專利名稱：一種再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，屬于硫磺回收與尾 氣處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油、天然氣的需求越來越大，部分石油、天然氣 中含硫，為了生產(chǎn)清潔能源，需將硫脫除，通常是以硫化氫的形式脫出來。在處理含 硫化氫的酸氣技術(shù)中，目前主要是盡可能將硫化氫轉(zhuǎn)化為元素硫，比較經(jīng)濟(jì)的處理工 藝是硫磺回收率在99%左右，但無法滿足現(xiàn)行國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)GB16297《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，即排放廢氣中二氧化硫的含量小于等于960mg/m3。能夠滿足國(guó)家 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的主要處理工藝是還原吸收法，即將常規(guī)硫磺回收裝置出來的過程氣進(jìn) 行加氫處理，使過程氣中的硫化合物轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后通過溶劑吸收法將硫化氫回 收，再返回硫磺回收裝置進(jìn)行再處理，以保證排放廢氣中二氧化硫含量滿足國(guó)家環(huán)保 標(biāo)準(zhǔn)，比較典型該類工藝是SCOT工藝、HCR工藝。SCOT工藝控制硫磺回收裝置出來的過程氣中硫化氫與二氧化硫的比值為2，在尾 氣處理部分設(shè)置在線制氫爐，產(chǎn)生部分還原氣供過程氣加氫用，加氫所需的氫氣來自 兩方面， 一方面來自硫磺回收裝置產(chǎn)生的氫氣，另一方面來自在線制氫爐產(chǎn)生的氫氣。 由于受加氫反應(yīng)器入口溫度的限制，在線制氫爐的制氫量是有限的，在正常操作的情 況下，從兩方面來的氫氣基本夠加氫用。在操作不穩(wěn)定時(shí)，極有可能出現(xiàn)加氫不完全， 而造成二氧化硫穿透事故，即二氧化硫進(jìn)入后續(xù)的冷卻系統(tǒng)和MDEA溶液吸收系統(tǒng)，造 成設(shè)備腐蝕和溶液變質(zhì)，事故嚴(yán)重時(shí)，可能溶液系統(tǒng)的MDEA溶液需全部更換，經(jīng)濟(jì)損 失大。HCR工藝控制硫磺回收裝置出來的過程氣中硫化氫與二氧化硫的比值大于4,在尾 氣處理部分不設(shè)置在線制氫爐，加氫所需的氫氣全部來自硫磺回收裝置產(chǎn)生的氨氣， 經(jīng)測(cè)算只有當(dāng)硫磺回收裝置出來的過程氣中硫化氫與二氧化硫的比值大于10時(shí)，硫磺 回收裝置出來的過程氣中攜帶硫化氫才夠加氫用，此時(shí)，硫磺回收裝置的硫磺回收率
約降低1.5%,硫磺回收及尾氣處理裝置的規(guī)模也會(huì)增大。在操作不穩(wěn)定時(shí)，極有可能 出現(xiàn)加氫不完全，而造成二氧化硫穿透事故，即二氧化硫進(jìn)入后續(xù)的冷卻系統(tǒng)和MDEA 溶液吸收系統(tǒng)，造成設(shè)備腐蝕和溶液變質(zhì)，事故嚴(yán)重時(shí)，可能溶液系統(tǒng)的MDEA溶液需 全部更換，經(jīng)濟(jì)損失大。如何經(jīng)濟(jì)地盡可能保證硫磺回收與尾氣處理裝置不發(fā)生二氧化硫穿透事故， 一直 是現(xiàn)場(chǎng)操作過程中面臨的一大難題。人們迫切希望解決此問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種再熱爐制氫的硫磺回收與 尾氣處理裝置。其特點(diǎn)是將含硫化氫酸氣中的硫化氫轉(zhuǎn)化為液體硫碘，尾氣排放中的 二氧化硫硫濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置含有熱反應(yīng)段、催化反應(yīng)段和還原吸收段， 熱反應(yīng)段含有主燃燒爐、余熱鍋爐和一級(jí)冷凝冷卻器，主燃燒爐一端與硫化氫酸氣管 和空氣管連接，另一端通過余熱鍋爐與一級(jí)冷凝冷卻器連接，一級(jí)冷凝冷卻器下端與 液硫管連接， 一級(jí)冷凝冷卻器上端與一級(jí)再熱制氫爐連接；催化反應(yīng)段含有兩級(jí)再熱 器、兩級(jí)反應(yīng)器和兩級(jí)冷凝冷卻器，過程氣經(jīng)兩級(jí)再熱器和反應(yīng)器反應(yīng)經(jīng)冷卻分離液 體硫磺后進(jìn)入還原吸收段， 一級(jí)再熱制氫爐與一級(jí)反應(yīng)器連接， 一級(jí)反應(yīng)器與二級(jí)冷 凝冷卻器連接，二級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管連接，二級(jí)蒸汽加熱器與二級(jí)反應(yīng)器連 接，二級(jí)反應(yīng)器與三級(jí)冷凝冷卻器連接，三級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管連接；還原吸 收段含有蒸汽加熱器、加氫反應(yīng)器、過程氣冷卻器、急冷塔、吸收塔、焚燒爐和煙囪， 三級(jí)冷凝冷卻器上端通過蒸汽加熱器與加氫反應(yīng)器連接，加氫反應(yīng)器經(jīng)冷卻器與急冷 塔連接，急冷塔底部與酸水循環(huán)泵的入口連接，酸水泵出口分別與酸水冷卻器和酸水 管連接，急冷塔頂部與吸收塔下部連接，在吸收塔底部通過富液泵與脫硫裝置的富 MDEA溶液管連接，脫硫裝置的貧MDEA溶液管與吸收塔上部連接，吸收塔頂部與焚 燒爐連接，焚燒爐與煙囪連接。