CN202046881U - 以低温甲醇洗的含h2s废气制取高浓度液体so2的装置 - Google Patents
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Abstract
以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置。涉及以H2S废气制取高浓度液体SO2的装置。适用于合成氨装置低温甲醇洗工艺，以其含H2S为其为“原料”进行再生利用，进而减少排放、保护环境。包括依次连接的酸性气体分液罐、酸气焚烧装置、冷却装置、电除雾器、预干燥塔、多级吸收塔装置、解析塔装置、SO2气体冷却器、SO2气体干燥塔、SO2冷凝器和液体SO2贮槽；酸性气体分液罐连接低温甲醇洗的尾气出口；冷却装置包括依次连通的废热锅炉、文氏管和间接冷却器；文氏管还包括文氏管循环泵；解析塔装置包括解析塔、富液槽和富液泵，富液泵将富液槽和解析塔连接。本实用新型不仅解决了H2S气体对于环境的污染，同时合理地利用了硫化氢资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种以H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，尤其涉及从合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体中回收硫制取高浓度的液体SO2的装置。
背景技术
合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体(含H2S：～25％、CO2：～68％)，如果不经过脱除气体中的H2S而直接排放到大气中，会造成严重的环境污染，特别是近年来含硫气田不断出现，含H2S气体的酸性气体的处理问题越来越引起人们的重视。为了达到净化硫化氢尾气的效果，同时回收利用H2S中的硫。目前工业上普遍采用从硫化氢中回收硫磺，居于主导地位的工艺是Claus法(又称克劳斯法)。此法对于处理气中的硫化氢含量以及硫化氢共存的杂质组分等有一定的要求，只适用于含量硫量较高、浓度较大的H2S尾气，通常需要对含H2S的气体进行预处理，以富集其中的硫化氢含量，需要增加预处理工艺和设备。因克劳斯法的研究重点是对含硫化氢的气体进行处理而回收硫磺，工艺流程长，设备多，投资高，不利于资源的综合利用，而硫磺的最大用途还是用于制取硫酸。另外，克劳斯法操作是间歇式的，在操作过程中必须严格控制H2S∶SO2(摩尔比)为2∶1，同时尾气中仍含有较高的硫化氢气体，难以满足国家对于环境保护的要求，故在实际应用中受到了一定限制。
二氧化硫是一种重要的化工原料，广泛应用于农药、医药、人造纤维、染料、制糖、制酒、造纸、石油加工和金属提炼等行业。近年来我国对二氧化硫需求保持稳步增长态势，在二氧化硫的各种消费领域中，纸浆和造纸是最有发展前景的，随着国家纸张循环利用量的日益增加，漂白处理所用的液体二氧化硫量将随之增长，保险粉产量年均增长率保持在10％左右；在食品和农业中，随着国内玉米加工量的快速增长，年二氧化硫需求量将增长。未来几年我国对液体二氧化硫需求较为旺盛。
国家环保部部长专题会已通过《硫酸工业污染物排放标准》审批稿，新标准将从2011年1月1日开始执行，2013年1月1日起现有企业将执行新建企业排放限制。新标准的实施必将对硫酸工业生产的现状及技术发展带来深远影响。我国二氧化硫排放总量居世界第一，每年排放二氧化硫2000万吨以上。我国酸雨区面积约占国土面积1/3，酸雨类型以硫酸型为主。针对二氧化硫排放的严峻形势，国家已经把二氧化硫减排列为重点。根据排放标准安装脱硫装置，推进钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫污染治理。
