本發(fā)明屬于尾氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種處理克勞斯工藝尾氣的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
克勞斯法是為去除化石燃料燃燒及地?zé)岚l(fā)電時(shí)生成的硫化氫所用的方法之一。原理是使硫化氫不完全燃燒，再使生成的二氧化硫與硫化氫反應(yīng)而生成硫磺。若空氣與硫化氫混合比例適當(dāng)，可使所有的硫化氫變成硫磺和水。此法廣泛用于煤、石油、天然氣的加工過(guò)程(如合成氨原料氣生產(chǎn)、煉廠(chǎng)氣加工等)，在脫硫產(chǎn)生的含硫化氫氣體中回收硫，并可解決煉廠(chǎng)廢氣對(duì)大氣的污染問(wèn)題。
克勞斯硫回收工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)成為世界上最成熟的含硫酸性氣處理工藝。但是，由于受到化學(xué)平衡的限制，即使是三級(jí)克勞斯硫回收率最高也只有97％，其尾氣中仍含有1-3％的含硫化合物，主要為H2S，SO2，COS等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。由于處理的困難，市場(chǎng)上常規(guī)的做法都是焚燒排放，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。即使目前有技術(shù)進(jìn)行尾氣處理，如處理效果比較好的SCOT技術(shù)，雖然降低了H2S的排放，但有機(jī)硫依然無(wú)法清除，尾氣中的總硫含量依然不能達(dá)到環(huán)保要求。
專(zhuān)利CN102631827 A和專(zhuān)利CN203781843 U均采用低溫甲醇處理克勞斯工藝尾氣的方法。但是這兩種方法均與低溫甲醇洗裝置相連，會(huì)破壞低溫甲醇洗裝置的運(yùn)行，不利于在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。且對(duì)于那些沒(méi)有低溫甲醇洗裝置來(lái)說(shuō)，不便于推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種處理克勞斯工藝尾氣的方法和系統(tǒng)，適用于所有含硫尾氣的處理，應(yīng)用更靈活，適用范圍更廣。
本發(fā)明技術(shù)方案如下：
一種處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)，包括：與克勞斯硫回收單元的尾氣出口依次連接的加氫反應(yīng)器1、激冷塔3、壓縮機(jī)4、水分離裝置6、吸收塔7；所述吸收塔7頂部設(shè)有用于排出凈化尾氣的出口；所述吸收塔7底部還設(shè)有吸收劑出口、與再生器9側(cè)壁上端的吸收劑入口相連接，使吸收塔7中使用后的吸收劑減壓后進(jìn)入再生器9中；所述再生器9底部設(shè)有吸收劑出口、與所述吸收塔7側(cè)壁上端的吸收劑入口相連接，使再生器9中再生后的吸收劑進(jìn)入吸收塔7中；所述再生器9頂部還設(shè)有再生氣體出口，與所述克勞斯硫回收單元進(jìn)料口相連接，使再生器9中產(chǎn)生的氣體輸送至所述克勞斯硫回收單元。
進(jìn)一步地，上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)還包括克勞斯硫回收單元，用于處理硫化氫等含硫尾氣或處理來(lái)自界區(qū)的酸性氣體，處理后的尾氣即克勞斯工藝尾氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器。
進(jìn)一步地，所述激冷塔3的冷媒為水。
進(jìn)一步地，上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)還包括向所述吸收塔7供給吸收劑的吸收劑供給裝置。
進(jìn)一步地，所述吸收劑供給裝置的吸收劑供給管道與再生器9向吸收塔7輸送吸收劑的管道并聯(lián)。