主燃燒爐、 一級(jí)再熱制氫爐和焚燒爐分別與燃料氣管和空氣管連接。 一級(jí)再熱制氨 爐還與低壓蒸汽管連接。一級(jí)反應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，其入口溫度分別控制為200 t: 350'C、 180。C 250'C、 180。C 250'C。
加氫反應(yīng)器與蒸氣加熱器連接。主燃燒爐， 一級(jí)再熱制氫爐，和焚燒爐的出口溫度可分別控制為90(TC 1300'C、 200'C 350'C 、 400。C 800°C 。 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1尾氣排放中的二氧化硫濃度達(dá)到GB16297國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 2對(duì)天然氣凈化廠和煙氣處理系統(tǒng)具有廣泛的適用性。3降低了尾氣加氫所需的氫氣量，從而降低了二氧化硫穿透的風(fēng)險(xiǎn)，安全可靠。 4該裝置自產(chǎn)的蒸汽作為加熱熱源，節(jié)約了能源，降低了成本。 5取消了在線制氫爐，采用蒸汽作為過程氣再熱熱源，簡(jiǎn)化了流程，降低了過程氣 流量，縮小了設(shè)備的尺寸；節(jié)約了投資，操作方便。


圖1為再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 l主燃燒爐，2余熱鍋爐，3—級(jí)冷凝冷卻器，4一級(jí)再熱制氫爐，5—級(jí)反應(yīng)器， 6二級(jí)冷凝冷卻器，7二級(jí)蒸汽再熱器，8二級(jí)反應(yīng)器，9三級(jí)冷凝冷卻器，IO蒸汽加 熱器，ll加氫反應(yīng)器，12過程氣冷卻器，13急冷塔，14酸水循環(huán)泵，15酸水冷卻器， 16吸收塔，17富液泵，18焚燒爐，19煙囪，20燃?xì)夤埽?1空氣管，22液硫管，23 低壓蒸汽管，24脫硫裝置的富MDEA溶液管，25脫硫裝置的貧MDEA溶液管，26酸 水管，27酸氣管。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的描述，但不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù) 范圍的限制。 實(shí)施例1再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，如圖1所示， 該裝置含有熱反應(yīng)段、催化反應(yīng)段和還原吸收段，熱反應(yīng)段含有主燃燒爐l、余熱鍋爐 2和一級(jí)冷凝冷卻器3，主燃燒爐1一端與硫化氫酸氣管27和空氣管21連接，另一端 通過余熱鍋爐2與一級(jí)冷凝冷卻器3連接， 一級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管22連接，一 級(jí)冷凝冷卻器上端與一級(jí)再熱制氫爐4連接；催化反應(yīng)段含有兩級(jí)再熱器、兩級(jí)反應(yīng) 器和兩級(jí)冷凝冷卻器，過程氣經(jīng)兩級(jí)再熱器和反應(yīng)器反應(yīng)經(jīng)冷卻分離液體硫磺后進(jìn)入 還原吸收段，一級(jí)再熱制氫爐4與一級(jí)反應(yīng)器5連接， 一級(jí)反應(yīng)器與二級(jí)冷凝冷卻器6
連接，二級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管22連接，二級(jí)蒸汽加熱器7與二級(jí)反應(yīng)器8連接， 二級(jí)反應(yīng)器與三級(jí)冷凝冷卻器9連接，三級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管22連接；還原吸 收段含有蒸汽加熱器IO、加氫反應(yīng)器ll、過程氣冷卻器12、急冷塔13、吸收塔16、 焚燒爐18和煙囪19，三級(jí)冷凝冷卻器9上端通過蒸汽加熱器IO與加氫反應(yīng)器11連接， 加氫反應(yīng)器經(jīng)冷卻器12與急冷塔13連接，急冷塔底部與酸水循環(huán)泵14的入口連接， 酸水泵出口分別與酸水冷卻器15和酸水管26連接，急冷塔頂部與吸收塔16下部連接， 在吸收塔底部通過富液泵17與脫硫裝置的富MDEA溶液管25連接，脫硫裝置的貧 MDEA溶液管24與吸收塔上部連接，吸收塔頂部與焚燒爐18連接，焚燒爐與煙囪19 連接。主燃燒爐1、 一級(jí)再熱制氫爐4和焚燒爐18分別與燃料氣管20和空氣管21連接。 一級(jí)再熱制氫爐4還與低壓蒸汽管23連接。一級(jí)反應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，其入口溫度分別控制為200 'C 350。C、 180'C 250。C、 180'C 250'C。加氨反應(yīng)器11與蒸氣加熱器10連接。主燃燒爐1 ， 一級(jí)再熱制氫爐4,和焚燒爐18的出口溫度可分別控制為卯0'C 1300 'C、 200'C 350'C、 400。C 800。C。
