一種克勞斯尾氣處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及含硫尾氣處理領域，具體涉及一種克勞斯硫回收裝置尾氣的處理系統。
【背景技術】
[0002]在石油化工、煤化工等生產過程中，原料中的硫最終在加工過程中轉化成含硫化氫的酸性氣，必須進行處理或回收。目前通常采用克勞斯硫磺回收工藝將硫化氫轉化成硫磺。
[0003]克勞斯硫磺回收工藝由一個熱反應段和若干個催化反應段組成，即含H2S的酸性氣在燃燒爐內用空氣進行不完全燃燒，嚴格控制風量，使H2S燃燒后生成的S02量滿足H 2S/S02分子比等于或接近2，H2S和S02在高溫下反應生成元素硫，受熱力學條件的限制，剩余的H2S和S02進入催化反應段在催化劑的作用下，繼續進行生成元素硫的反應。在熱反應段和每個催化反應段下游均設置硫冷凝器，將反應生成的元素硫冷凝分離，冷凝后的液態硫磺進入液流儲槽等待以液硫直接外運或成型成固體硫磺外運。
[0004]熱反應段發生的反應中，主反應的化學方程式如下:
[0005]H2S+3/202—S02+H20
[0006]2H2S+S02—3/2S2+2H20
[0007]副反應的化學方程式如下:
[0008]CnH(2n+2) +(3n+l)/202---(n+1) H20+n C02
[0009]H2S+C02—C0S+H20
[0010]CH4+2S2—CS2+2H2S
[0011]2NH3+3/2023H20+N2
[0012]C02+3/2S2—CS2+S02
[0013]催化反應段發生的反應中，主反應的化學方程式如下:
[0014]2H2S+S023/xSx+2H20
[0015]副反應(主要是COS和CSyK解反應)的化學方程式如下:
[0016]C0S+H20---C02+H2S
[0017]CS2+2H20C02+2H2S
[0018]在克勞斯硫磺回收工藝中，由于受反應溫度下化學平衡及可逆反應的限制，即使在設備和操作條件良好的情況下，使用活性好的催化劑和三級克勞斯工藝，硫磺回收率最高也只能達到95%?97%，需要采用硫磺回收尾氣處理工藝來進一步減少排放。
[0019]至今已實現工業化的尾氣凈化工藝已近20種之多。主要分為低溫克勞斯法、選擇性氧化法、還原吸收法等三大類。
[0020]低溫克勞斯法是在低于硫露點的情況下，在固體催化劑上H2S與S02繼續進行克勞斯反應，由于溫度比較低，氣態的硫凝結后，有利于反應平衡向著生成硫的方向移動，增大了硫回收率，采用該工藝作尾氣處理的硫回收裝置總的硫回收率最高可達99%。這種方法相對來說流程簡單、設備投資和操作費用較低。由于溫度比較低，因而cos、cs2等有機硫化物無法在尾氣中轉化分解，同時該方法對前端制硫工藝H2s/so2的比例要求嚴格。
[0021]選擇性氧化法是在克勞斯硫磺回收后增加一臺裝有選擇性氧化催化劑的反應器，該催化劑將h2s直接選擇性氧化成元素硫，為了使上游硫磺回收裝置的末級克勞斯反應器出口中基本不含S02，須使此時硫磺回收采用硫化氫過量操作，而不是常規控制H2S/S02= 2的操作辦法，使離開硫磺回收的末級反應器的尾氣中含有0.8%?1.5% (v)的硫化氫。采用該工藝作尾氣處理的硫回收裝置總的硫回收率約為99%。
[0022]還原吸收法是將克勞斯尾氣和氫氣等還原性氣體混合并加熱至220°C左右后，進入加氫反應器，在加氫催化劑作用下，使尾氣中的硫及硫化物(S6、Ss、COS、cs2)幾乎全部轉變成硫化氫，該過程氣經冷卻后進入脫硫吸收塔，絕大部分硫化氫及部分二氧化碳被醇胺溶劑吸收，使尾氣中總硫小于300ppm，經尾氣焚燒后排放。吸收了硫化氫、二氧化碳的富液進入再生塔，再生塔頂酸性氣送至硫回收作為原料，再生后的貧液返回吸收塔循環使用。該工藝是利用硫磺尾氣中的硫及硫化物加氫還原或水解成硫化氫，并經醇胺溶劑吸收以達到凈化尾氣的目的，尾氣中的總硫可降低至300ppm以下，硫的總回收率可達99.8%。該法工藝流程較復雜，操作和運行費用很高。
