一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的系統(tǒng)、方法及脫硫劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硫磺回收技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的系統(tǒng)、方法及脫硫劑。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放后中國大規(guī)模地汲取了人類先進文明的核心部分，在工業(yè)過程向大氣排放SO2的控制方面，中國1996年公布的關(guān)于硫生產(chǎn)裝置的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)，即現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996。該標(biāo)準(zhǔn)對煉油、石油化工、煤化工等領(lǐng)域工藝過程SO2排放而言，目前高于發(fā)達國家標(biāo)準(zhǔn)。近20年前的這一標(biāo)準(zhǔn)的實施對解決中國當(dāng)時嚴峻的大氣煤煙型污染和國土酸性化問題，起了重要的作用。
[0003]根據(jù)2014年的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《石油煉制企業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》SO2排放標(biāo)準(zhǔn)，這兩個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定準(zhǔn)規(guī)定在氧含量> 3%，無水條件下，硫回收裝置排放煙氣中SO2濃度彡400mg/Nm3, NOr^度彡100mg/Nm 3，重點地區(qū)SO2濃度彡200mg/Nm 3。目前，絕大部分大部分企業(yè)硫磺回收裝置煙氣二氧化硫排放濃度尚不能達到低于400mg/Nm3。
[0004]原料酸氣中H2S經(jīng)過二級克勞斯制硫+尾氣還原+溶劑吸收后，凈化尾氣中殘余硫進焚燒爐后生成了二氧化硫，很難達到目前200mg/Nm3濃度的排放要求。然而凈化尾氣和液硫池氣提氣體經(jīng)過焚燒爐燃燒后，二氧化硫總排放濃度大大超過400mg/Nm3。因此，如果能控制凈化尾氣和液硫池脫氣的硫含量，將有效降低硫磺裝置煙氣二氧化硫排放濃度。
[0005]如，CN 104249995A公開了一種降低硫磺回收裝置302排放濃度的方法，采用高性能的胺液脫硫劑，將胺液吸收凈化后的尾氣抽出部分進行液硫池氣提，氣提氣并入硫磺回收裝置的熱反應(yīng)后的物流中進行脫硫回收硫磺。該方法將會極大增加胺液再生能耗和轉(zhuǎn)化催化劑的消耗，對胺液吸收性能的依賴非常大，隨著胺液質(zhì)量的下降，其最終尾氣的凈化度難以保證。
[0006]如，CN 104324573A公開了一種液硫池尾氣處理的方法和裝置，采用旋流管分離出液硫池尾氣中的固體顆粒，該尾氣隨后進入焚燒爐處理。該方法容易堵塞設(shè)備，同時尾氣硫化氫采用氨水吸收，產(chǎn)生的廢液需要進一步處理，不僅工藝復(fù)雜，而且操作費用高，對于Claus反應(yīng)部分產(chǎn)生的尾氣的凈化沒有提及。
[0007]如，CN 103585883A公開了一種液硫池脫氣采用超重力濕法氧化還原脫硫化氫發(fā)凈化的方法及裝置，液硫池脫氣中的固體顆粒容易堵塞超重力機的轉(zhuǎn)子填料，脫氣中的二氧化硫會導(dǎo)致含硫陰離子鹽的累積，最終會產(chǎn)生大量廢水排放，對于Claus反應(yīng)部分產(chǎn)生的尾氣的凈化沒有提及。
