酸性氣廢氣處理系統及處理方法技術方案

本發明專利技術提供一種酸性氣廢氣處理系統及處理方法，所述酸性氣廢氣處理系統包括富酸性氣熱反應處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉化制酸單元以及尾氣再熱單元。根據本發明專利技術的廢氣處理系統，整套酸性氣處理系統的硫回收率可以達到99.99%以上，排放到大氣的尾氣中SO2濃度<100mg/m3，該轉化率及排放濃度可以滿足本行業最高排放限制標準，且系統中沒有廢液排放。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。
技術介紹
在石油化工、煤化工等生產過程中，原料中的硫最終在加工過程中轉化成含硫化氫百分之幾十的高濃度酸性氣，硫化氫是一種對安全和環境非常有害的物質，在排放之前必須進行處理或回收。對于較大規模的硫回收(大于幾千噸/年)，為了便于產品的銷售和儲運，通常采用克勞斯硫磺回收工藝將硫化氫轉化成硫磺。常規克勞斯硫磺回收工藝是由一個熱反應段和若干個催化反應段組成。即含H2S的酸性氣在燃燒爐內用空氣進行不完全燃燒，嚴格控制風量，使H2S燃燒后生成的SO2量滿·MH2S/S02分子比等于或接近2，H2S和SO2在高溫下反應生成元素硫，受熱力學條件的限制，剩余的H2S和SO2進入催化反應段在催化劑的作用下，繼續進行生成元素硫的反應。生成的元素硫經冷凝分離，達到回收的目的。熱反應段發生的反應中，主反應的化學方程式如下H2S+3/202—S02+H202H2S+S02—3/2S2+2H20副反應的化學方程式如下CnH(2n+2) +(3n+l)/202---(η+1) H20+n CO2H2S+C02---C0S+H20CH4+2S2CS2+2H2S2NH3+3/2023H20+N2C02+3/2S2—CS2+S02催化反應段發生的反應中，主反應的化學方程式如下2H2S+S023/xSx+2H20副反應(主要是COS和CS2水解反應)的化學方程式如下C0S+H20---C02+H2SCS2+2H20---C02+2H2S為了保證克勞斯硫磺回收系統穩定安全運轉，提高硫的回收率，需要盡可能提高酸性氣中H2S濃度以及提高熱反應爐溫度，提高熱反應爐溫度對硫轉化率非常有利，同時溫度越高，越不利于CS2的生成。自從本世紀三十年代改良克勞斯硫磺回收法實現工業化以來，以硫化氫酸性氣為原料的硫磺回收生產裝置得以迅速發展，但長期以來克勞斯法在工藝路線上并無多大變化，普遍采用的仍然是直流式或分流式工藝。由于受反應溫度下化學平衡及可逆反應的限制，即使在設備和操作條件良好的情況下，使用活性好的催化劑和三級克勞斯工藝，硫磺回收率最高也只能達到95% 97%，仍有3% 5%的硫以SO2的形式排出，如果排入大氣將造成嚴重的環境污染問題，因此需要采用硫磺回收尾氣處理工藝來解決。至今已實現工業化的尾氣凈化工藝已近20種之多。主要分為低溫克勞斯法、選擇性氧化法、還原吸收法等三大類。低溫克勞斯法以MCRC、CBA工藝為代表。MCRC硫磺回收工藝是加拿大Delta公司礦產與化學資源公司(Mineral andChemical Resource Co.)開發的專利技術。該工藝是在低于硫露點的情況下,在固體催化劑上H2S與SO2繼續進行克勞斯反應，由于溫度比較低，氣態的硫凝結后，有利于反應平衡向著生成硫的方向移動，顯著增大了硫回收率，MCRC轉化級數有三級和四級兩種，設計的硫回收率三級為98. 5%，四級可達99%。這種方法相對來說流程簡單、設備投資和操作費用較低。由于溫度比較低，因而C0S，CS2等有機硫化物無法在尾氣中轉化分解，同時該方法對制硫部分h2s/so2的比例要求嚴格。 選擇性氧化法以Super克勞斯工藝為代表。Super克勞斯(超級克勞斯)工藝是荷蘭Comprimo公司開發的專利技術，1988年工業化。該工藝是在克勞斯硫磺回收后增加一臺裝有選擇性氧化催化劑的反應器，該催化劑將H2S直接選擇性氧化成元素硫，為了使上游硫磺回收裝置的末級克勞斯反應器出口中基本不含SO2,須使此時硫磺回收采用硫化氫過量操作，而不是常規控制H2S/S02 = 2的操作辦法，使離開硫磺回收的末級反應器的尾氣中含有O. 8% I. 5% (V)的硫化氫。采用這種流程時，裝有選擇性氧化催化劑的反應器之前進行的反應為二級轉化時，硫回收率為99%。該工藝流程簡單，操作可靠，設備投資和操作費用低。還原吸收法以SCOT、RAR工藝為代表。該工藝的基本過程是硫磺尾氣和氫氣在在線燃燒爐混合室與燃料氣燃燒的高溫煙氣混合至300°C左右(或通過其它加熱方式加熱)后，進入SCOT反應器，在加氫催化劑作用下，使尾氣中的硫及硫化物(s6，S8, COS, CS2)幾乎全部轉變成硫化氫，該過程氣經冷卻后進入脫硫吸收塔，幾乎全部硫化氫及部分二氧化碳被溶劑吸收，使尾氣中總硫小于300ppm，經尾氣焚燒后排放。吸收了硫化氫、二氧化碳的富液進入再生塔，再生塔頂酸性氣送至硫回收作為原料，再生后的貧液返回吸收塔循環使用。