[发明专利]从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法。

背景技术

我国能源探明储量中，96％的是煤炭，油气资源仅占总量的4％左右。因此煤炭是我国能源的主力，所以近几年来以煤为原料制甲醇和合成氨以及煤制油和烯烃不断增多，以缓解油气资源的压力。

新一代煤化工是以碳一化学为基础，合成各种燃料油和化工产品。在煤化工反应过程中，由于煤中含有硫等杂质，这些杂质存在于煤气中，对煤气进一步使用有毒害作用，必须去除；同时，单质硫的回收具有较高的经济价值。煤中硫成分的复杂性以及受煤化工工艺、温度不同的影响，煤中硫转化到气体中硫的形态是非常复杂的，主要是无机硫(H₂S)以及各种形态的有机硫，这对硫的脱除和硫的回收带来困难。

由于使用了低温甲醇工艺从变换气中将H₂S等含硫酸性气脱下来，进行提浓，再生出来的酸性气含硫可达到25％，甚至更高。由于气量较大，单独使用我公司(晟宜硫回收技术)以前申报的绕管式催化氧化反应器，虽然解决了克劳斯反应在环保上不能达到排放标准的问题，但是对于高浓度的气源，需要建两套硫回收装置，并需要设置循环风机将尾气升压将酸性气体的浓度降低到H₂S5％以下。这样不仅增加了操作费用，也增大了设备，增大了设备投资。

发明内容

本发明主要目的是解决上述问题，提供一种从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法，该方法在不增加操作费用和设备投资的情况下，能够在符合环保的要求下，获得高纯硫。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法，其步骤为：将含硫化氢的气体经过酸性气分水罐除去液态水后进入酸性气燃烧炉，出炉后的高温气体先进高压锅炉产生蒸汽同时降温后，进气气换热器、废热锅炉降温，进入一级冷凝器冷却至150℃左右，分离出液硫；从一级冷凝器出来的气体经过气气换热器提温到200-220℃左右进入一段反应器进行催化氧化反应，反应后经二级冷凝器降温和分离下液硫；分离后的气体进入酸性气预热器用中压蒸汽加热到200-220℃进绕管式催化氧化反应器；反应后的气体进入硫冷凝器冷却气体并冷凝气体中的硫，再进入硫分离器；分离出液态硫的气体经喷水降温后进入洗涤塔；然后放空；该从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法在一段反应器进行催化氧化反应后，检测硫化氢和二氧化硫的含量，控制酸性气燃烧炉的空气进气量，使得一段反应器进行催化氧化反应后硫化氢和二氧化硫的含量比在2∶1到7∶1之间；

硫化氢的气体的浓度小于25％时，在进入酸性气燃烧炉后加入燃料燃烧；

从洗涤塔出来的气体燃烧后放空。

本发明从含硫化氢气体中获得高纯硫的方法的工作原理及有益效果：含硫化氢气体经过酸性气分水罐除去液态水后进入酸性气燃烧炉，与按一定比例配入的空气混合燃烧，控制空气的进气量，炉内发生的主反应为下列的氧化反应：

H₂S+3/2O₂→SO₂+H₂O+Q1

H₂S+1/2SO₂→H₂O+3/4S₂+Q2

出炉后的高温气体先进高压锅炉产4.0MPa左右的蒸汽同时降温后，进气气换热器、废热锅炉降温，进入一级冷凝器冷却至150℃，在此分离出液硫。从一级冷凝器出来的气体经过气气换热器提温到200-220℃进入一段反应器进行低温克劳斯转化反应，得到高的克劳斯转化率。

反应后的气体进入二级冷凝器回收硫磺，脱去硫磺后的气体进入酸性气预热器用中压蒸汽(40Bar)加热到200-220℃进入绕管式催化氧化反应器(此时，含硫化氢和二氧化硫的浓度应在5％以下)，反应器装填催化剂(二氧化钛)，在反应器中总的化学反应是硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，具体到绝热层，其反应是：

H₂S+O₂→S+H₂O

H₂S+SO₂→H₂O+S₂

H₂S+O₂→SO₂+H₂O