随着国家环保要求的日益严格，对合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体及其它含硫气体的治理将更加紧迫，利用焚烧、柠檬酸钠法等技术回收这部分硫生产高附加值的液体二氧化硫等产品是一种不错的选择。因此，在充分考虑原料供应和周边对液体二氧化硫需求的情况下，从合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体中回收硫制取高浓度的液体SO2的装置有望在不久的将来在国内得到推广应用。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题，提供了一种适用于合成氨装置低温甲醇洗工艺，以其含H2S为其为“原料”进行再生利用，进而减少排放、保护环境的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置。
本实用新型的技术方案：包括依次连接的酸性气体分液罐、酸气焚烧装置、冷却装置、电除雾器、预干燥塔、多级吸收塔装置、解析塔装置、SO2气体冷却器、SO2气体干燥塔、SO2冷凝器和液体SO2贮槽；所述酸性气体分液罐连接所述低温甲醇洗的尾气出口；所述冷却装置包括依次连通的废热锅炉、文氏管和间接冷却器；所述文氏管还包括文氏管循环泵；所述解析塔装置包括解析塔、富液槽和富液泵，所述富液泵将富液槽和解析塔连接。
所述酸性气体分液槽出口设有气体减压装置。
所述酸气焚烧装置为焚烧炉、H2S燃烧器、空气鼓风机和增氧装置，所述焚烧炉设有前后两级炉膛，所述H2S燃烧器设在第一级炉膛入口处；所述空气鼓风机和增氧装置分别连通所述两级炉膛。
所述电除雾器的积液槽连接所述文氏管。
所述多级吸收塔包括一级吸收塔、一级贫液槽、一级贫液泵、二级吸收塔、二级贫液槽、二级贫液泵、贫液冷却器和换热器，所述一级吸收塔和二级吸收塔串接；所述一级吸收塔的集液槽连接所述换热器；所述换热器连接所述富液槽。
所述间接冷却器为冷却介质为水、且将被冷却物冷却至35-40℃的冷却器。
本实用新型不仅解决了合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体对于环境的污染，同时合理地利用了硫化氢资源，并且充分的利用了H2S气体焚烧产生的热量，用柠檬酸钠法生产液体SO2，柠檬酸钠络合液可再生循环使用，所产的液体SO2产品质量好、浓度高、应用广泛。它的特点是连续稳定、先进、可靠、投资省、生产操作安全。本实用新型对合成氨低温甲醇洗产生的H2S气体的硫回收处理是绿色环保的，全系统无污水、废渣产生，处理后的尾气中SO2含量≤280mg/m3，优于国家环保标准，实现绿色环保工程。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图
图2是本实用新型中焚烧处理-预干燥段(图1中I框)的结构示意图
图3是本实用新型中多级吸收塔装置(图1中II框)的结构示意图
图4是本实用新型中解析-收集段(图1中III框、IV框)的结构示意图
图中I框是焚烧处理-预干燥段，II框是多级吸收塔装置，III框是解析塔装置，IV框是气-液转换装置；
1是酸性气分液罐，2是焚烧炉，3是空气风机，4是废热锅炉，5是文氏管，6是文氏管循环泵，7是间冷器，8是电除雾器，9是预干燥塔，10是SO2风机，11是一级吸收塔，12是一级贫液槽，13是一级贫液泵，14是二级吸收塔，15是二级贫液槽，16是二级贫液泵，17是解吸塔，18是换热器，19是贫液冷却器，20是富液槽，21是富液泵，22是SO2气体冷却器，23是SO2气体干燥塔，24是SO2压缩机，25是SO2冷凝器，26是液体SO2贮槽。
具体实施方式