該工藝是利用硫磺尾氣中的硫及硫化物加氫還原或水解成硫化氫，并經醇胺溶劑吸收以達到凈化尾氣的目的，凈化度在目前各種尾氣處理方法中是最高的，尾氣中的總硫可降低至300ppm以下，硫的總回收率可達99. 8%。但該法工藝流程較復雜，設備投資及操作費用也居各種尾氣處理方法之首，一般來說，SCOT尾氣處理的設備投資約和硫磺回收的設備投資相當。總而言之，在這三類處理方法中，以Super克勞斯為代表的選擇性氧化工藝和以MCRC為代表的低溫克勞斯工藝雖具有工藝流程簡單、投資少、操作費用低等優點，但硫回收率低，只能達到99%，不能滿足現有的國家大氣污染源排放標準中對SO2排放濃度小于550mg/m3的要求；以SCOT為代表的常規還原吸收工藝流程復雜、投資高、操作費用高，雖能滿足現有環保要求，但脫硫率只能達到99. 8%，不能滿足更高的環保標準。近幾年，煤化工行業在我國獲得了飛速發展，與之而來的酸性氣處理問題則給現有的硫回收工藝帶來了更大的挑戰。煤化工行業的酸性氣具有自身特點。氣量大，硫化氫濃度低(體積百分比通常只有百分之二十幾到三十幾)，而COS的濃度高(有時高達5% )，且煤化工項目中往往存在一股或幾股低濃度貧酸性氣，貧酸性氣中硫化氫的濃度只有百分之幾，在主要酸性氣本身濃度已經較低的情況下，低濃度貧酸性氣的處理更加困難，目前往往采用將貧酸性氣預先富集提濃，然后再進入克勞斯反應器。這導致系統的工藝流程長，控制復雜，投資高。而在國家的產業政策方面對煤化工行業提出了更高的環保要求，由于環境容量的限制，對硫回收率和硫的排放濃度的要求更高，通常要求硫回收率達到99. 8%以上，甚至一些項目要求硫回收率達到99. 97%以上，SO2排放濃度小于100mg/m3。而目前各種克勞斯+還原吸收及其改進工藝即使采用新型專利溶劑，將液硫脫氣的尾氣捕集并回收，對低濃度的貧酸性氣采用預先富集提濃以提高熱反應爐燃燒溫度，甚至增加尾氣還原吸收COS水解反應器等各種措施，尾氣中的SO2排放濃度也只能達到50 IOOppm (約300mg/m3)。此外，在這些工藝中，加氫后的克勞斯尾氣在進入溶劑吸收前需要急冷，在急冷過程中還會產生含硫化氫酸性廢水,需要采取額外的措施處理這些酸性廢水。·
技術實現思路
鑒于國內外目前的克勞斯硫磺回收及其尾氣處理工藝中存在的上述問題，本專利技術的目的是提出一種，能夠有效地處理酸性氣中的含硫化合物，使其達到更高的硫回收率，滿足更嚴格的尾氣排放標準，并且系統穩定可靠，投資少，操作費用低，在各種工況下均具有良好操作彈性。為實現上述目的，本專利技術提供一種酸性氣廢氣處理系統，包括順次連接的富酸性氣熱反應處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉化制酸單元以及尾氣再熱單本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，包括順次連接的富酸性氣熱反應處理單元、克勞斯處理單元、克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元、焚燒尾氣催化氧化制酸單元、二級轉化制酸單元以及尾氣再熱單元；所述酸性氣廢氣處理系統還包括分別連接于所述富酸性氣熱反應處理單元上游的富酸性氣供氣單元和助燃氣供氣單元，所述富酸性氣供氣單元用于提供富酸性氣，所述助燃氣供氣單元用于提供助燃氣（C）；所述酸性氣廢氣處理系統還包括連接于所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元的貧酸性氣供氣單元，用于提供貧酸性氣（B）；至少部分的所述富酸性氣（A）進入所述富酸性氣熱反應處理單元和所述克勞斯處理單元進行脫硫處理并產生克勞斯尾氣（14），所述貧酸性氣（B）和所述克勞斯尾氣（14）以及脫硫處理后產生的液硫脫氣尾氣（47）直接進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述助燃氣（C）用于在所述富酸性氣熱反應處理單元中助燃；所述焚燒尾氣催化氧化制酸單元用于將所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元產生的焚燒廢氣（18）中的SO2轉化成SO3，并與水結合冷凝為硫酸；所述二級轉化制酸單元用于進一步將SO2轉化成SO3并與水結合冷凝為硫酸，所述尾氣再熱單元用于將所述二級轉化制酸單元產生的廢氣加熱；所述富酸性氣供氣單元與所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元之間設置連接管線及流量調節裝置（E1），至少部分的所述富酸性氣（E）能夠通過所述連接管線進入所述克勞斯尾氣及貧酸性氣焚燒單元，所述流量調節裝置（E1）能夠調節所述富酸性氣（E）的流量。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡驚雷，
申請(專利權)人：美景北京環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：