[0008]如，CN 103691289A公開了一種硫磺回收裝置尾氣處理的方法，液硫池脫氣直接進入超重力絡(luò)合鐵脫硫裝置凈化，液硫池脫氣中的固體顆粒容易堵塞超重力機的轉(zhuǎn)子填料，脫氣中的二氧化硫會導(dǎo)致含硫陰離子鹽的累積，最終會產(chǎn)生大量廢水排放。
[0009]如，CN 103752156A公開了一種硫磺回收裝置尾氣處理的方法，加氫尾氣沒有急冷直接進入絡(luò)合鐵脫硫裝置會導(dǎo)致絡(luò)合鐵脫硫催化劑的分解，直接進入超重力絡(luò)合鐵脫硫裝置凈化，固體顆粒容易堵塞超重力機的轉(zhuǎn)子填料。
[0010]如，CN 104208992A公開了一種硫磺回收裝置尾氣處理的方法，CN104214785A公開了 CN 104208992A所述的方法的裝置，加氫尾氣沒有急冷直接進入絡(luò)合鐵脫硫裝置會導(dǎo)致絡(luò)合鐵脫硫催化劑的分解，尾氣中含有氫氣和一氧化碳，將尾氣的絡(luò)合鐵脫硫和藥劑的空氣氧化再生在一個反應(yīng)器中進行會導(dǎo)致爆炸，沒有提及液硫池脫氣的凈化方法。CN103495333A公開了一種硫磺回收裝置尾氣凈化的方法，跟上述兩公開專利文獻存在同樣的冋題。
[0011]顯然，公開的上述方法要么存在能耗很高、受到尾氣組成影響很大，要么沒有將絡(luò)合鐵濕法氧化脫硫方法與硫磺回收裝置排放尾氣組成特點進行結(jié)合考慮，要么分開考慮液硫池脫氣和克勞斯尾氣的凈化，不能從整體上考慮降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的系統(tǒng)及方法，可在一套絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)中凈化液硫池脫氣和硫磺回收裝置尾氣，從源頭上根治各種造成硫磺回收裝置二氧化硫排放的因素。
[0013]本發(fā)明所提供的一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的系統(tǒng)及方法，包括對造成硫磺回收裝置二氧化硫排放的兩部分尾氣的凈化:一是液硫池脫氣產(chǎn)生的尾氣的凈化，二是硫磺回收裝置Claus反應(yīng)及催化轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生尾氣的凈化，這兩部分尾氣采用絡(luò)合鐵濕法氧化還原脫硫方法凈化。
[0014]一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的系統(tǒng)，包括:
[0015]絡(luò)合鐵脫硫裝置，所述絡(luò)合鐵脫硫裝置至少包括絡(luò)合鐵吸收設(shè)備、絡(luò)合鐵氧化再生器和硫磺顆粒分離設(shè)備；
[0016]硫磺回收裝置，用于向所述絡(luò)合鐵吸收設(shè)備提供經(jīng)過加氫、冷卻、除固體顆粒及除二氧化硫的克勞斯反應(yīng)尾氣，或者，用于向所述絡(luò)合鐵吸收設(shè)備提供經(jīng)過加氫、冷卻、除固體顆粒、除二氧化硫和胺液脫硫后得到的克勞斯反應(yīng)尾氣；
[0017]液硫池氣提裝置，用于向所述的絡(luò)合鐵氧化再生器提供經(jīng)過冷卻、除固體硫顆粒及除一■氧化硫的液硫池氣提尾氣。
[0018]絡(luò)合鐵脫硫裝置基于現(xiàn)有技術(shù)，一般包括四個子系統(tǒng):吸收脫硫系統(tǒng)、絡(luò)合鐵吸收劑再生系統(tǒng)、硫磺顆粒分離系統(tǒng)和化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)。吸收設(shè)備為超重力機或吸收塔，吸收塔可以采用填料塔、噴淋塔或填料與噴淋相結(jié)合的復(fù)合塔。絡(luò)合鐵再生系統(tǒng)主要由鼓泡式氣液接觸裝置組成。硫磺顆粒分離系統(tǒng)主要由液固過濾機組成。絡(luò)合鐵催化劑及輔助化學(xué)品由儲罐和計量泵組成的化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)完成。