權(quán)利要求1、一種再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，其特征在于該裝置含有熱反應(yīng)段、催化反應(yīng)段和還原吸收段，熱反應(yīng)段是由主燃燒爐(1)一端與硫化氫酸氣管(27)和空氣管(21)連接，另一端通過余熱鍋爐(2)與一級(jí)冷凝冷卻器(3)連接，一級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管(22)連接，一級(jí)冷凝冷卻器與一級(jí)再熱制氫爐(4)連接；催化反應(yīng)段是由一級(jí)再熱制氫爐(4)與一級(jí)反應(yīng)器(5)連接，一級(jí)反應(yīng)器與二級(jí)冷凝冷卻器(6)連接，二級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管(22)連接，二級(jí)蒸汽加熱器(7)與二級(jí)反應(yīng)器(8)連接，二級(jí)反應(yīng)器與三級(jí)冷凝冷卻器(9)連接，三級(jí)冷凝冷卻器下端與液硫管(22)連接；還原吸收段是由三級(jí)冷凝冷卻器(9)上端通過蒸汽加熱器(10)與加氫反應(yīng)器(11)連接，加氫反應(yīng)器經(jīng)冷卻器(12)與急冷塔(13)連接，急冷塔底部與酸水循環(huán)泵(14)的入口連接，酸水泵出口分別與酸水冷卻器(15)和酸水管(26)連接，急冷塔頂部與吸收塔(16)下部連接，在吸收塔底部通過富液泵(17)與脫硫裝置的富MDEA溶液管(25)連接，脫硫裝置的貧MDEA溶液管(24)與吸收塔上部連接，吸收塔頂部與焚燒爐(18)連接，焚燒爐與煙囪(19)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，其特征在于主燃燒 爐(1)、 一級(jí)再熱制氫爐(4)和焚燒爐(18)分別與燃料氣管(20)和空氣管(21) 連接， 一級(jí)再熱制氫爐(4)還與低壓蒸汽管(23)連接。
3、 如權(quán)利要求1所述再熱爐制氫的硫磺回收及尾氣處理裝置，其特征在于一級(jí)反 應(yīng)器、二級(jí)反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，其入口溫度分別控制為200'C 350'C、 180'C 250'C、 180'C 250'C。
4、 如權(quán)利要求1所述再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，其特征在于加氫反 應(yīng)器(11)與蒸氣加熱器(10)連接。
5、 如權(quán)利要求1所述再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，其特征在于主燃燒 爐(1)， 一級(jí)再熱制氫爐(4),和焚燒爐(18)的出口溫度可分別控制為900'C 1300 'C、 200'C 350。C、 400'C 80(TC。
專利摘要一種再熱爐制氫的硫磺回收與尾氣處理裝置，其特點(diǎn)是該裝置含有熱反應(yīng)段、催化反應(yīng)段和還原吸收段。熱反應(yīng)段為硫化氫酸氣在主燃燒爐(1)中部分燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化硫，在高溫下硫化氫與二氧化硫發(fā)生克勞斯反應(yīng)生成元素硫等過程氣，過程氣經(jīng)余熱鍋爐(2)和一級(jí)冷凝冷卻器(3)冷卻得到液體硫磺；催化反應(yīng)段為過程氣經(jīng)一級(jí)再熱制氫爐(4)、二級(jí)蒸汽再熱器(7)、兩級(jí)反應(yīng)器(5、8)反應(yīng)，再經(jīng)兩級(jí)冷凝冷卻器(6、9)冷卻分離液體硫磺后進(jìn)入還原吸收段還原吸收段為過程氣經(jīng)蒸汽加熱器(10)加熱后進(jìn)入加氫反應(yīng)器(11)中加氫，再經(jīng)過程氣冷卻器(12)冷卻后進(jìn)入急冷塔13，急冷塔頂部與吸收塔(16)下部連接，吸收塔頂部與焚燒爐(18)連接，焚燒爐與煙囪(19)連接。
文檔編號(hào)C01B17/04GK201031142SQ200720078359
公開日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者煒 吳 申請(qǐng)人:四川四維工程設(shè)計(jì)有限公司