Swsr-6硫磺回收工藝及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種硫磺回收及尾氣處理的工藝及裝置，具體涉及一種SWSR-6硫磺回收工藝及裝置。
【背景技術】
[0002]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/Nm3。2015年7月1日實施的GB31570-2015《石油煉制工業污染物排放標準》中規定，硫磺回收裝置S02的排放限值為400mg/Nm3，特定地區S02的排放限值為100mg/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(200mg/Nm3)、部分企業達到世界領先水平(100mg/Nm3)。
[0003]目前國內的硫磺回收及尾氣處理工藝技術采用高溫熱反應和兩級催化反應的克勞斯(Claus)硫磺回收工藝，制硫尾氣中含有少量的H2S、S02、COS、Sx等有害物質，直接焚燒后排放達不到國家規定的環保要求。硫磺回收尾氣處理方法主要有低溫克勞斯法、選擇氧化法、還原吸收法。加氫還原吸收工藝是將硫磺回收尾氣中的元素S、S02、COS和CS等，在很小的氫分壓和極低的操作壓力下(約0.0lMPa?0.06MPa)，用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原或水解為H2S，再用醇胺溶液吸收，再生后的醇胺溶液循環使用。吸收了 H2S的富液經再生處理，富含H2S氣體返回上游單元，經吸收處理后的凈化氣中的總硫< 300ppm，凈化氣送尾氣焚燒爐焚燒后煙氣S02濃度< 960mg/Nm3經煙囪排放。
[0004]該工藝流程長，裝置安全控制要求較高；再生醇胺溶液需消耗大量蒸汽，裝置能耗較高，運行不經濟，且硫磺回收效果滿足不了環保要求進一步提高的需要。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種SWSR-6硫磺回收工藝，在盡可能提高裝置硫磺回收率的同時，并能使排放氣中二氧化硫含量降到最低，脫硫工序產出符合GB 1894的無水亞硫酸鈉產品，裝置硫回收率接近100 %，脫硫效率接近100 %，保證硫磺回收裝置排放氣中S02濃度< 50mg/Nm3;本發明還提供SWSR-6硫磺回收裝置。
[0006]本發明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，含硫化氫酸性氣經克勞斯反應生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣進行焚燒，所有含硫介質均轉化為S02，形成含S02煙氣，含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，煙氣凈化塔中生成的鹽溶液與堿液反應，經結晶、離心后得到亞硫酸鈉，脫除S02后的凈化煙氣排放。
[0007]其中:
[0008]堿液為氫氧化鈉溶液。
[0009]吸收劑為亞硫酸鈉溶液。
[0010]通過添加氫氧化鈉調節煙氣凈化塔內的pH值在5.5?7。
[0011]煙氣凈化塔的溫度為40?270°C。
[0012]本發明所述的煙氣凈化塔為傳統的填料塔，為公知設備。主要包括煙氣急冷區、吸收區、濾清模塊、氣液分離器、煙囪等部分。
[0013]進入煙氣凈化塔的含S02煙氣水平地進入到煙氣凈化塔的急冷區，在此部分由噴嘴噴淋循環液(也就是吸收劑亞硫酸鈉溶液)，形成與煙氣進入方向垂直的高密度水簾，當煙氣進入急冷區時，與循環液充分接觸，大大降低煙氣溫度并使之飽和至50?80°C。煙氣上升到吸收區，吸收區設置噴嘴4層，循環液的pH值控制在5.5?7，循環液通過循環栗送入噴嘴進行噴淋。噴淋液和煙氣充分混合，煙氣中的二氧化硫以及其他酸性氣體被吸收，煙氣得到凈化。脫硫后的煙氣上升進入濾清模塊部分，濾清模塊內部設有文丘里管，并在每個文丘里管出口配有一個噴嘴，向文丘里管發散段噴水，以進一步收集煙氣中含有的酸霧。經過濾清模塊的煙氣上升進入氣液分離區，煙氣經氣液分離后，分離水從氣液分離器底部落入濾清模塊區，脫水后的凈化煙氣經上部煙囪排入大氣。
[0014]為保證塔底液相的PH值，需不斷補充氫氧化鈉溶液，為保證塔底液相平衡，塔底不平衡部分的溶液經過栗送入中和槽中，經過與堿溶液反應，經結晶、離心后得到亞硫酸鈉。
[0015]本發明所述的SWSR-6 (SWSR-SunWay Sulfur recovery)硫磺回收工藝是克勞斯工藝、加氫氧化工藝與鈉堿濕法硫磺煙氣脫硫技術優化組合形成的硫磺回收及尾氣處理新工
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[0016]本發明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，包括以下步驟:
[0017](1)含硫化氫酸性氣經制硫燃燒爐和克勞斯反應系統后生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收，制硫尾氣送入尾氣焚燒系統；
