硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其包括液硫儲存系統(tǒng)、噴射器、尾氣捕集器和尾氣處理單元，所述液硫儲存系統(tǒng)包括儲存裝置和液硫加熱裝置，所述液硫加熱裝置設置在所述儲存裝置的內(nèi)部或外部用以加熱儲存裝置內(nèi)的液體硫磺，所述儲存裝置的上部設有無氧或低氧氣體入口和排氣口；所述噴射器上設有吸氣口、動力氣入口和氣體出口，所述儲存裝置的排氣口通過管路連接至所述噴射器的吸氣口，所述噴射器的氣體出口與所述尾氣捕集器的尾氣入口相連，所述尾氣捕集器頂部的尾氣出口通過管路連接至所述尾氣處理單元。本裝置流程簡潔、可靠，實施方便，對老裝置稍作改造即可使用，不用增加新的設備投資。
【專利說明】硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于硫回收領域，具體涉及一種硫池尾氣處理回收裝置。

【背景技術】
[0002] 我國一直倡導節(jié)能減排，嚴格控制大氣中二氧化硫排放量。國家有關部門正在醞 釀修訂大氣污染物綜合排放標準，擬要求新建硫磺裝置二氧化硫排放濃度小于400mg/Nm 3 (特定地區(qū)排放濃度小于200mg/Nm3)。中國石化積極實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，把降低硫磺 裝置煙氣二氧化硫排放濃度作為煉油板塊爭創(chuàng)世界一流的重要指標之一，要求2015年二 氧化硫排放濃度達到世界先進水平（400mg/Nm 3,特定地區(qū)排放濃度小于200mg/Nm3)，且《石 油煉制工業(yè)污染物排放標準》征求意見稿已發(fā)布，硫磺裝置二氧化硫排放濃度小于400mg/ Nm3,特定地區(qū)排放濃度小于200mg/Nm3已勢在必行。
[0003] 目前硫池尾氣處理的工藝如下：來自硫磺回收裝置反應器的液硫通過硫封儲存在 硫池中，液硫溫度一般在130?150°C之間，硫池一般為常壓設計，在這樣的操作條件下，液 硫會產(chǎn)生一些硫蒸汽，為減少硫蒸汽散發(fā)到大氣中對環(huán)境造成的污染，液硫池上設置空氣 吸入口，配置噴射器(泵）對硫池尾氣進行抽吸后送入尾氣焚燒爐進行焚燒，焚燒后產(chǎn)生的 30 2經(jīng)煙囪高空排放，其流程見附圖1。但是據(jù)國內(nèi)某大型硫磺回收裝置實測數(shù)據(jù)，硫池尾 氣增加煙囪S02排放的影響值為100?200mg/Nm 3.。
[0004] 為了達到日趨嚴格的排放要求，針對硫池尾氣處理技術也進行了一些探索。目前 針對硫池尾氣處理的一種改進方案是將硫池尾氣用噴射器(泵）抽吸送入洗滌塔，通過水洗 攔截硫磺蒸汽減少進入尾氣焚燒爐的硫含量，該流程見附圖2。大量的硫磺霧滴由于低溫水 洗的作用進入水中，從而減少了進入尾氣焚燒爐硫的絕對量，對減少煙囪S0 2的排放有明顯 效果。但是該流程存在如下問題：液體硫磺懸浮在水中，懸浮的液體硫磺很容易粘接在設備 和管道內(nèi)造成系統(tǒng)堵塞無法長期連續(xù)運行，為保證系統(tǒng)連續(xù)運行，該方案流程必須完全一 開一備。另外該方案只是將污染轉移，洗滌產(chǎn)生的含硫污水必須進行處理后才能排放。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為適應新排放標準的要求，提供一種新型的硫池尾氣處理工藝， 減少設備投資，確保長周期穩(wěn)定運行，直接減少進入尾氣焚燒爐尾氣的硫含量，對尾氣煙囪 S02排放的直接影響降為零，同時增加硫磺的產(chǎn)量，降低對環(huán)境的污染、滿足新排放標準的 要求的同時增加了經(jīng)濟效益。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是：
