專利名稱：三級液硫脫氣裝置及工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于減少二氧化硫排放的環境保護領域，涉及一種適用于硫磺回收裝置的液硫脫氣方法，具體涉及的是利用空氣噴霧、接觸氧化及攪動分離的脫除液硫中硫化氫的脫氣方法。
背景技術：
我國一直倡導節能減排工作，嚴格控制大氣二氧化硫排放量，2012年以前，國家標準規定的二氧化硫排放濃度為不高于960mg/g。目前國家有關部門正在醞釀修訂大氣污染物綜合排放標準，要求新建硫磺裝置二氧化硫排放濃度小于400mg/Nm3 (特定地區排放濃度小于200mg/Nm3)。中國石化積極實施綠色低碳發展戰略，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/Nm3)、部分企業達到世界領先水平(200mg/Nm3)。制硫單元產生的液硫中一般含有300-500ppm的H2S及H2Sx,液硫脫氣廢氣中含硫化合物主要為硫化氫和部分單質硫磺(蒸汽)，目前的脫氣工藝不進行廢氣處理而直接將廢氣排入焚燒爐，廢氣中所帶的硫化物燃燒生成二氧化硫，使煙氣排放中二氧化硫排放濃度增加100 200mg/Nm3。因此，要降低煙氣中的二氧化硫排放濃度，必須回收處理液硫脫氣后廢氣中的硫。克勞斯硫磺回收的液硫根據操作溫度不同溶解有不同濃度的H2S,大多以多硫化物(H2Sx)形式存在，為了避免產品在包裝、儲存、運輸過程中對環境造成污染，損害操作人員的健康，需要對液硫進行脫氣處理。目前的硫磺回收裝置，液硫脫氣工藝大多采用鼓泡脫氣法和循環脫氣法，廢氣用蒸汽噴射器抽出至尾氣焚燒爐焚燒，廢氣中的硫元素最終以SO2的形式排放至大氣，對環境產生污染，研究表明，硫磺煙氣排放由 于液硫脫氣增加的SO2濃度影響值為100 300mg/m3。
發明內容
本發明的目的在于提供一種三級液硫脫氣裝置及工藝，以減少硫磺回收裝置向大氣排放的煙氣中二氧化硫含量的液硫脫氣的方法，保證脫氣液硫H2S濃度< 10 μ g/g,將脫除廢氣送至制硫反應爐進一步發生Clause反應，消除液硫脫氣對煙氣排放SO2濃度的影響。本發明的目的可以通過如下措施來達到:一種三級液硫脫氣裝置，包括液硫儲罐、液硫泵和液硫脫氣塔，液硫進泵線連接液硫儲罐和液硫泵，液硫進塔線連接液硫泵和液硫脫氣塔，液硫脫氣塔內部設置液硫捕集器、液硫分布器、旋轉填料層和鼓泡設施，液硫捕集器設置于液硫脫氣塔上部的內側壁上，液硫捕集器連接氣體出塔線，氣體出塔線連接制硫反應爐，液硫進塔線連接位于液硫捕集器下方的液硫分布器，液硫分布器上設有分布孔，液硫分布器被旋轉填料層包裹，旋轉填料層由位于液硫脫氣塔外部上方的變頻電機控制，鼓泡設施位于液硫脫氣塔內部的下方，鼓泡設施與壓縮空氣進料線連接，液硫脫氣塔底部連接液硫出塔線。一種三級液硫脫氣工藝，即從液硫中脫除硫化氫的方法，包括液硫噴灑脫氣、鼓泡脫氣和旋轉填料層的接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣，具體步驟如下:①液硫噴灑脫氣:液硫經液硫分布器，均勻噴灑到脫氣塔的旋轉填料層內，部分地釋放其中的硫化氫；硫磺回收裝置生產的液硫經液硫儲罐進料線輸送到液硫儲罐中，液硫經液硫進泵線進入液硫泵，并經液硫進塔線送入設置在液硫脫氣塔內的液硫分布器，經液硫分布器上的分布孔將液硫