進(jìn)一步地，所述吸收劑優(yōu)選為低溫甲醇。
進(jìn)一步地，所述加氫反應(yīng)器1與所述激冷塔3之間還設(shè)有余熱回收器2，用于回收加氫過(guò)程多余熱量。
進(jìn)一步地，所述激冷塔底部還連接有洗滌泵10，用于將激冷塔3中的多余的洗滌液送出界區(qū)處理。
進(jìn)一步地，在所述洗滌泵與所述激冷塔側(cè)壁上部之間還設(shè)有洗滌液冷卻器11，用于冷卻返回至激冷塔的洗滌液。
進(jìn)一步地，所述水分離裝置6為機(jī)械式離心脫水器。
進(jìn)一步地，在所述壓縮機(jī)4(也稱(chēng)氣體升壓器)與水分離裝置6之間還設(shè)有冷卻器5，用于冷卻壓縮后的氣體。
進(jìn)一步地，在所述吸收塔7吸收劑出口與所述再生器9吸收劑入口之間的管道上還設(shè)有吸收液泵8，用于將吸收后的溶液送入再生器。
本發(fā)明所述克勞斯硫回收單元、加氫反應(yīng)器、余熱回收器、激冷塔、洗滌泵、洗滌液冷卻器、壓縮機(jī)、氣體升壓器、水分離裝置、離心脫水器、吸收塔、吸收液泵、再生器等設(shè)備、裝置均為本領(lǐng)域常用設(shè)備。
本發(fā)明所述連接一般是指管道連接。
上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的、封閉的系統(tǒng)，適用于所有含硫尾氣處理。
作為上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)的替代方案，所述再生器由低溫甲醇洗裝置代替，吸收塔中吸收處理后的吸收劑返回至低溫甲醇洗裝置。
本發(fā)明還提供一種處理克勞斯工藝尾氣的方法，包括將克勞斯工藝尾氣經(jīng)加氫還原、冷卻加壓、分離脫水后進(jìn)入吸收塔中進(jìn)行吸收，將含硫物質(zhì)被吸收后的凈化尾氣直接排放到大氣中，將吸收塔中使用后的吸收劑減壓后進(jìn)入再生器中，將再生器中再生后的氣體返回至克勞斯回收單元(即克勞斯裝置)繼續(xù)處理，將再生器中再生后的液體作為吸收劑返回至所述吸收塔中。
其中，所述克勞斯工藝尾氣為本領(lǐng)域通常含義，一般是指來(lái)自界區(qū)的酸性氣體進(jìn)入克勞斯工藝裝置進(jìn)行硫磺回收后的尾氣。
所述克勞斯工藝尾氣中的含硫物質(zhì)或含硫化合物主要為H2S，SO2，COS等。
所述加氫還原為本領(lǐng)域通常含義，具體是指將所述克勞斯工藝尾氣中的SO2、COS等含硫化合物加氫還原為H2S，以方便后續(xù)步驟洗滌吸收。
加氫還原后的尾氣經(jīng)回收余熱后，首先進(jìn)入激冷塔內(nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體經(jīng)壓縮機(jī)升壓至3-8barg后冷卻分離脫水，分離脫水后的氣體進(jìn)入吸收塔。所述的脫水優(yōu)選采用機(jī)械式脫水，具體為離心脫水器。機(jī)械式脫水的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需額外處理脫水劑，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
將脫水后的氣體進(jìn)入吸收塔中進(jìn)行吸收處理，根據(jù)尾氣中不同組分的溶解度不同通過(guò)吸收劑將尾氣中的H2S以及未轉(zhuǎn)化的COS吸收下來(lái)。所述的吸收劑優(yōu)選采用低溫甲醇。
吸收處理后的尾氣中總硫的含量可降低至5ppm，可直接排放到大氣中；且吸收劑可以循環(huán)利用，真正達(dá)到零排放。
作為上述方法的替代方案，吸收塔中吸收處理后的吸收劑可以返回至低溫甲醇洗裝置。
本發(fā)明提供的處理克勞斯工藝尾氣的方法及系統(tǒng)采用純物理吸收方法，流程簡(jiǎn)單，適用范圍廣，應(yīng)用靈活，投資省，運(yùn)行費(fèi)用具有競(jìng)爭(zhēng)性，具有良好的市場(chǎng)前景。既可應(yīng)用于有低溫甲醇洗裝置的環(huán)境，也可適用于沒(méi)有低溫甲醇洗裝置的環(huán)境。本發(fā)明適用于所有含硫尾氣的處理，吸收處理后的尾氣中總硫的含量可降低至5ppm，可直接排放到大氣中；且吸收劑可以循環(huán)利用，真正達(dá)到零排放，屬于環(huán)保友好型綠色技術(shù)。