本实用新型如图1-4所示：包括依次连接的酸性气体分液罐1、酸气焚烧装置、冷却装置、电除雾器8、预干燥塔9、多级吸收塔装置、解析塔装置、SO2气体冷却器22、SO2气体干燥塔23、SO2冷凝器25和液体SO2贮槽26；所述酸性气体分液罐1连接所述低温甲醇洗的尾气出口；所述冷却装置包括依次连通的废热锅炉、文氏管和间接冷却器(间接冷却器：列管式结构，管程通烟气，壳程通冷却水)；所述文氏管还包括文氏管循环泵；所述解析塔装置包括解析塔、富液槽和富液泵，所述富液泵将富液槽和解析塔连接。
所述酸性气体分液槽1出口设有气体减压装置。
所述酸气焚烧装置为焚烧炉2、H2S燃烧器、空气鼓风机和增氧装置，所述焚烧炉设有前后两级炉膛，所述H2S燃烧器设在第一级炉膛入口处；所述空气鼓风机和增氧装置分别连通所述两级炉膛。
所述电除雾器的积液槽连接所述文氏管。
所述多级吸收塔包括一级吸收塔、一级贫液槽、一级贫液泵、二级吸收塔、二级贫液槽、二级贫液泵、贫液冷却器和换热器，所述一级吸收塔和二级吸收塔串接；所述一级吸收塔的集液槽连接所述换热器；所述换热器连接所述富液槽。
所述间接冷却器为冷却介质为水、且将被冷却物冷却至35-40℃的冷却器。
图1中I框(即图2)是焚烧处理-预干燥段，包括酸性气分液罐1，焚烧炉2，空气风机3(即空气鼓风机)，废热锅炉4，文氏管5，文氏管循环泵6，间冷器7，电除雾器8，预干燥塔9，SO2风机10。
图1中II框(即图3)是多级吸收塔装置，包括一级吸收塔11，一级贫液槽12，一级贫液泵13，二级吸收塔14，二级贫液槽15，二级贫液泵16，换热器18，贫液冷却器19。
图1中III框(即图4中III)是解析塔装置，包括解吸塔17，富液槽20，富液泵21，SO2气体冷却器22，SO2干燥塔23。
图1中IV框(即图4中IV)是气-液转换装置，包括SO2压缩机24，SO2冷凝器25，液体SO2贮槽26。
本装置在应用时的原理如下：
1、SO2制取：
合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体(含H2S：～28％、CO2：～65％，气量2500Nm3/h)经酸性气分液罐分离出酸性水后出来，经减压至16kPa，进入焚烧炉与空气鼓风机来的空气以及补充部分纯氧混合后，一起在焚烧炉内进行燃烧，由于焚烧炉是在空气过剩气氛中燃烧，保证了H2S达到完全燃烧，焚烧温度控制在～1200℃，生成了含SO2、O2、CO2和N2的混合炉气，～11.5％SO2的混合炉气经废热锅炉冷却到300℃进入文氏管洗涤器降温到65℃左右后，再经间接冷凝器冷却到38℃左右，进入电除雾器除去SO3酸雾送往SO2吸收工序吸收。
在焚烧炉炉头设置一只H2S燃烧器，同时将焚烧炉出口温度与空气鼓风机、纯氧加入量进行连锁。H2S燃烧器是保证H2S在焚烧炉内完全燃烧、高效燃烧的关键部件，本装置采用新型、高效燃烧器，它的最大特点是涡旋状的混合气体在燃烧室的中心停留时间长，燃烧更加充分。燃烧器设有火检装置。焚烧炉采用卧式钢制圆筒内衬保温砖和耐火砖结构，焚烧炉衬里耐火砖采用刚玉材料的大异型砖，耐温≥1500℃。为保证H2S与空气能够充分混合燃烧，焚烧炉内设置一道挡墙，在挡墙后面设置二次风口用于补充空气及调节炉膛温度，保证H2S气体完全燃烧，不致产生升华硫。
因硫化氢具有剧毒、易燃、易爆的特性，装置上设有硫化氢和二氧化硫的气浓、气量、温度、压力的显示仪表，特别在现场还应设有硫化氢报警器；
在合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体的送气岗位与焚烧炉岗位之间设置单线直通电话，便于双方生产状况发生紧急变动时的联系；双方设置切断气源的遥控阀，两个阀分别由各自岗位控制、送气岗位应在遥控切断阀与H2S气体燃烧放空装置间设置联锁点火自控仪表。
2、SO2吸收：
由前工序来含10.2～11.5％的SO2炉气，依次进入二级串联的吸收塔，炉气中的二氧化硫被柠檬酸钠络合液吸收SO2含量≤280mg/m3后达标排放。柠檬酸钠络合液吸收了炉气中SO2后，生成富含SO2的柠檬酸钠络合液(富液)。