[0007] -種硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其包括液硫儲存系統(tǒng)、噴射器、尾氣捕集器 和尾氣處理單元，所述液硫儲存系統(tǒng)包括儲存裝置和液硫加熱裝置，所述液硫加熱裝置設 置在所述儲存裝置的內(nèi)部或外部用以加熱儲存在儲存裝置內(nèi)的液體硫磺，所述儲存裝置的 上部設有無氧或低氧氣體入口和排氣口；所述噴射器上設有吸氣口、動力氣入口和氣體出 口，所述儲存裝置的排氣口通過管路連接至所述噴射器的吸氣口，所述噴射器的氣體出口 與所述尾氣捕集器的尾氣入口相連，所述尾氣捕集器頂部的尾氣出口通過管路連接至所述 尾氣處理單元。
[0008] 儲存裝置可以為設于地上或地下的硫池或液體硫磺存儲容器，具體的其可以是硫 池(地下或地上的)，可以是容器，也可以是其他一切相對密封的液硫的存儲設備。在儲存裝 置上可以設有監(jiān)控和調節(jié)儲存裝置內(nèi)液體硫磺液位高低的液位控制裝置，其可以設置液位 計液位可以通過送出的液硫量自動進行控制，也可以設置液位計液位僅設置液位高或低的 報警，也可以通過設置就地液位計，也可以通過其他方式控制。
[0009] 儲存裝置上可以設有監(jiān)控和調節(jié)儲存裝置內(nèi)液體硫磺溫度的溫度控制裝置，其可 以設置溫度計帶指示報警功能、也可以設置就地溫度計，主要目的是防止超溫。儲存裝置內(nèi) 還可以設有壓力報警裝置。
[0010] 儲存裝置上可以設有防止儲存裝置內(nèi)部液體硫磺自燃的消防滅火裝置，其可以設 置自動的消防蒸汽系統(tǒng)、也可以設置手動的消防蒸汽系統(tǒng)、可以設置固定式的消防蒸汽系 統(tǒng)、也可以設置半固定式的消防蒸汽系統(tǒng)。
[0011] 儲存裝置上設置的監(jiān)控和調節(jié)液體硫磺溫度的溫度控制裝置，以及防止液體硫磺 自燃的消防滅火裝置，可以保證當儲存裝置的頂部溫度> 180°C時對液體硫磺進行滅火。
[0012] 儲存裝置上設有無氧或低氧(氧含量< 5%)氣體入口，該入口可以是一個或多個， 吸入口可以增加閥門。
[0013] 上述液硫加熱裝置可以采用蒸汽加熱也可以是其他加熱方式。
[0014] 為了使液硫的溫度保持大于120°c，在儲存裝置排氣口與噴射器吸氣口之間的連 接管路以及噴射器氣體出口與尾氣捕集器尾氣入口之間的連接管路均設有加熱或保溫裝 置。
[0015] 所述尾氣處理單元具體可包括還原反應器、吸收塔和再生塔；所述還原反應器的 尾氣入口與所述尾氣捕集器頂部的尾氣出口相連接，還原反應器的反應物出口連接至所述 吸收塔的入口，所述吸收塔的吸收液出口與所述再生塔的入口相連。
[0016] 本裝置中還可以包括密封介質的供給系統(tǒng)，其包括密封介質管道，也可包括密封 介質流量的控制調節(jié)回路。
[0017] 一種利用本發(fā)明的裝置處理硫磺回收裝置中硫池尾氣的方法，其步驟為：向硫磺 回收裝置中儲存液體硫磺的儲存裝置內(nèi)通入無氧或少氧密封氣體，在大于120°C的條件下 將所述儲存裝置的頂部尾氣導入噴射器的吸氣口，從噴射器的動力氣入口噴入的蒸汽或其 他氣體作為噴射器的動力，將所述儲存裝置的頂部尾氣吸入噴射器并通過噴射器的氣體出 口送至尾氣捕集器，而硫磺回收裝置中經(jīng)過分離液硫后產(chǎn)生的含硫尾氣也一并送至所述尾 氣捕集器中，在所述尾氣捕集器中分離尾氣中夾帶的液硫霧滴以回收大部分硫，尾氣捕集 器產(chǎn)生的尾氣最后送至尾氣處理單元進行處理。
[0018] 本發(fā)明中的無氧或少氧密封氣體的壓力為>0· 005MPa，其中少氧密封氣體的氧含 量< 5% ;從噴射器的動力氣入口噴入的蒸汽或其他氣體的溫度為130°C?210°C，其壓力 為 0· 2 ?1. 5MPa。
