一種新型含硫化氫廢氣治理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型含硫化氫廢氣治理系統，包括克勞斯爐、一級、二級、三級蒸汽發生器、一級、二級、三級冷卻器、一級、二級、三級硫回收器、克勞斯轉化器、脫硫設備、加氫反應器；克勞斯爐爐膛內設有熱解反應管，酸性氣進料管線分別與克勞斯爐和熱解反應管連接，克勞斯爐經一級蒸汽發生器、一級冷卻器、一級硫回收器、克勞斯轉化器、二級蒸汽發生器、二級冷卻器與二級硫回收器連接，二級硫回收器與加氫反應器連接；熱解反應管經三級蒸汽發生器、三級冷卻器、三級硫回收器與脫硫設備連接，脫硫設備頂部出口與二級硫回收器與加氫反應器間的管線連接。本實用新型所述系統在克勞斯爐內設熱解反應管，可在無氫源下處理酸性氣，且可省加熱爐不外供熱源。
【專利說明】一種新型含硫化氫廢氣治理系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環保【技術領域】，尤其是涉及一種新型含硫化氫廢氣治理系統。

【背景技術】
[0002]H2S是天然氣凈化、石油煉制、煉焦及煤氣化等能源加工過程中伴生的有害氣體，必須進行充分處理，防止其產生安全事故及環境污染。硫磺回收裝置就是對含有H2S的酸性氣進行處理并回收硫磺，實現清潔生產、變廢為寶、降低污染和保護環境的目的。
[0003]迄今為止，普遍采用的方法是克勞斯工藝+克勞斯尾氣處理SCOT法，基本流程如下:來自脫硫裝置富含H2S的酸性氣與適量空氣在克勞斯爐進行部分燃燒，控制空氣量僅夠H2S的1/3氧化成SO2;然后，SO 2與未氧化的H 2S 一起進入2?3級含有催化劑的轉化器，使H2S與SO2轉化成單質硫，通過硫冷凝器回收液態單質硫，氣相進入SCOT尾氣處理部分；從克勞斯裝置出來的尾氣經在線加熱爐或再熱器預熱后，進入加氫反應器進行加氫還原，再將加氫后的過程氣通入到下游急冷塔冷卻，冷卻后的過程氣進入吸收塔脫硫，脫硫溶劑通過再生塔再生，經吸收塔脫硫后的過程氣進入尾氣焚燒爐焚燒，最后經煙囪排放。
實用新型內容
[0004]傳統克勞斯+SCOT工藝中中配置的在線燃燒爐主要有兩個作用:一是將過程氣加熱到加氫還原所需溫度，一般280°C以上；二是通過燃料氣亞當量燃燒提供加氫還原所需的還原性氣體，如H2、C0等。但SCOT裝置實際運行過程中存在以下幾方面問題:第一，由于在線加熱爐要求燃料在貧氧下燃燒，因而極易出現積碳，積碳物若沉積在催化劑床層會造成加氫還原反應器堵塞及催化劑失活；第二，由于原料中COS等組分變化及克勞斯爐操作條件變化，會造成克勞斯尾氣中S02、COS等含量波動，因而目前已投產的SCOT裝置均不能達到自身氫平衡，需要外部供氫。
[0005]針對上述問題，研宄人員在加氫反應器進料預熱(即在線加熱爐的加熱功能)方面做了大量工作，主要有以下兩類:(I)研宄人員開發低溫加氫還原催化劑，使加氫反應器入口溫度降低到220°c左右，從而簡化加氫預熱段的操作，僅通過高壓蒸汽換熱就可實現對加氫反應器進料的預熱，從而可以不使用在線燃燒爐，減少燃料消耗；(2)利用尾氣焚燒爐焚燒后的煙氣熱量加熱克勞斯尾氣至所需加氫還原反應溫度，從而不使用在線加熱爐加熱，減少燃料消耗。
[0006]盡管這些工作在減少在線爐燃料消耗方面起到了重要作用，但系統仍無法滿足氫平衡，仍需外部提供氫氣。為此，如何設計一種可提高硫回收裝置運行效率，使裝置自身就能達到熱平衡及氫平衡的H2S處理系統顯得十分關鍵。
[0007]本實用新型的目的在于提供一種新型含硫化氫廢氣治理系統，能保證克勞斯尾氣處理合格的前提下取消加氫還原反應器前的在線加熱爐，不需外部供熱、供氫，使得系統更簡潔，能耗更低。