均勻地噴灑到旋轉填料層內側，釋放其中的硫化氫；②鼓泡脫氣:壓縮空氣鼓泡進入塔底液硫層脫除液硫中的硫化物壓縮空氣經壓縮空氣進料線進入鼓泡設施，在液硫層中鼓泡，攪動液硫層，將液硫中的硫化氫分離出來，壓縮空氣中的氧與液硫中的硫化氫、多硫化物發生氧化分解反應，進一步釋放液硫中的硫化物；③接觸氧化與汽提脫氣:經旋轉填料實現空氣與液硫的充分接觸氧化，分解脫除硫化物在塔底液硫層內鼓泡后的壓縮空氣，與液硫分布器噴灑的液體硫磺，在旋轉填料層上錯流接觸，進一步發生氧化反應，將其中的多硫化氫進一步分解，釋放出更多的硫化氫；含少量硫化氫的空氣在旋轉填料層與液硫錯流接觸，汽提脫除液硫中的硫化氫。④含硫化氫氣體的塔頂氣進入硫磺裝置制硫反應爐在旋轉填料層中分離出的氣體經液硫捕集器捕集脫除氣體中夾帶的液硫后離開脫氣塔，利用自身壓力經氣體出塔線進入制硫反應爐；⑤在旋轉填料層中分離出的液硫進入塔底,經空氣鼓泡進一步脫除其中的硫化氫，脫氣后液硫送入液硫成型單元或液硫儲存單元。所述液硫脫氣塔的操作壓力0.1-0.8Mpa，溫度為120 157°C。所述液硫經過液硫泵時升壓至0.13 1.2Mpa。所述壓縮空氣的壓力為0.5 1.0Mpa0原料液硫由液硫泵送入液硫脫氣塔內，經液硫分布器噴灑到旋轉的填料內部，在填料表面形成液膜，有利于其中硫化氫的分離。所述液硫分布器上設置有分布孔，依靠液硫泵提供的壓力使液硫噴灑出來，由于液硫泵出口壓力高于液硫脫氣塔內壓力，因此液硫可以噴灑出來。所述液硫脫氣塔內的旋轉填料為不銹鋼多孔波紋板填料或塑料多孔板填料。所述液硫脫氣塔內的旋轉填料表面積大，液硫在表面成液膜，與空氣接觸傳質效果好，使液硫中的硫化氫與空氣中的氧充分接觸，發生氧化生成單質硫。2H2S+02 —~- 2S+2H20H2Sx+1/202 — ~- Sx+H20旋轉填料層由變頻電機帶動,液硫經液硫分布器噴灑至填料內部,靠旋轉床的離力力沿徑向均勻分布到填料表面，最后沿外壁流下，同時，填料本身也具有捕集霧狀液硫的作用。所述液硫脫氣 塔塔底，利用空氣鼓泡設施將液硫攪動，從而增強硫化氫的逸出。所述液硫捕集器由絲網組成。液硫脫氣塔塔頂脫出的含硫化氫氣體，在送入制硫反應爐之前，先經絲網及氣相空間脫除氣體中夾帶的液體硫霧。
與現有技術相比，本發明具有以下優點:(1)液硫脫氣脫除的含硫氣體全部進入制硫反應爐進一步發生Clause反應生成硫，而不直接送入焚燒爐燃燒，可以降低煙氣排放中二氧化硫的排放量，約為100 200mg/
Nm3(2)液硫儲罐內的液體硫磺經過液硫脫氣后，其中H2S濃度降至10 μ g/g以下，有利于減少液硫加工、儲存、運輸等過程中硫化氫對操作人員及環境的影響。(3)本發明所采用的脫氣工藝，不需要使用催化劑，有效減少了固體污染，并降低了成本。(4)獨創性的采用了旋轉填料層脫氣，能夠保證液硫均勻分布于填料上，形成的液膜可以與空氣充分接觸，從而使氧化更完全。同時，采用該結構不僅簡單易行，設備造價低、運轉平穩，節能高效，且裝置小，占空間少。(5)獨創性的采用了旋轉填料層脫氣，能夠保證液硫均勻分布于填料上，形成的液膜可以與空氣充分接觸，對液硫中硫化氫的汽提效果明顯。(6)本發明的技術路線合理，工藝技術安全可靠。