[0019] 在大規(guī)模的硫磺回收裝置中，含硫的氣體先經(jīng)過氧化反應，大部分硫元素生成單 質硫進入液硫儲存設施(如液硫儲存系統(tǒng))，反應并分離單質硫后的尾氣一般經(jīng)尾氣捕集器 捕集液硫霧滴后進入尾氣處理系統(tǒng)。儲存設施內(nèi)的液硫溫度一般在150?160°C，液硫儲存 設施氣相空間會存在硫蒸汽及解析出來的硫化氫，如果不處理而泄漏至大氣中會對環(huán)境造 成較大的影響，本裝置利用無氧或低氧的氣體對液硫存儲器頂部進行密封，利用噴射器將 其抽至尾氣捕集器進口進行處理。本裝置的具體操作步驟如下：硫儲存在溫度大于120°C 的液硫儲存裝置內(nèi)，液硫儲存裝置需外加熱來保持液硫溫度> 120°C，溫度的高低可以通 過溫度計來顯示，并根據(jù)溫度的高低來調節(jié)加熱介質量的大小，當發(fā)生溫度異常超溫時說 明可能液硫儲存設備內(nèi)發(fā)生自燃，需要通過消防滅火裝置打開蒸汽閥向液硫儲存設備內(nèi)通 入蒸汽滅火；液硫儲存裝置的液位由控制出料或進料來控制；大于120°C的液硫儲存裝置 的氣相空間里存在液硫蒸汽也有可能含液硫里揮發(fā)出微量硫化氫，該部分尾氣通過管道 連接至噴射器(泵）的入口，由噴射器(泵）送入尾氣捕集器進口管道。噴射器(泵）需提供 >0. 005MPa的壓差，噴射器(泵）本體及工藝介質的進出口均需設置伴熱設施保證介質溫度 均需> 120°C。為防止液硫儲存設施上部的尾氣外泄，通常需要補充密封介質，該密封氣體 為無氧或少氧氣體，通過管道加入液硫儲存設施的頂部。液硫儲存裝置氣相空間控制在微 負壓，通過調節(jié)噴射器(泵）的動力壓縮空氣量和加入密封介質的吸入量來得到控制。液硫 儲存設施頂部的尾氣至噴射器(泵）的連接管路和噴射器(泵）至尾氣捕集器進口管道的管 路均需要外加熱，通?？梢圆捎谜羝麏A套加熱也可以采用其他加熱方式以保證管內(nèi)溫度> 120°C。經(jīng)過噴射器以及其他條件配合下，將液硫儲存單元頂部的尾氣與其他裝置產(chǎn)生的含 硫尾氣或分離液硫后的尾氣一起導入尾氣捕集器，在尾氣捕集器中尾氣中夾帶的液硫霧滴 被分離出來產(chǎn)生硫單質，尾氣捕集器分離后的尾氣進入尾氣處理單元。尾氣處理單元可以 包括還原吸收裝置，也可以包括焚燒爐，可采用現(xiàn)有方法對尾氣進行處理。該方法可以使液 硫儲存裝置頂部產(chǎn)生的硫蒸汽在捕集器中大部分被回收為單質硫，并通過回收系統(tǒng)進入硫 池，還有微量的硫蒸汽隨原有尾氣管線進入尾氣處理單元，在尾氣處理單元的還原反應器 中硫蒸汽被還原為H 2S并通過吸收塔吸收至溶劑中，吸收了 H2S的溶劑通過再生塔汽提出 H2S，該循環(huán)酸性氣作為硫磺回收裝置原料進一步回收為硫磺。
[0020] 以10萬噸/年的硫磺回收裝置為例：一種流程為反應分離液硫后的尾氣 (50740m3/h)經(jīng)過管道進入尾氣捕集器，在尾氣捕集器中尾氣中夾帶的液硫霧滴> 95% 的被分離出來，分離后的尾氣（50740m3/h)進入尾氣處理單元。液硫儲存單元頂部的尾氣 (1600m3/h)被送至尾氣焚燒爐，其中夾帶的硫元素增加煙囪S02的排放170mg/Nm3。而本 申請的流程為反應分離液硫后的尾氣（50740m3/h)經(jīng)過管道進入尾氣捕集器，液硫儲存單 元頂部的尾氣（1600m3/h)經(jīng)過噴射器以及管道進入尾氣捕集器，在尾氣捕集器中尾氣中 夾帶的液硫霧滴> 95%的被分離出來，分離后的尾氣（52340m3/h)進入尾氣處理單元。尾 氣處理單元的硫回收率> 98%，液硫儲存單元頂部的尾氣（1600m3/h)帶入的硫進入焚燒爐 為原來的（1-95%) - (1-95%) X98%=0. 1%，由此可減少煙囪S02的排放169. 83mg/Nm3。有 效降低了硫池尾氣對大氣的污染，按照10萬/年硫磺回收裝置計算，進入煙?的尾氣量為 91025Nm3/h，減少S02的排放15. 46kg/h。進一步地以國內(nèi)某套10噸/年硫磺裝置為例，原 工藝與本專利的對比見下表：
[0021]

【權利要求】
