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1、精选优质文档-倾情为你奉上第六章 硫回收技术6.1概述 设置硫回收装置的目的是将煤气化、净化等装置来酸性气体中H2S、COS组份转化为硫磺予以回收，以保护环境，硫回收装置包括如下工序：（1）克劳斯硫回收工序（一个系列）（2）硫磺包装贮运工序（一个系列）6.2工艺技术方案的选择6.2.1国内外工艺技术概况常见硫回收工艺的有熔硫硫回收、常规克劳斯、亚露点克劳斯、选择性催化氧化硫回收工艺等。熔硫硫回收：利用液相吸收H2S，然后与空气中O2反应生成单质硫，这些硫通过喷射再生槽浮选分离形成硫泡沫，硫泡沫经中间槽流入熔硫釜，熔硫釜中通过外部蒸汽加热，使硫成为熔溶融状态，然后分离水，回收硫膏。该法主要缺点是
2、硫回收效率低（90%以下），大型化工生产装置酸性气体采用此方法回收硫磺不能满足环保要求。常规克劳斯反应技术：相应低温克劳斯反应而区分，是指在高于硫露点温度条件下进行的克劳斯反应，在反应器后设置硫磺分离装置。由于反应温度高，反应平衡不利于向生成硫的方向移动，故相对低温克劳斯技术，其硫回收率在98%以下。低温克劳斯技术：指在低于硫露点温度条件下进行的克劳斯反应。这类尾气处理方法的特点是在硫回收装置后面再配置23个低温转化器，反应温度在130左右。由于反应温度低，反应平衡大幅度地向生成硫的方向移动，且生成的部分液硫随即沉积在催化剂上，故转化器需周期性地再生，切换合用，其硫回收率可达到99%以上。选择
3、性催化氧化硫回收工艺：当酸性气中H2S含量低于15%（V）时，常规的分流式克劳斯法已不再适用。而H2S含量低于5%（V）的贫酸气或尾气，处理时就更加困难了。六十年代美国泛美石油公司曾开发过以活性Al2O3为催化剂，从含硫天然气中直接用空气催化氧化H2S回收硫的方法，但由于存在烃类裂介导致产品硫变黑等问题而未能推广。尽管早期试验未获圆满成功，但选择性催化氧化制硫工艺的开发研究一直在进行，最后终于实现了工业化使用。6.2.2 工艺技术方案的比较和选择本项目硫回收装置拟处理的酸性气体主要来自气体净化装置酸性气体脱除工序（低温甲醇洗工艺）的酸性气体及煤气化装置1600工序汽提塔来的少量酸性气体。气体条
4、件如下：温度：25压力：0.2MPa(A)气体流量：8826Nm3/h气体成份：组份CO2COH2N2H2SCOSMEOHv%72.6900.010.127.1400.05依据上述气体条件，按照相应环保要求，本项目拟采用克劳斯（Claus）加相关尾气处理工艺的硫回收工艺。原因是上述气体条件比较适合克劳斯工艺，该工艺具有流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高优点，但由于其硫回收率在98%以下，故需配置相关尾气处理工艺才能保证处理后尾气排放到达环保要求。 目前先进的克劳斯尾气处理技术主要有：还原吸收、选择性氧化、内冷式反应器、亚露点、氧化吸收等。各工艺主要特点见下表。专心-专注-专业克劳
5、斯+尾气处理技术 工艺类型最低H2S浓度要求适宜的生产能力克劳斯段硫回收率总硫回收率技术来源是否满足环保相对投资%运行费用%工艺特点还原吸收法SCOT不限100t/d95%99.8%国内 可靠能200高已建72100t/d装置，工艺连续，投资消耗较高，SO2排放20%10t/d96%99.5%国外 可靠可能120较低已建7450t/d装置，要求使用高活性催化剂，有机硫完全水解，克劳斯段H2S/SO22，选择性氧化段空气过量，操作简单。氧化吸收不限可作为硫回收装置的尾气洗涤装置-99.9%国内 可靠能较高该工艺处理Claus尾气，不回收硫磺。要求尾气经高温焚烧后全部转化为SO2，再采用Na2CO
6、3或Ca(OH)2溶液吸收SO2,吸收液经空气氧化后生成石膏等副产品。液相直接氧化ADA.PDS不限液相硫回收装置-99.9%国内可靠能最高采用脱硫溶剂选择性氧化吸收原料气中的H2S并将溶液中的H2S直接氧化成元素硫后分离出来，该法运行费用高,硫磺产品质量差。根据对上表投资及运行费用的比较, 结合本单元处理酸性气的特点，采用三级克劳斯（UE克劳斯）生产工艺回收硫磺, 回收硫磺后的尾气经处理, 达标排放。6.2.3 技术来源硫回收工艺技术拟引进荷兰Comprimo公司开发的UE克劳斯硫回收工艺包，国内工程公司完成详细工程设计。 6.3工艺说明6.3.1 工艺流程说明来自酸性气体脱除工序和煤气化装