本發(fā)明提供的系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有化工設(shè)備進(jìn)行了有效組合，得到了適合本發(fā)明尾氣處理方法的工藝系統(tǒng)，成本低，安全性高，具有大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)示意圖；
其中，1為加氫反應(yīng)器，2為余熱回收器，3為激冷塔，4為壓縮機(jī)，5為冷卻器，6為水分離裝置，7為吸收塔，8為吸收液泵，9為再生器，10為洗滌泵，11為洗滌液冷卻器。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。其中所使用的試劑如無(wú)特別說(shuō)明則應(yīng)理解為常規(guī)市售試劑或根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制得；其中所使用的操作方法如無(wú)特別說(shuō)明則應(yīng)理解為本領(lǐng)域常規(guī)操作。
如圖1所示，本發(fā)明一種處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)，包括：與克勞斯硫回收單元的尾氣出口依次連接的加氫反應(yīng)器1、激冷塔3、壓縮機(jī)4、水分離裝置6、吸收塔7；所述吸收塔7頂部設(shè)有用于排出凈化尾氣的出口；所述吸收塔7底部還設(shè)有吸收劑出口、與再生器9側(cè)壁上端的吸收劑入口相連接，使吸收塔7中使用后的吸收劑減壓后進(jìn)入再生器9中；所述再生器9底部設(shè)有吸收劑出口、與所述吸收塔7側(cè)壁上端的吸收劑入口相連接，使再生器9中再生后的吸收劑進(jìn)入吸收塔7中；所述再生器9頂部還設(shè)有再生氣體出口，與所述克勞斯硫回收單元進(jìn)料口相連接，使再生器9中產(chǎn)生的氣體輸送至所述克勞斯硫回收單元。
進(jìn)一步地，上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)還包括克勞斯硫回收單元，用于處理硫化氫等含硫尾氣或處理來(lái)自界區(qū)的酸性氣體，處理后的尾氣即克勞斯工藝尾氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器。
進(jìn)一步地，所述激冷塔3的冷媒為水。
進(jìn)一步地，上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)還包括向所述吸收塔7供給吸收劑的吸收劑供給裝置。
進(jìn)一步地，所述吸收劑供給裝置的吸收劑供給管道與再生器9向吸收塔7輸送吸收劑的管道并聯(lián)。
進(jìn)一步地，所述吸收劑優(yōu)選為低溫甲醇。
進(jìn)一步地，所述加氫反應(yīng)器1與所述激冷塔3之間還設(shè)有余熱回收器2，用于回收加氫過(guò)程多余熱量。
進(jìn)一步地，所述激冷塔底部還連接有洗滌泵10，用于將激冷塔3中的多余的洗滌液送出界區(qū)處理。
進(jìn)一步地，在所述洗滌泵與所述激冷塔側(cè)壁上部之間還設(shè)有洗滌液冷卻器11，用于冷卻返回至激冷塔的洗滌液。
進(jìn)一步地，所述水分離裝置6為機(jī)械式離心脫水器。
進(jìn)一步地，在所述壓縮機(jī)4(也稱(chēng)氣體升壓器)與水分離裝置6之間還設(shè)有冷卻器5，用于冷卻壓縮后的氣體。
進(jìn)一步地，在所述吸收塔7吸收劑出口與所述再生器9吸收劑入口之間的管道上還設(shè)有吸收液泵8，用于將吸收后的溶液送入再生器。
本發(fā)明所述克勞斯硫回收單元、加氫反應(yīng)器、余熱回收器、激冷塔、洗滌泵、洗滌液冷卻器、壓縮機(jī)、氣體升壓器、水分離裝置、離心脫水器、吸收塔、吸收液泵、再生器等設(shè)備、裝置均為本領(lǐng)域常用設(shè)備。