1. 一種硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于包括液硫儲存系統(tǒng)、噴射器、尾氣 捕集器和尾氣處理單元，所述液硫儲存系統(tǒng)包括儲存裝置和液硫加熱裝置，所述液硫加熱 裝置設置在所述儲存裝置的內(nèi)部或外部用以加熱儲存在儲存裝置內(nèi)的液體硫磺，所述儲存 裝置的上部設有無氧或低氧氣體入口和排氣口；所述噴射器上設有吸氣口、動力氣入口和 氣體出口，所述儲存裝置的排氣口通過管路連接至所述噴射器的吸氣口，所述噴射器的氣 體出口與所述尾氣捕集器的尾氣入口相連，所述尾氣捕集器頂部的尾氣出口通過管路連接 至所述尾氣處理單元。
2. 根據(jù)權利要求1所述的硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于所述儲存裝置 為設于地上或地下的硫池或液體硫磺存儲容器；所述儲存裝置上設有監(jiān)控和調節(jié)儲存裝置 內(nèi)液體硫磺液位高低的液位控制裝置。
3. 根據(jù)權利要求1所述的硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于所述儲存裝置 上設有監(jiān)控和調節(jié)儲存裝置內(nèi)液體硫磺溫度的溫度控制裝置，以及防止儲存裝置內(nèi)部液體 硫磺自燃的消防滅火裝置。
4. 根據(jù)權利要求1所述的硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于儲存裝置排氣 口與噴射器吸氣口之間的連接管路以及噴射器氣體出口與尾氣捕集器尾氣入口之間的連 接管路均設有加熱或保溫裝置。
5. 根據(jù)權利要求1所述的硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于所述尾氣處理 單元包括還原反應器、吸收塔和再生塔；所述還原反應器的尾氣入口與所述尾氣捕集器頂 部的尾氣出口相連接，還原反應器的反應物出口連接至所述吸收塔的入口，所述吸收塔的 吸收液出口與所述再生塔的入口相連。
6. 根據(jù)權利要求1所述的硫磺回收裝置硫池尾氣處理裝置，其特征在于所述儲存裝置 內(nèi)設有壓力報警裝置。
7. -種利用權利要求1所述的裝置處理硫磺回收裝置中硫池尾氣的方法，其特征在于 向硫磺回收裝置中儲存液體硫磺的儲存裝置內(nèi)通入無氧或少氧密封氣體，在大于120°C的 條件下將所述儲存裝置的頂部尾氣導入噴射器的吸氣口，從噴射器的動力氣入口噴入的蒸 汽或其他氣體作為噴射器的動力，將所述儲存裝置的頂部尾氣吸入噴射器并通過噴射器的 氣體出口送至尾氣捕集器，而硫磺回收裝置中經(jīng)過分離液硫后產(chǎn)生的含硫尾氣也一并送至 所述尾氣捕集器中，在所述尾氣捕集器中分離尾氣中夾帶的液硫霧滴以回收大部分硫，尾 氣捕集器產(chǎn)生的尾氣最后送至尾氣處理單元進行處理。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述無氧或少氧密封氣體的壓力為 >0. 005MPa ;從噴射器的動力氣入口噴入的蒸汽或其他氣體的溫度為130°C?210°C，其壓 力為 0· 2 ?1. 5MPa。
9. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述儲存裝置設有監(jiān)控和調節(jié)液體硫磺 溫度的溫度控制裝置，以及防止液體硫磺自燃的消防滅火裝置，當儲存裝置的頂部溫度> 180°C時對液體硫磺進行滅火。
【文檔編號】C01B17/027GK104085860SQ201410124557
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】邢亞琴, 譚強, 何敬昌, 尹兆江 申請人:中石化南京工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司