[0008]本實用新型提供一種新型含硫化氫廢氣治理系統，所述系統包括克勞斯爐、一級蒸汽發生器、一級冷卻器、一級硫回收器、克勞斯轉化器、二級蒸汽發生器、二級冷卻器、二級硫回收器、三級蒸汽發生器、三級冷卻器、三級硫回收器、加氫反應器；所述克勞斯爐爐膛內設置有熱解反應管，酸性氣進料管線分兩路，一路與克勞斯爐入口連接，另一路與熱解反應管入口連接，所述與克勞斯爐入口連接的酸性氣進料管線上設置有助燃氣體管線，克勞斯爐出口經一級蒸汽發生器、一級冷卻器與一級硫回收器連接，一級硫回收器上端出口依次經克勞斯轉化器、二級蒸汽發生器、二級冷卻器與二級硫回收器連接，二級硫回收器上端出口經管線與加氫反應器連接；熱解反應管出口經三級蒸汽發生器、三級冷卻器與三級硫回收器連接，三級硫回收器上端出口與二級硫回收器與加氫反應器之間的管線連接。
[0009]本實用新型所述酸性氣處理系統中，熱解反應管出口與三級蒸汽發生器連接管線之間設置換熱器，當設置有換熱器時，二級硫回收器上端出口經換熱器與加氫反應器連接，三級硫回收器上端出口與二級硫回收器與換熱器之間的管線連接。
[0010]本實用新型所述酸性氣處理系統中，所述熱解反應管可以設置一根或若干根，熱解反應管沿克勞斯爐筒體內壁周向均布，可以是單路或多路直管水平往復式排布結構，或單路或多路直管往復錯列排布結構。
[0011]本實用新型所述酸性氣處理系統中，所述熱解反應管管內填充有石英片或多孔陶
bL.0
[0012]本實用新型所述酸性氣處理系統中，所述克勞斯爐工藝條件為，反應溫度為130(Tl500°C，反應壓力 0.Γ2.0MPao
[0013]本實用新型所述酸性氣處理系統中，加氫反應器出口管線與急冷塔連接。
[0014]本實用新型所述酸性氣處理系統中，所述助燃氣體管線中的助燃氣為空氣，富氧空氣，富氧，純氧中的一種或幾種，優選為富氧或純氧。
[0015]本實用新型所述酸性氣處理系統中，所述酸性氣可以為煉油廠、天然氣凈化廠等排放的含硫化氫廢氣，所述廢氣中硫化氫含量為20°/Γ?00%
[0016]本實用新型所述酸性氣處理系統，對克勞斯爐進行改進，在克勞斯爐內設置熱解反應管，使酸性氣分兩股進料，第一股酸性氣按照常規的克勞斯工藝進行處理，第二股酸性氣進入熱解反應管，吸收克勞斯爐內的第一股酸性氣燃燒釋放出的熱量后發生熱分解反應，生成單質硫和氫氣，氫氣可以用于加氫反應器中克勞斯尾氣處理，可以不用外供氫氣，可以解決無氫氣來源情況下的酸性氣處理。通過設置換熱器，利用熱解反應管出來的過程氣較高品位的能量來加熱克勞斯尾氣，從而使其達到加氫還原反應所需溫度，而且由于高溫過程氣中均以氣相存在，因而不會對換熱器產生腐蝕，可以省去常規工藝中的在線加熱爐，不用外供熱源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型所述酸性氣處理系統工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0018]本發明提供一種酸性氣處理系統，所述系統包括克勞斯爐1、所述克勞斯爐爐膛內設置有熱解反應管2，一級蒸汽發生器4、一級冷卻器5、一級硫回收器6、克勞斯轉化器7、二級蒸汽發生器8、二級冷卻器9、二級硫回收器10、換熱器3、三級蒸汽發生器11、三級冷卻器12、三級硫回收器13、加氫反應器15 ;酸性氣入口管線分兩路，一路17與助燃氣體管線16混合后與克勞斯爐入口連接，另一路18與熱解反應管入口連接，克勞斯爐出口經一級蒸汽發生器4、一級冷卻器5與一級硫回收器6連接，一級硫回收器上端出口依次與一級克勞斯轉化器7、二級蒸汽發生器8、二級冷卻器9與二級硫回收器10連接，二級硫回收器上端出口經換熱器3與加氫反應器15連接；熱解反應管出口經換熱器3、三級蒸汽發生器11、三級冷卻器12與三級硫回收器13連接，三級硫回收器上端出口與二級硫回收器10與換熱器3之間的管線連接。