本發(fā)明所述連接一般是指管道連接。
上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的、封閉的系統(tǒng)，適用于所有含硫尾氣處理。
進(jìn)一步地，作為上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)的替代方案，所述再生器由低溫甲醇洗裝置代替，吸收塔中吸收處理后的吸收劑返回至低溫甲醇洗裝置。
進(jìn)一步地，上述處理克勞斯工藝尾氣的系統(tǒng)還包括克勞斯硫回收單元，用于處理硫化氫等含硫尾氣或處理來(lái)自界區(qū)的酸性氣體，處理后的尾氣即克勞斯工藝尾氣進(jìn)入加氫反應(yīng)器。
上述系統(tǒng)工作時(shí)，將來(lái)自克勞斯工藝的尾氣進(jìn)入加氫還原器，使其中的含硫物質(zhì)或含硫化合物(主要為SO2，COS等)加氫還原后生成H2S；回收余熱后，尾氣首先進(jìn)入激冷塔內(nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體經(jīng)壓縮機(jī)升壓至3-8barg后冷卻分離脫水，分離脫水后的氣體進(jìn)入吸收塔。所述的脫水優(yōu)選采用機(jī)械式脫水，具體為離心脫水器。機(jī)械式脫水的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需額外處理脫水劑，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。將脫水后的氣體進(jìn)入吸收塔中進(jìn)行吸收處理，根據(jù)尾氣中不同組分的溶解度不同通過(guò)吸收劑將尾氣中的H2S以及未轉(zhuǎn)化的COS吸收下來(lái)。所述的吸收劑優(yōu)選采用低溫甲醇。吸收處理后的尾氣中總硫的含量可降低至5ppm，可直接排放到大氣中；且吸收劑可以循環(huán)利用，真正達(dá)到零排放。吸收塔中吸收后的吸收劑減壓進(jìn)入再生器，再生出來(lái)的氣體返回到克勞斯工藝裝置，吸收劑再返回到吸收塔中，重復(fù)利用。
本發(fā)明整個(gè)系統(tǒng)除了可以應(yīng)用于有低溫甲醇洗的裝置外也適用于沒(méi)有低溫甲醇洗的裝置。對(duì)于含有低溫甲醇洗的裝置，在吸收洗滌后的液體可不進(jìn)入再生器，可以返回至低溫甲醇洗裝置。對(duì)于不含有低溫甲醇洗的裝置，吸收洗滌后的液體(吸收劑)進(jìn)入再生器再生后的氣體返回至克勞斯裝置，液體(吸收劑)返回至吸收塔內(nèi)繼續(xù)吸收洗滌含硫物質(zhì)。
本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種處理克勞斯工藝尾氣的方法，包括將克勞斯工藝尾氣經(jīng)加氫還原、冷卻加壓、分離脫水后進(jìn)入吸收塔中進(jìn)行吸收，將含硫物質(zhì)被吸收后的凈化尾氣直接排放到大氣中，將吸收塔中使用后的吸收劑減壓后進(jìn)入再生器中，將再生器中再生后的氣體返回至克勞斯回收單元(即克勞斯裝置)繼續(xù)處理，將再生器中再生后的液體作為吸收劑返回至所述吸收塔中。
其中，所述克勞斯工藝尾氣為本領(lǐng)域通常含義，一般是指來(lái)自界區(qū)的酸性氣體進(jìn)入克勞斯工藝裝置進(jìn)行硫磺回收后的尾氣。
所述克勞斯工藝尾氣中的含硫物質(zhì)或含硫化合物主要為H2S，SO2，COS等。
所述加氫還原為本領(lǐng)域通常含義，具體是指將所述克勞斯工藝尾氣中的SO2、COS等含硫化合物加氫還原為H2S，以方便后續(xù)步驟洗滌吸收。所述冷卻加壓為將冷卻后的氣體加壓至3-8barg；和/或，所述脫水為機(jī)械式脫水；和/或，所述吸收劑為低溫甲醇。
本發(fā)明方法吸收處理后的尾氣中總硫的含量可降低至5ppm，可直接排放到大氣中；且吸收劑可以循環(huán)利用，真正達(dá)到零排放。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。