圖1是本發明TGSD液硫脫氣工藝的流程示意圖。圖中:1-液硫儲罐進料線；2_液硫儲罐；3_液硫進泵線；4_液硫泵；5_液硫進塔線；6_液硫脫氣塔；7_液硫分布器；8_旋轉填料層；9_鼓泡設施；10_壓縮空氣進料線；11-液硫捕集器；12-氣體出塔線；13-液硫出塔線；14_變頻電機。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。實施例1如圖1所示的三級液硫脫氣裝置，包括液硫儲罐2、液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫進泵線3連接液硫儲罐2和液硫泵4，液硫進塔線5連接液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫脫氣塔6內部設置液硫捕集器11、液硫分布器7、旋轉填料層8和鼓泡設施9，液硫捕集器11設置于液硫脫氣塔6上部的內側壁上，液硫捕集器11連接氣體出塔線12，氣體出塔線12連接制硫反應爐，液硫進塔線5連接位于液硫捕集器11下方的液硫分布器7，液硫分布器7上設有分布孔，液硫分布器7被旋轉填料層8包裹，旋轉填料層8由位于液硫脫氣塔6外部上方的變頻電機14控制,鼓泡設施9位于液硫脫氣塔6內部的下方,鼓泡設施9與壓縮空氣進料線10連接，液硫脫氣塔6底部連接液硫出塔線13。從液硫中脫除硫化氫的TGSD液硫脫氣工藝，經過液硫噴灑脫氣、鼓泡脫氣和接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣，將液硫中的硫化氫脫除，液硫脫氣塔操作條件為:操作壓力
0.8MPa，操作溫度 150。。；包括如下操作步驟:①液硫噴灑脫氣:液 硫經液硫分布器，均勻噴灑到脫氣塔的旋轉填料層內，部分地釋放其中的硫化氫；硫磺回收裝置生產的液硫經液硫儲罐進料線I輸送到液硫儲罐2中，液硫經液硫進泵線3進入液硫泵4，升壓至1.2Mpa經液硫進塔線5送入設置在液硫脫氣塔6內的液硫分布器7，經液硫分布器7上的分布孔將液硫均勻地噴灑到旋轉填料層8內側，釋放其中的硫化氣；②鼓泡脫氣:壓縮空氣鼓泡進入塔底液硫層脫除液硫中的硫化物0.85MPa壓縮空氣經壓縮空氣進料線10進入鼓泡設施9，在液硫層中鼓泡，攪動液硫層，將液硫中的硫化氫分離出來，壓縮空氣中的氧與液硫中的硫化氫、多硫化物發生氧化分解反應，進一步釋放液硫中的硫化物；③接觸氧化與汽提脫氣:經旋轉填料實現空氣與液硫的充分接觸氧化，分解脫除硫化物在塔底液硫層內鼓泡后的壓縮空氣，與液硫分布器7噴灑的液體硫磺，在旋轉填料層8上錯流接觸，進一步發生氧化反應，將其中的多硫化氫進一步分解，釋放出更多的硫化氫；含少量硫化氫的空氣在旋轉填料層8與液硫錯流接觸，汽提脫除液硫中的硫化氫。旋轉填料材質為不銹鋼多孔波紋板填料。④含硫化 氫氣體的塔頂氣進入硫磺裝置制硫反應爐在旋轉填料層8中分離出的氣體經液硫捕集器11捕集脫除氣體中夾帶的液硫后離開脫氣塔，利用自身壓力經氣體出塔線12進入制硫反應爐；⑤在旋轉填料層8中分離出的液硫進入塔底,經空氣鼓泡進一步脫除其中的硫化氫，脫氣后液硫送入液硫成型單元。脫氣后的液硫中H2S濃度降至8 μ g/g,排放煙氣中SO2濃度可降低200mg/Nm3。