[0019]優(yōu)選的，沿物流流向，所述液硫池氣提裝置包括依次連接的以空氣作為氣提氣的液硫池氣提單元及液硫池氣提尾氣洗滌塔，所述液硫池氣提尾氣洗滌塔連接所述絡(luò)合鐵脫硫裝置的絡(luò)合鐵氧化再生器。液硫池氣提單元前可設(shè)置空氣加熱裝置。液硫池氣提尾氣洗滌塔和絡(luò)合鐵脫硫裝置的絡(luò)合鐵氧化再生器之間可設(shè)置增壓風(fēng)機。
[0020]系統(tǒng)還可以設(shè)置焚燒爐。
[0021]優(yōu)選的，所述硫磺回收裝置具有以下兩種設(shè)置的方式。
[0022]第一種，沿物流流向，所述硫磺回收裝置包括依次連接的燃燒反應(yīng)器、多級克勞斯反應(yīng)器、加氫反應(yīng)器、急冷塔、胺吸塔及胺吸再生塔，所述胺吸塔的尾氣端連接所述絡(luò)合鐵脫硫裝置的絡(luò)合鐵吸收設(shè)備。
[0023]此種情況，硫磺回收裝置反應(yīng)產(chǎn)生尾氣的處理:從Claus反應(yīng)部分產(chǎn)生的尾氣，其中含有硫化氫、S、二氧化硫、COS、CS2，進入加氫反應(yīng)器，將各種硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫，高溫的加氫尾氣進入急冷塔與循環(huán)水直接接觸冷卻降溫到40-70°C，并除掉少量催化劑粉末和極少量二氧化硫，同時也顯著降低了該尾氣中的水含量。隨后進入尾氣處理部分的胺吸塔與來自胺液再生塔的貧液進行接觸，出胺吸塔的尾氣進入絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)的吸收設(shè)備進行脫硫化氫，凈化后的尾氣隨后進入焚燒爐，絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)氧化再生后的廢空氣進入焚燒爐作為助燃劑，出急冷塔的循環(huán)水部分去液硫池氣提尾氣洗滌塔，剩余的部分水去酸性水氣提車間。
[0024]第二種，沿物流流向，所述硫磺回收裝置包括依次連接的燃燒反應(yīng)器、多級克勞斯反應(yīng)器、加氫反應(yīng)器以及急冷塔，所述急冷塔的出液端連接所述液硫池氣提尾氣洗滌塔的入液端，所述急冷塔的出氣端連接所述絡(luò)合鐵脫硫裝置的絡(luò)合鐵吸收設(shè)備。
[0025]此種情況，從Claus反應(yīng)部分產(chǎn)生的尾氣，其中含有硫化氫、S、二氧化硫、COS、CS2，進入加氫反應(yīng)器，將各種硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫，高溫的加氫尾氣進入急冷塔與循環(huán)水直接接觸冷卻降溫到40-70°C，并除掉少量催化劑粉末和極少量二氧化硫，同時也顯著降低了該尾氣中的水的含量。隨后進入絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)的吸收設(shè)備進行脫硫化氫，凈化后的尾氣隨后可進入焚燒爐。絡(luò)合鐵脫硫系統(tǒng)氧化再生后的廢空氣進入焚燒爐作為助燃劑。出急冷塔的循環(huán)水部分去液硫池氣提尾氣洗滌塔，剩余的部分水去酸性水氣提車間。如果采用該方案處理尾氣，那么尾氣凈化部分的胺吸塔可以停止使用，節(jié)省胺液再生蒸汽。
[0026]以上兩種方案可以單獨或組合使用。
[0027]本發(fā)明還提供了一種降低硫磺回收裝置二氧化硫排放濃度的方法，包括如下步驟:
[0028]將克勞斯反應(yīng)尾氣進行加氫、冷卻、除固體顆粒及除二氧化硫或者進行加氫、冷卻、除固體顆粒、除二氧化硫及胺液脫硫，得到處理后的克勞斯反應(yīng)尾氣，將所述處理后的克勞斯反應(yīng)尾氣進行絡(luò)合鐵脫硫；
[0029]以空氣作為氣提氣對液硫池進