[0019]結合圖1，對采用本實用新型所述酸性氣處理系統處理酸性氣工藝進行進一步說明，其中，第一路酸性氣經酸性氣入口管線17與助燃氣體管線16進入的適量富氧空氣或純氧混合后進入克勞斯爐I，在克勞斯爐I內部分燃燒反應，控制克勞斯爐I內的溫度為130(n500°C，第二路酸性氣經酸性氣入口管線18進入熱解反應管2，在第一路酸性氣燃燒反應放出的熱量下發生硫化氫熱解反應生產硫和氫氣，克勞斯爐產生的過程氣經出口進入一級蒸汽發生器4，可以回收熱能產生高壓蒸汽，經過冷凝后的過程氣經過一級冷卻器5后進入一級硫回收器6中回收液態硫19，氣相進入克勞斯轉化器7，使H2S與SO2反應生成單質硫，從克勞斯轉化7出來的過程氣經二級蒸汽發生器8、二級冷卻器9后，進入二級硫回收器10進一步回收液態硫20，克勞斯尾氣從二級硫回收器10頂部出口經換熱器與熱解反應管排出的氣相換熱后進入加氫反應器15 ;從熱解反應管2出來的過程氣經換熱器3換熱后進入三級蒸汽發生器11、三級冷卻器12，再通過三級硫回收器13回收液態硫14，三級硫回收器排出的氣體與二級硫回收器排出的克勞斯尾氣混合后，并經換熱器3換熱升溫后送至加氫反應器15發生加氫還原反應，使過程氣中的S02、C0S等變成H2S,加氫還原氣經管線21送至急冷塔裝置進一步處理。
【權利要求】
1.一種含硫化氫廢氣治理系統，所述系統包括克勞斯爐、一級蒸汽發生器、一級冷卻器、一級硫回收器、克勞斯轉化器、二級蒸汽發生器、二級冷卻器、二級硫回收器、三級蒸汽發生器、三級冷卻器、三級硫回收器、加氫反應器；所述克勞斯爐爐膛內設置有熱解反應管，酸性氣進料管線分兩路，一路與克勞斯爐入口連接，另一路與熱解反應管入口連接，所述與克勞斯爐入口連接的酸性氣進料管線上設置有助燃氣體管線，克勞斯爐出口經一級蒸汽發生器、一級冷卻器與一級硫回收器連接，一級硫回收器上端出口依次經克勞斯轉化器、二級蒸汽發生器、二級冷卻器與二級硫回收器連接，二級硫回收器上端出口經管線與加氫反應器連接；熱解反應管出口經三級蒸汽發生器、三級冷卻器與三級硫回收器連接，三級硫回收器上端出口與二級硫回收器與加氫反應器之間的管線連接。
2.按照權利要求1所述的系統，其特征在于:所述熱解反應管出口與三級蒸汽發生器連接管線之間設置換熱器。
3.按照權利要求2所述的系統，其特征在于:所述二級硫回收器上端出口經換熱器與加氫反應器連接。
4.按照權利要求2所述的系統，其特征在于:所述三級硫回收器上端出口與二級硫回收器與換熱器之間的管線連接。
5.按照權利要求1所述的系統，其特征在于:所述熱解反應管設置一根或若干根。
6.按照權利要求1或5所述的系統，其特征在于:所述熱解反應管沿克勞斯爐筒體內壁周向均布，具體是單路或多路直管水平往復式排布結構，或者是單路或多路直管往復錯列排布結構。
7.按照權利要求1所述的系統，其特征在于:所述熱解反應管管內填充有石英片或多孔陶瓷材料。
8.按照權利要求1所述的系統，其特征在于:加氫反應器出口管線與急冷塔連接。
9.按照權利要求1所述的系統，其特征在于:所述脫硫設備為吸收塔、超重力旋轉床、旋流分離器中的一種或多種。
【文檔編號】B01D53/75GK204233957SQ201420633374
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】王陽峰, 張英, 薄德臣, 張勝中, 高景山, 胡丞, 高明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院