實施例2如圖1所示的三級液硫脫氣裝置，包括液硫儲罐2、液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫進泵線3連接液硫儲罐2和液硫泵4，液硫進塔線5連接液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫脫氣塔6內部設置液硫捕集器11、液硫分布器7、旋轉填料層8和鼓泡設施9，液硫捕集器11設置于液硫脫氣塔6上部的內側壁上，液硫捕集器11連接氣體出塔線12，氣體出塔線12連接制硫反應爐，液硫進塔線5連接位于液硫捕集器11下方的液硫分布器7，液硫分布器7上設有分布孔，液硫分布器7被旋轉填料層8包裹，旋轉填料層8由位于液硫脫氣塔6外部上方的變頻電機14控制,鼓泡設施9位于液硫脫氣塔6內部的下方,鼓泡設施9與壓縮空氣進料線10連接，液硫脫氣塔6底部連接液硫出塔線13。從液硫中脫除硫化氫的TGSD液硫脫氣工藝，經過液硫噴灑脫氣、鼓泡脫氣和接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣，將液硫中的硫化氫脫除，液硫脫氣塔操作條件為:操作壓力
0.1MPa，操作溫度 135。。；包括如下操作步驟:①液硫噴灑脫氣:液硫經液硫分布器，均勻噴灑到脫氣塔的旋轉填料層內，部分地釋放其中的硫化氫；硫磺回收裝置生產的液硫經液硫儲罐進料線I輸送到液硫儲罐2中，液硫經液硫進泵線3進入液硫泵4，升壓至0.15Mpa經液硫進塔線5送入設置在液硫脫氣塔6內的液硫分布器7，經液硫分布器7上的分布孔將液硫均勻地噴灑到旋轉填料層8內側，釋放其中的硫化氣;②鼓泡脫氣:壓縮空氣鼓泡進入塔底液硫層脫除液硫中的硫化物0.5MPa壓縮空氣經壓縮空氣進料線10進入鼓泡設施9，在液硫層中鼓泡，攪動液硫層，將液硫中的硫化氫分離出來，壓縮空氣中的氧與液硫中的硫化氫、多硫化物發生氧化分解反應，進一步釋放液硫中的硫化物；③接觸氧化與汽提脫氣:經旋轉填料實現空氣與液硫的充分接觸氧化，分解脫除硫化物在塔底液硫層內鼓泡后的壓縮空氣，與液硫分布器7噴灑的液體硫磺，在旋轉填料層8上錯流接觸，進一步發生氧化反應，將其中的多硫化氫進一步分解，釋放出更多的硫化氫；含少量硫化氫的空氣在旋轉填料層8與液硫錯流接觸，汽提脫除液硫中的硫化氫。旋轉填料材質為塑料多孔板填料。④含硫化氫氣體的塔頂氣進入硫磺裝置制硫反應爐在旋轉填料層8中分離出的氣體經液硫捕集器11捕集脫除氣體中夾帶的液硫后離開脫氣塔，利用自身壓力經氣體出塔線12進入制硫反應爐；⑤在旋轉填料層8中分離出的液硫進入塔底,經空氣鼓泡進一步脫除其中的硫化氫，脫氣后液硫送入液硫儲存單元。脫氣后的液硫中H2S濃度降至10 `μ g/g,排放煙氣中SO2濃度可降低150mg/Nm3。實施例3如圖1所示的三級液硫脫氣裝置，包括液硫儲罐2、液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫進泵線3連接液硫儲罐2和液硫泵4，液硫進塔線5連接液硫泵4和液硫脫氣塔6，液硫脫氣塔6內部設置液硫捕集器11、液硫分布器7、旋轉填料層8和鼓泡設施9，液硫捕集器11設置于液硫脫氣塔6上部的內側壁上，液硫捕集器11連接氣體出塔線12，氣體出塔線12連接制硫反應爐，液硫進塔線5連接位于液硫捕集器11下方的液硫分布器7，液硫分布器7上設有分布孔，液硫分布器7被旋轉填料層8包裹，旋轉填料層8由位于液硫脫氣塔6外部上方的變頻電機14控制,鼓泡設施9位于液硫脫氣塔6內部的下方,鼓泡設施9與壓縮空氣進料線10連接，液硫脫氣塔6底部連接液硫出塔線13。從液硫中脫除硫化氫的TGSD液硫脫氣工藝，經過液硫噴灑脫氣、鼓泡脫氣和接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣，將液硫中的硫化氫脫除，液硫脫氣塔操作條件為:操作壓力