3、SO2解吸：
从吸收工段送来的富含SO2的柠檬酸钠络合液经加热后，送解析塔解析。由解析塔顶解析出来的二氧化硫气体气经降温后送干燥与压缩工段。解析出SO2后的柠檬酸钠缓冲液(贫液)经降温后送SO2吸收工段重复使用。
4、SO2干燥与压缩：
解析塔顶出来的SO2气体经过冷凝冷却降温后送入干燥塔用93％的硫酸干燥，干燥后的SO2纯度达99.7％再送压缩机；SO2被压缩后温度压力升高，经冷却后SO2由气体冷凝成液体送SO2贮罐即为液体SO2产品。
5、SO2包装及储运：
液体二氧化硫用贮罐和钢瓶贮存，用钢瓶和槽罐车运输。贮藏和运输必须符合国家《气瓶安全监察规程》和危险货物运输规则的要求。贮存运输液体二氧化硫的钢瓶及槽罐的颜色为银灰色，并有明显的黑色“液体二氧化硫”字样。
6、柠檬酸钠络合液的再生：
柠檬酸钠络合液由于自身氧化和炉气带酸雾，硫酸根离子逐渐增加吸收效率降低采用结晶的方法将硫酸根除掉，清液回系统循环使用。柠檬酸钠络合液的再生工段产生的硫酸钠供合成洗涤行业生产去污剂和洗涤剂用。
本实用新型从合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体中回收硫制取高浓度的液体SO2的装置的特点：连续稳定、先进、可靠、投资省、生产操作安全，处理后的尾气优于国家环保标准；液体SO2中水分和残渣等指标达到国家优等品标准。本装置从根本上解决了合成氨装置低温甲醇洗，甲醇再生塔产生的含H2S气体的污染问题，并且使硫资源得到有效利用，与国家对减排、环保提出了较高的指导要求是相一致的。对工业中含H2S的气体回收利用开辟了一条新途径，使硫资源得到了充分利用，无论在环境保护上，还是经济效益上都具有重大意义。
Claims (6)
1.以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，包括依次连接的酸性气体分液罐、酸气焚烧装置、冷却装置、电除雾器、预干燥塔、多级吸收塔装置、解析塔装置、SO2气体冷却器、SO2气体干燥塔、SO2冷凝器和液体SO2贮槽；所述酸性气体分液罐连接所述低温甲醇洗的尾气出口；所述冷却装置包括依次连通的废热锅炉、文氏管和间接冷却器；所述文氏管还包括文氏管循环泵；所述解析塔装置包括解析塔、富液槽和富液泵，所述富液泵将富液槽和解析塔连接。
2.根据权利要求1所述的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，所述酸性气体分液槽出口设有气体减压装置。
3.根据权利要求1所述的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，所述酸气焚烧装置为焚烧炉、H2S燃烧器、空气鼓风机和增氧装置，所述焚烧炉设有前后两级炉膛，所述H2S燃烧器设在第一级炉膛入口处；所述空气鼓风机和增氧装置分别连通所述两级炉膛。
4.根据权利要求1所述的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，所述电除雾器的积液槽连接所述文氏管。
5.根据权利要求1所述的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，所述多级吸收塔包括一级吸收塔、一级贫液槽、一级贫液泵、二级吸收塔、二级贫液槽、二级贫液泵、贫液冷却器和换热器，所述一级吸收塔和二级吸收塔串接；所述一级吸收塔的集液槽连接所述换热器；所述换热器连接所述富液槽。
6.根据权利要求1所述的以低温甲醇洗的含H2S废气制取高浓度液体SO2的装置，其特征在于，所述间接冷却器为冷却介质为水、且将被冷却物冷却至35-40℃的冷却器。
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