[0018](2)制硫尾氣與空氣混合一起送入尾氣焚燒系統進行焚燒，所有含硫介質均轉化為S02，形成含S02煙氣，然后經熱能回收后進入煙氣凈化塔；
[0019](3)含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，脫除S02后的凈化煙氣送入煙囪排放；
[0020](4)在煙氣凈化塔內生成的鹽溶液排入中和槽中與氫氧化鈉溶液反應，得到的中和液結晶后去離心設備進行離心分離，固體經干燥后得到符合標準要求的亞硫酸鈉產品，分離液送入煙氣凈化塔循環使用。
[0021]其中:
[0022]氫氧化鈉不斷補充到凈化塔和中和槽中，使凈化塔中pH值控制在5.5?7，中和槽中pH值控制在6?8。
[0023]為平衡吸收過程中蒸發的液體，煙氣凈化塔內需要補充工藝水來滿足煙氣凈化塔中液相液位保持在50 %?80 %。
[0024]煙氣凈化塔中的吸收劑吸收302后儲存在凈化塔底部，由凈化塔底循環栗分別送往凈化塔急冷區冷卻噴嘴和凈化塔中部的噴嘴進行循環使用。
[0025]步驟(2)中尾氣焚燒系統中的焚燒為過氧燃燒工藝，使為尾氣中的硫化物全部轉化為S02O
[0026]本發明脫硫機理是亞硫酸鈉溶液與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行反應，并通過調節氫氧化鈉溶液的加入量來調節循環液的pH值。吸收二氧化硫所需的液氣比是依據二氧化硫的入口濃度、排放的需求和飽和氣體的溫度來決定，液氣比優選取3?5L/m3。
[0027]反應化學式如下:
[0028]S02+H20 — H2S03
[0029]H2S03+Na2S03— 2NaHS0 3
[0030]Na0H+NaHS03—Na2S03+H20。
[0031]作為一種優選的方案，本發明所述的SWSR-6硫磺回收工藝，具體步驟如下:
[0032]①含硫化氫酸性氣發生克勞斯反應及加氫、氧化反應，回收其中的硫磺及熱能。
[0033]含硫化氫酸性氣經制硫燃燒爐、克勞斯反應系統、制硫過程氣加氫氧化系統，生成硫磺及制硫尾氣，其中硫磺回收送入液硫儲存設施，制硫尾氣送入尾氣焚燒系統，其中制硫過程氣加氫氧化系統為可選項，可以有也可以沒有，不影響煙氣達標排放；
[0034]②制硫尾氣送入尾氣焚燒系統
[0035]制硫尾氣與空氣混合送入尾氣焚燒系統進行焚燒，所有含硫介質均轉化為S02，形成含S02煙氣，然后經回收熱能進入煙氣凈化塔；
[0036]③含302煙氣經煙氣凈化塔脫除S0 2
[0037]含S02煙氣在煙氣凈化塔中與吸收劑(亞硫酸鈉溶液)接觸，煙氣中的S0 2被吸收劑吸收，吸收劑液進入塔底，脫除S02后的凈化煙氣送入煙囪排放；
[0038]④吸收液補充循環系統
[0039]吸收液的補充和循環部分主要包括水的補充、堿液(氫氧化鈉)的補充、循環液(吸收劑)的循環等。
[0040]a)水的補充
[0041]為平衡吸收過程中蒸發的液體，煙氣凈化塔內需要補充工藝水來，通過液位計控制補充水管道上的調節閥，保持凈化塔底循環液的液位保持在50%?80%。
[0042]b)堿液的補充
[0043]本發明所使用的吸收劑為亞硫酸鈉溶液(循環液)，為保持煙氣凈化塔中吸收液的pH值，滿足吸收二氧化硫的要求，需連續不斷的將氫氧化鈉補充到凈化塔底吸收液和中和槽中以滿足結晶需要。通過堿液管道上的調節閥調節進入凈化塔和中和槽的堿液量，使凈化塔中pH值控制在5.5?7，中和槽中PH值控制在6?8 ;
[0044]氫氧化鈉溶液從上游裝置通過系統管道送入堿液罐，然后用堿液栗加壓后分為兩路，其中一路送往凈化塔底，一路送往中和槽；
[0045]c)吸收劑的循環
[0046]塔底循環液(吸收劑)是由循環栗完成循環的，煙氣凈化塔中的吸收劑吸收302后儲存在凈化塔底部，由凈化塔底循環栗分別送往凈化塔急冷區冷卻噴嘴和凈化塔中部的噴嘴進行循環使用；
[0047]⑤溶液中和結晶系統
[0048]在煙氣凈化塔內生成的鹽溶液連續排入中和槽與不斷補入氫氧化鈉溶液反應，中和液結晶后去離心設備進行連續離心分離，固體去干燥設備經干燥后制造成符合標準要求的亞硫酸鈉產品，在提濃系統中濾出的液體送入煙氣凈化塔循環使用。
[0049]含硫化氫酸性氣通過制硫燃燒爐、克勞斯反應系統及制硫過程氣加氫氧化反應后，硫磺回收率可達99%?99.7%，降低尾氣焚燒及煙氣凈化塔的負荷，減少裝置燃料氣及化學品的消耗。
[0050]一種SWSR-6硫磺回收裝置，包括通過管道依次連接的制硫燃燒爐、克勞斯反應系統、尾氣焚燒系統和煙氣凈化塔，制硫燃燒爐上設有含硫化氫酸性氣進口，煙氣凈化塔頂部設有凈化煙氣出口，煙氣凈化塔底部出口通過管道連接煙氣凈化塔一側進口，此管道上設有凈化塔底循環栗，煙氣凈化塔一側還設有氫氧化鈉進口，煙氣凈化塔底部通過管道連接中和槽，中和槽上設有氫氧化鈉進口，中和槽出口連接離心設備，離心設備的固體出口連接干燥設備，離心設備的液體出口連接煙氣凈化塔。
[0051]該裝置可用于本發明所述的SWSR-6硫磺回收工藝。
[0052]克勞斯反應系統和尾氣焚燒系統之間設有制硫過程氣加氫氧化系