0.5MPa，操作溫度 140。。；包括如下操作步驟:①液硫噴灑脫氣:液硫經液硫分布器，均勻噴灑到脫氣塔的旋轉填料層內，部分地釋放其中的硫化氫；硫磺回收裝置生產的液硫經液硫儲罐進料線I輸送到液硫儲罐2中，液硫經液硫進泵線3進入液硫泵4，升壓至0.6Mpa經液硫進塔線5送入設置在液硫脫氣塔6內的液硫分布器7，經液硫分布器7上的分布孔將液硫均勻地噴灑到旋轉填料層8內側，釋放其中的硫化氣；②鼓泡脫氣:壓縮空氣鼓泡進入塔底液硫層脫除液硫中的硫化物
0.7MPa壓縮空氣經壓縮空氣進料線10進入鼓泡設施9，在液硫層中鼓泡，攪動液硫層，將液硫中的硫化氫分離出來，壓縮空氣中的氧與液硫中的硫化氫、多硫化物發生氧化分解反應，進一步釋放液硫中的硫化物；③接觸氧化與汽提脫氣:經旋轉填料實現空氣與液硫的充分接觸氧化，分解脫除硫化物在塔底液硫層內鼓泡后的壓縮空氣，與液硫分布器7噴灑的液體硫磺，在旋轉填料層8上錯流接觸，進一步發生氧化反應，將其中的多硫化氫進一步分解，釋放出更多的硫化氫；含少量硫化氫的空氣在旋轉填料層8與液硫錯流接觸，汽提脫除液硫中的硫化氫。旋轉填料材質為不銹鋼多孔波紋板填料。④含硫化氫氣體的塔頂氣進入硫磺裝置制硫反應爐在旋轉填料層8中分尚出的氣體經液硫捕集器11捕集脫除氣體中夾帶的液硫后離開脫氣塔，利用自身壓力經氣體出塔線12進入制硫反應爐；⑤在旋轉填料層8中分離出的液硫進入塔底,經空氣鼓泡進一步脫除其中的硫化氫，脫氣后液硫送入液硫成型單元。
脫氣后的液硫中H2S濃度降至8 μ g/g,排放煙氣中SO2濃度可降低180mg/Nm3。
權利要求
1.一種三級液硫脫氣裝置，其特征在于包括液硫儲罐(2)、液硫泵(4)和液硫脫氣塔(6),液硫進泵線(3)連接液硫儲罐(2)和液硫泵(4)，液硫進塔線(5)連接液硫泵(4)和液硫脫氣塔(6)，液硫脫氣塔(6)內部設置液硫捕集器(11)、液硫分布器(7)、旋轉填料層(8)和鼓泡設施(9)，液硫捕集器(11)設置于液硫脫氣塔(6)上部的內側壁上，液硫捕集器(11)連接氣體出塔線(12)，氣體出塔線(12)連接制硫反應爐，液硫進塔線(5)連接位于旋轉填料層(8)中心的液硫分布器(7)，液硫分布器(7)上設有分布孔，旋轉填料層(8)由位于液硫脫氣塔(6)外部上方的變頻電機(14)控制,鼓泡設施(9)位于液硫脫氣塔(6)內部的下方，鼓泡設施(9)與壓縮空氣進料線(10)連接，液硫脫氣塔(6)底部連接液硫出塔線(13)。
2.一種三級液硫脫氣工藝，其特征在于包括液硫噴灑脫氣、鼓泡脫氣和接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣，具體步驟如下: ①液硫噴灑脫氣:液硫經液硫分布器，均勻噴灑到脫氣塔的旋轉填料層內，部分地釋放其中的硫化氫； 硫磺回收裝置生產的液硫經液硫儲罐進料線(I)輸送到液硫儲罐(2)中，液硫經液硫進泵線(3)進入液硫泵(4)，并經液硫進塔線(5)送入設置在液硫脫氣塔(6)內的液硫分布器(7)，經液硫分布器(7)上的分布孔將液硫均勻地噴灑到旋轉填料層(8)內側，釋放其中的硫化氫； ②鼓泡脫氣:壓縮空氣鼓泡進入塔底液硫層脫除液硫中的硫化物 