(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103318847 A (43)申请公布日 2013.09.25 |
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(21)申请号 CN201310284844.9
(22)申请日 2013.07.08
(71)申请人 中石化南京工程有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
地址 211112 江苏省南京市江宁区科建路1189号
(72)发明人 邹玉霜 陈德兴 俞向东 赵启成 何韵涛
(74)专利代理机构 南京天华专利代理有限责任公司
代理人 徐冬涛
(51)Int.CI
C01B17/04
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种含硫化氢废气的高效硫回收方法，将含H | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种含硫化氢废气的高效硫回收方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）将含H<Sub>2</Sub>S的废气在焚烧炉中完全燃烧生成SO<Sub>2</Sub>气体和水蒸汽，然后经过余热锅炉或余热锅炉和蒸汽过热器冷却，生成温度为300℃～500℃的工艺气体，同时产生7.0～7.5MPa高压蒸汽； （2）所述工艺气体进入带有反应段和冷却段的氧化反应器，在氧化反应器中催化氧化生成SO<Sub>3</Sub>并转化为硫酸蒸汽；其中所述冷却段选自蒸汽过热器、水管或火管锅炉中的一种或几种，在所述冷却段中产生7.0～7.5MPa高压蒸汽，所述氧化反应器出口的硫酸蒸汽温度高于该气体的露点温度； （3）步骤（2）得到的硫酸蒸汽进入冷却器中，在250℃以上用空气冷却所述硫酸蒸汽，分离出硫酸液体和不凝气体；
（4）其中所述不凝气体分别或综合采用各步骤中产生的高温蒸汽进行多级加热后按步骤（2）
和（3）的过程进行第二次催化氧化和第二次冷却分离，排放本步骤中达到排放要求的不凝气体，并收集分离出的硫酸液体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤（1）中，所述焚烧炉中进行完全燃烧所需的氧气来源于环境空气、富氧气体或含氧量高于10%的须处理废气。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤（1）中，焚烧温度为400℃～1400℃；所述工艺气体的温度为300℃～500℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤（2）中，每一次氧化反应时氧化反应器出口的硫酸蒸汽温度为250℃～350℃，进一步为250℃～320℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤（3）中，所述空气冷却的过程为：在290～320℃下在管壳式冷却器中用空气冷却硫酸蒸汽使硫酸冷凝为液体，其中硫酸蒸汽经过管程，冷却空气经过壳程。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤（4）中，所述不凝气体经过三级加热后再进行第二次催化氧化和第二次冷却分离；其中第二次催化氧化过程中的冷却段用以换热而不
产生高压蒸汽。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤（4）中，第一级加热的热源为步骤（3）中由冷却器换热得到的热空气；第二级加热的热源为第二次催化氧化后第二次冷却分离前含硫酸蒸汽的工艺气体；第三级加热的热源为步骤（1）和/或（2）中得到的7.0～7.5MPa高压蒸汽。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在步骤（4）中，第一级加热后的不凝气体的温度为160℃～180℃；经过第三级加热后的不凝气体中的一部分与第一级加热后的不凝气体混合使不凝气体的温度达到190～220℃后，再进行第二级加热；第三级加热后的不凝气体的温度为380℃～420℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）中的空气冷却和步骤（4）中的第一级加热在负压下进行，进一步在-5kPa～-0.5kPa负压下进行；第二次冷却分离产生并排放的不凝气体中SO<Sub>2</Sub>浓度低于400mg/Nm<Sup>3</Sup>，其进一步为210～250mg/Nm<Sup>3</Sup>。
10.一种应用于权利要求1中所述的含硫化氢废气的高效硫回收方法的装置，其特征在于该装置包括焚烧炉（1）、余热锅炉（2）、第一反应器（3）、第一冷却器（4）、第一级加热器（5）、第二级加热器（6）、第三级加热器（7）、第二反应器（8）、第二冷却器（9）和硫酸槽（14），所述焚烧炉（1）的物料出口与所述余热锅炉（2）的入口相连，所述余热锅炉（2）的出口连接所述第一反应器（3）的物料入口，第一反应器（3）的物料出口连接所述第一冷却器（4）的物料入口，第一冷却器（4）的不凝气体出口通过管路依次连接第一级加热器（5）、第二级加热器（6）和第三级加热器（7），其中第一冷却器（4）的冷却空气出口连接所述第一级加热器（5）的加热通道并进一步与所述焚烧炉（1）的一个气体入口相通，第三级加热器（7）的出口通过管路分别连接至所述第二反应器（8）的物料入口处和所述第二级加热器（6）的入口处，所述第二反应器（8）的物料出口通过管路连接所述第二级加热器（6）的加热通道后与所述第二冷却器（9）的入口相通；其中所述第一冷却器（4）和第二冷却器（9）底部的硫酸出口分别与所述硫酸槽（14）相连，第一反应器（3）和第二反应器（8）分别独立设置或相连构成相互独立的整体反应器。
说 明 书
技术领域
本发明属于环保领域，具体涉及一种含硫化氢废气的高效回收方法及其装置。
背景技术
在化肥、石油化工、天然气、煤化工、焦化和化纤等行业，原料中的硫基本以H<Sub>2</Sub>S的形式从系统中脱出。H<Sub>2</Sub>S为有毒、有害气体，不易贮存，不能直接排放，必须回收处理。目前回收H<Sub>2</Sub>S的方法有很多种，其中效果最好的是回收为硫磺及硫酸，但这两种方法仍然存在回收效率不够高，排放尾气不能满足国家新环保标准400mg/Nm<Sup>3</Sup>的要求。
利用含H<Sub>2</Sub>S废气制硫酸的方法有干法及湿法两种。干法制酸技术与硫铁矿制酸技术相同，是十分成熟的技术，其缺点是流程长，因存在“冷热病”现象能耗高，且生产过程中有酸性废水产生。湿法制酸流程短，能量回收率高，无需要处理的废物产生。湿法制酸有一次转化一次冷凝与二次转化二次冷凝两种工艺，一次转化工艺由于平衡转化率的制约，只能用大量的空气将进转化SO<Sub>2</Sub>浓度稀释到～4%以下，且即使将SO<Sub>2</S
ub>浓度稀释到3.5%以下，即使达到平衡转化率，排放尾气中SO<Sub>2</Sub>浓度也仍然＞800mg/Nm<Sup>3</Sup>，远高于国家新环保标准400mg/Nm<Sup>3</Sup>的要求。
豫公网安备41160202000603
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