时大大降低SCOT尾气处理装置气循环引射蒸汽用量和冷却塔循环冷却水泵的能耗，减少了废水产生量和碱液的用量，节约成本，减少了尾气排放。

技术领域

本实用新型属于天然气净化技术领域，具体涉及一种克劳斯硫磺回收与尾气处理系统。

背景技术

利用Claus(克劳斯)工艺从含硫天然气处理中回收单质硫的方法应用广泛，Claus反应的转化率一般不超过97％，而根据GB16297-1996标准规定，大气污染物排放的SO₂≤960mg/m³,要求硫磺回收装置的总硫收率达到99.8％以上。因此，工业中含硫天然气处理通常采用Claus硫磺回收+SCOT尾气处理的工艺，保证硫收率在99.8％以上。

Claus反应是将进料酸气中1/3的H₂S燃烧为SO₂(H₂S+1.5O₂→SO₂+H₂O)，产生的SO₂与剩余的H₂S在高温段(主燃烧炉内)反应生成单质硫(2H₂S+SO₂→1.5S₂+2H₂O)，在催化反应段(克劳斯反应器内)反应生成单质硫(2H₂S+SO₂→3/eS_e+2H₂O)。常规Claus反应受到动力学和热力学的限制，硫收率通常低于97％，改良后的Claus工艺收率也只能达到99.2％(超级Claus、低温Claus 等)，仍达不到排放标准，因此通常在Claus工艺后增设SCOT尾气装置，它采用催化加氢技术将Claus尾气中的SO₂、S₈蒸气、COS、CS₂等加氢或水解转变为 H₂S(SO₂+3H₂→H₂S+2H₂O,S₈+8H₂→8H₂S,COS+H₂O→H₂S+CO₂，CS₂+2H₂O→2H₂S+CO₂)，再返回到Claus反应装置中循环利用。

停工时Claus装置需进行催化剂除硫操作，SCOT装置需进行催化剂钝化操作，过程中容易出现SCOT冷却塔SO₂穿透事故，胺液吸收剂污染等问题，危机设备和人员安全，通常采用分段停产的方式进行。即在停工前，将Claus装置和SCOT装置断开，Claus装置单独进行除硫操作，尾气直接排至灼烧炉燃烧外排，此时Claus尾气中SO₂浓度将达到10000～30000mg/m³，持续维持5天左右，造成尾气排放严重超标；SCOT装置则采用气循环方式进行加氢催化剂钝化工作，即用蒸汽引射器强制进行气循环(部分装置采用气循环风机)，钝化过程中的尾气不进入吸收塔，直接排放至尾气灼烧炉，持续维持5天左右，其尾气SO₂浓度通常高于10000mg/m³。由于蒸汽引射每小时耗费蒸汽大(通常4～8吨/小时)，这些蒸汽都会在气循环后的冷却塔中冷凝下来，造成冷却系统污水量急剧增多(100～200吨/天)，这些水吸收了循环气中的SO₂后形成亚硫酸，需不断注入强碱进行中和，以降低其酸腐蚀。为了控制冷却塔尾气温度，冷却塔的冷却水循环流量通常较大(≥100m³/h)，装置能耗很高。

实用新型内容