[0023]總而言之，在這三類處理方法中，選擇性氧化工藝和低溫克勞斯工藝雖具有工藝流程簡單、投資少、操作費用低等優點，但硫回收率低，只能達到99%，不能滿足現有的國家大氣污染源排放標準中對S02排放濃度小于550mg/m3的要求。還原吸收工藝流程復雜、投資高、操作費用高，雖能滿足現有國家大氣污染物綜合排放標準的要求，但脫硫率只能達到99.8%，不能滿足更高的環保標準，例如，即使采用特殊配方醇胺溶劑，加大溶劑循環量和再生深度，也無法滿足石油煉制工業污染物排放標準中重點地區S02〈100mg/m3，石油化學工業污染物排放標準中一般地區S02〈100mg/m3的要求，更無法達到石油化學工業污染物排放標準中重點地區S02〈50mg/m3的標準。
[0024]近年來，由于環境容量的限制，各級地方政府對硫回收率和硫的排放濃度的要求更高，部分省市已要求S02排放濃度小于50mg/m3，這對硫磺回收尾氣處理工藝提出了更高的要求。
[0025]此外，從每級硫冷凝器匯集到液硫儲槽的液硫中一般溶解有少量H2S，為了保證安全的加工或運輸，必須先從液硫中脫除溶解于其中的&5，一般采用循環噴灑工藝或汽提工藝，利用液硫的噴灑攪拌或通入硫化氫含量極低或不含硫的氣體進行汽提等手段脫除硫化氫，在這些脫除H2S的過程中會形成含H2S的廢氣，稱為液硫脫氣氣，通常液硫脫氣氣中的硫化物對尾氣排放中302的貢獻達100?200mg/m3，因此，也需要對該氣體進行處理。
【實用新型內容】
[0026]鑒于國內外目前的克勞斯硫磺回收尾氣處理工藝中存在的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種克勞斯尾氣處理系統。
[0027]本實用新型提供的一種克勞斯尾氣處理系統，包括以下處理單元:
[0028]加氫單元，用于將待處理的克勞斯尾氣與還原性氣體反應，使其中含硫成分轉變為 H2S ;
[0029]水解單元，用于將所述加氫單元的尾氣中殘留的COS、CS2通過水解反應轉變為h2s;
[0030]急冷單元，用于將所述水解單元的尾氣冷卻降溫；以及
[0031]脫硫單元，用于將所述急冷單元的尾氣進行氧化脫硫處理，使其中的H2S轉變為單質硫。
[0032]本實用新型提供的克勞斯尾氣處理系統中，所述處理系統還包括用于提供所述液硫脫氣氣進行氧化脫硫處理的液硫脫氣氣供給單元，其與所述脫硫單元相連。
[0033]本實用新型提供的克勞斯尾氣處理系統中，所述液硫脫氣氣供給單元包括硫霧洗滌裝置以及噴射裝置，所述硫霧洗滌裝置用于使用噴淋水洗去所述液硫脫氣氣中的硫，所述噴射裝置用于將洗滌后的所述液硫脫氣氣抽入所述脫硫單元。
[0034]本實用新型提供的克勞斯尾氣處理系統中，所述水解單元包括脫過熱裝置以及水解反應裝置，其中，所述脫過熱裝置用于將所述加氫單元的尾氣進行脫過熱處理，其冷卻介質為水蒸汽，所述水解反應裝置用于將脫熱處理后的所述加氫單元的尾氣進行水解反應，其中裝填有水解催化劑。
[0035]本實用新型提供的另一種克勞斯尾氣處理系統，包括以下處理單元:
[0036]加氫單元，用于將待處理的克勞斯尾氣與還原性氣體反應，使其中含硫成分轉變為 H2S ;
[0037]急冷單元，用于將所述加氫單元的尾氣冷卻降溫；
[0038]脫硫單元，用于將所述急冷單元的尾氣進行氧化脫硫處理，使其中的H2S轉變為單質硫；以及
[0039]液硫脫氣氣供給單元，其與所述脫硫單元相連，用于提供述液硫脫氣氣進行氧化脫硫處理。
[0040]本實用新型提供的克勞斯尾氣處理系統中，所述處理系統還包括水解單元，其介于所述加氫單元與所述急冷單元之間，用于將所述加氫單元的尾氣中殘留的COS、cs2通過水解反應轉變為h2s。
[0041]本實用新型提供的克勞斯尾氣處理系統中，所述水解單元包括脫過熱裝置以及水解反應裝置，其中，所述脫過熱裝置用于將所述加氫單元的尾氣進行脫過熱處理，其