壓縮空氣經壓縮空氣進料線(10)進入鼓泡設施(9)，在液硫層中鼓泡，攪動液硫層，將液硫中的硫化氫分離出來，壓縮空氣中的氧與液硫中的硫化氫、多硫化物發生氧化分解反應，進一步釋放液硫中的硫化物； ③接觸氧化與汽提脫氣:經旋轉填料實現空氣與液硫的充分接觸氧化，分解脫除硫化物 在塔底液硫層內鼓泡后的壓縮空氣，與液硫分布器(7 )噴灑的液體硫磺，在旋轉填料層(8)上錯流接觸，進一步發生氧化反應，將其中的多硫化氫進一步分解，釋放出更多的硫化氫； 含少量硫化氫的空氣在旋轉填料層(8 )與液硫錯流接觸，汽提脫除液硫中的硫化氫。
④含硫化氫氣體的塔頂氣進入硫磺裝置制硫反應爐 在旋轉填料層(8)中分離出的氣體經液硫捕集器(11)捕集脫除氣體中夾帶的液硫后離開脫氣塔，利用自身壓力經氣體出塔線(12)進入制硫反應爐； ⑤在旋轉填料層(8)中分離出的液硫進入塔底，經空氣鼓泡進一步脫除其中的硫化氫，脫氣后液硫送入液硫成型單元或液硫儲存單元。
3.根據權利要求2所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于所述液硫經過液硫泵(4)時升壓至0.13 1.2Mpa。
4.根據權利要求2所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于所述液硫脫氣塔(6)的操作溫度為120 157°C，液硫脫氣塔(6)的操作壓力為0.1-0.8Mpa。
5.根據權利要求2所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于所述壓縮空氣的壓力為0.5-1.0Mpa0
6.根據權利要求2所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于所述旋轉填料層(8)中為不銹鋼多孔波紋板填料或塑料多孔板填料。
7.根據權利要求6所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于旋轉填料層(8)由變頻電機帶動，液硫經液硫分布器噴灑至填料內部，靠離心力實現在填料內部的均勻分布。
8.根據權利 要求2所述的三級液硫脫氣工藝，其特征在于所述液硫捕集器(11)由絲網組成。
全文摘要
本發明涉及一種三級液硫脫氣(TGSD)裝置及工藝，該裝置包括液硫儲罐、液硫泵和液硫脫氣塔，工藝包括噴霧脫氣、鼓泡脫氣和接觸氧化與汽提脫氣三級脫氣。液硫經液硫泵送入液硫脫氣塔，通過液硫分布器將液硫噴灑到旋轉填料內部，充分釋放其中的硫化氫氣體，在壓力0.1～0.8MPa，溫度120～157℃的條件下，與從塔底液硫中鼓泡進入并脫出部分硫化氫的空氣，在旋轉填料部分錯流接觸，通過氧化與汽提二種功能，將液硫中的硫化氫脫出。含硫化氫的氣體進入制硫反應爐燃燒，液硫則進入塔底經空氣鼓泡進一步脫除硫化氫，脫氣后的液硫送入液硫成型或儲存單元。采用此工藝后，液硫中H2S濃度降至10μg/g以下，裝置排放煙氣中SO2濃度可降低150～200mg/Nm3。
文檔編號C01B17/02GK103232026SQ20131014571
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者劉桂玲 申請人:山東三維石化工程股份有限公司青島分公司