7、置的酸性气混合后经酸气预热器加热到145后，采用克劳斯分流法工艺，使1/3的酸气在燃烧炉中与全量空气燃烧，剩余2/3的酸气自燃烧室后部送入，进行克劳斯催化反应。其主要工艺过程如下：由主风机给主燃烧炉提供空气，氧化进入主燃烧炉中的酸性气，并给超级克劳斯反应器提供氧化空气，进行超级克劳斯反应。为准确控制克劳斯生产过程对空气的需求量, 进主燃烧炉的空气流量由两路调节系统控制, 空气总量的90%由主路调节系统根据酸气流量及组分的变化调节, 空气总量的10%由尾气中H2S/SO2的比例变化调节, 通过这两路调节系统, 控制三级克劳斯反应器出口工艺气中H2S体积浓度为0.45%。来自主燃烧炉混合室的工艺气
8、，进入废热锅炉，副产饱和低压蒸汽。工艺气被冷却下来后，硫蒸汽被冷凝，液态硫从气体中分离出来。冷却后的工艺气进入一级燃烧炉。用中压蒸汽加热工艺气，升温至245进一级克劳斯反应器进行催化反应, 维持一级克劳斯反应器床层温度约315, 以尽量多的水解有机硫, 提高硫回收率。反应后的工艺气进入一级硫冷凝器，冷却工艺气，冷凝分离出液硫, 冷却后的工艺气至二级燃烧炉。用中压蒸汽加热工艺气，升温至225进二级克劳斯反应器，在二级克劳斯反应器中, 在催化剂的作用下，工艺气继续进行克劳斯反应, 反应后的工艺气进入二级硫冷凝器, 冷凝分离出液硫。 冷却后的工艺气至三级燃烧炉，用中压蒸汽加热工艺气，升温至210进入
9、三级克劳斯反应器在催化剂的作用下进行克劳斯反应, 反应后的工艺气进入三级硫冷凝器冷凝冷却工艺气，冷凝分离出液硫, 冷却后的工艺气至四级工艺气加热器，用中压蒸汽加热工艺气，升温至215，与主风机来的氧化空气混合后，进入超级克劳斯反应器，在催化剂的作用下进行超级克劳斯反应, 反应后的工艺气进入三级硫冷凝器冷凝、冷却工艺气，冷凝分离出液硫。出三级硫冷凝器后的冷却尾气经硫磺捕集器捕集微量的硫磺后，尾气送锅炉房焚烧处理。由废热锅炉及各硫冷凝器分离出的液硫经硫磺液封槽后，自流至液硫池, 经液硫泵送至硫磺切片机，进行固化切片后送至硫磺装袋机装袋，贮存并外售。6.3.2 物料平衡 硫回收装置变换工序 酸气 硫
10、磺 空气 尾气 序号物流压力MPa(A)温度流量1酸气0.2258826 Nm3/h2空气常压常温8000Nm3/h3尾气0.1212513374Nm3/h4硫磺常温3.35t/h6.3.3 消耗指标（1）公用物料消耗指标序号名 称规格单 位小时消耗1电380VkWh3762冷却水0.5 MPaA，32t1383低压蒸汽0.6MPaA，158t0.44锅炉给水1.0 MPa，104t3.55仪表空气0.9 MPa，40Nm3150（2）催化剂和化学品消耗序号名 称型号单位初始装填量设计寿命1催化剂LS-971m314.52年LS-901m314.62年LS-951m37.22年LS-2000m
11、314.42年D-1631m37.33年6.3.4 三废排放硫磺回收尾气:排放量:13374Nm3/h 温度: 125 压力: 120KPaA组分(vol%)：H2S SO2 CO H2 Ar H2O N2 CO20.2 0.1 0.6 0.2 0.4 18.7 32.2 47.5硫磺回收催化剂:LS-971 红褐色球形46 主要成分Al2O3 堆密度700820kg/ m3 14.5 m3 三年一换LS-901 白色条形4510 主要成分TiO2 堆密度9501050kg/ m3 14.6 m3 三年一换LS-951 兰灰色三叶草条形 主要成分Al2O3为载体,以COO,MOO为活性组分堆密
12、度600700kg/ m3 7.2 m3 三年一换LS-2000 淡黄色条形4520 主要成分TiO2堆密度850kg/ m3 14.4 m3 三年一换D-1631 球形34 主要成分Al2O3,COO,MOO堆密度500kg/ m3 7.3 m3 三年一换建议废催化剂处理方式: 回收或桶装深埋6.4主要设备选择（1）一、二、三、超级克劳斯反应器（在同一壳体内）设备内径3400, 一级长3500，二级长5600，三级长5600一级克劳斯反应器：操作温度： 245350 操作压力： 0.0270.032MPag设计压力： 0.35MPag二级克劳斯反应器：操作温度： 204350 操作压力： 0.0210.026 MPag设计压力： 0.45 MPag三级克劳斯反应器：操作温度： 186350 操作压力： 0.0150.02 MPag设计压力： 0.35 MPag超级克劳斯反应器：操作温度： 210350 操作压力： 0.0090.014 MPag设计压力： 0.35 MPag（2）主燃烧室设备：2450/2850（内/外），长8200操作温度： 325340（壳体）,1600（内胆）操作压力: 0.042 MPag设计压力: 0.52 MPag本装置设备详见设备一览表。