[发明专利]一种用于煤化工的硫磺回收的富氧燃烧系统及工艺

说明书

本发明公开了一种用于煤化工的硫磺回收的富氧燃烧系统及工艺，系统包括依次连接的燃烧器、主燃烧炉和余热锅炉，所述燃烧器与富氧空气预热器的出口连接，所述富氧空气预热器的进口分别与氧气、空气管线连接，所述燃烧器与酸性气管线连接，所述燃烧器与点火控制系统连接。本发明对进入硫回收系统的含氨的原料酸性气经过富氧高温焚烧，转化为氮气，NH₃残留浓度小于1mg/Nm³，满足后续工艺要求；焚烧生成氮氧化物小于100mg/Nm³，符合工艺要求，同时也符合环保保护的烟气排放控制要求，残留的H₂S小于5mg/Nm³，达到后续硫回收工艺的要求。本发明采用富氧工艺，可有效减少焚烧烟气量，从而有效减少工艺气量。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体为煤化工脱硫工艺中的硫磺回收的富氧燃烧系统及工艺。

背景技术

我国的能源结构为多煤、贫油、少气情况，油气资源匮乏，煤炭资源丰富。但煤中含量不同浓度的硫化物，我国煤炭资源总平均硫分为0.9％。随着我国大气环境保护的日趋严格，控制二氧化硫(SO₂)的排放浓度的主要途径是提高硫的回收率。对于我国煤炭资源的开发和利用，特别是现代煤化工工艺过程中，脱硫过程成为一个必不可少的工艺过程。由此带来的含硫尾气的处理也成为现代煤化工高效清洁利用的一项重要的环境配套工程。在煤化工中主要的脱硫手段是采用克劳斯工艺回收硫和烟气脱硫处理。

煤化工过程中对含硫粗煤气的净化工序是含硫化氢(H₂S)酸气的主要来源，除此之外，酚氨回收、煤气水分离、提氨等工序也会产生含氨(NH₃)、H₂S等组分的酸性气。

在本发明中，涉及的为克劳斯硫磺回收工艺中的焚烧段工艺。煤化工行业进入硫回收装置的原料酸性气中H₂S浓度一般在20％～30％范围，同时还含有NH₃、烯烃类、氢氰酸(HCN)、羰基硫(COS)、甲醇(CH₃OH)等杂质，在克劳斯工艺的主焚烧段，不仅需要将可燃气完全燃烧，把酸性气中的硫化物转化为SO₂，还需要把含氮化合物转化为氮气，从而达到工后续工艺回收硫和脱出氨等目的。

随着硫磺回收工艺的不断发展，从选择性氧化法、常规克劳斯工艺、超级克劳斯工艺、富氧克劳斯工艺逐步发展，提升硫回收率。为了进一步提升硫回收率，在克劳斯工艺中需要解决酸气焚烧的效果，保证如何在处理低H₂S浓度酸气工况下，硫磺回收装置主燃烧炉较高的温度(大于1250℃)的问题，该问题影响到硫磺回收装置能否完全分解氨，保证下游装置平稳运行，采用主燃烧炉富氧高温位平稳燃烧技术以及酸气预热、分流技术等技术。

在富氧燃烧条件下，燃烧温度比空气燃烧温度更高，根据氮氧化物生成机理，在高于1300℃，主要是热力型氮氧化物生成，如何控制富氧燃烧氮氧化物的生成对富氧燃烧提出了提出了更高的要求。在通常的燃烧器中，多采用二次燃烧降低氮氧化物的生成。另外燃烧器还可采用旋流燃烧技术、引射流燃烧技术，来增加燃烧湍流度、强化混合过程，有利于降低烧嘴温度。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种用于煤化工的硫磺回收的富氧燃烧系统及工艺，旨在解决富氧克劳斯工艺中高温位燃烧中需要解决的平稳完全燃烧，保证脱氨、控制氮氧化物生成的技术问题，以适应不同浓度富氧工艺的燃烧工艺。

本发明所采用的技术方案是：一种用于煤化工的硫磺回收的富氧燃烧系统，包括依次连接的燃烧器、主燃烧炉和余热锅炉，所述燃烧器与富氧空气预热器的出口连接，所述富氧空气预热器的进口分别与氧气、空气管线连接，所述燃烧器与酸性气管线连接，所述燃烧器与点火控制系统连接。