[发明专利]一种低温克劳斯硫磺回收工艺及装置

权利要求书

1.一种低温克劳斯硫磺回收工艺，主要步骤包括热反应段、催化反应段和尾气焚烧段；

(1)热反应段：

在燃烧炉中，将含硫化氢的酸气与空气或富氧空气或纯氧混合燃烧，部分硫化氢与氧反应生成二氧化硫，在930～1200℃高温下，硫化氢与二氧化硫发生克劳斯反应生成气态单质硫；该反应过程中控制进入燃烧炉的空气或富氧空气或纯氧中的氧气量，使生成的二氧化硫与剩余硫化氢的摩尔比为1∶1～3；

出燃烧炉的气体经过余热锅炉冷却并回收热能后再经一级硫冷凝器冷却至150～180℃，气态单质硫冷凝为液硫而分离出来；

经冷凝分离液硫后的过程气进入下述步骤(2)的催化反应段中；

(2)催化反应段：

催化反应段包括四级克劳斯反应：

①第一级克劳斯反应，为常规克劳斯反应：

来自上述热反应段一级硫冷凝器的过程气通过一级预热器或者采用掺混的方式加热至220～270℃后进入一级反应器中进行常规克劳斯催化反应生成气态单质硫；反应后气体经二级预热器冷却后再经二级硫冷凝器冷却至150～180℃，气态单质硫冷凝为液硫而分离出来；

经二级硫冷凝器分离液硫后的过程气经过加热升温后进入二级反应器中进行下述第二级克劳斯反应；

②第二级克劳斯反应，为催化剂再生同时进行常规克劳斯反应：

来自上述二级硫冷凝器的过程气经二级预热器加热至220～270℃后进入二级反应器中，对在上一操作周期中吸附固态单质硫和/或液态单质硫饱和的催化剂进行再生；同时，在二级反应器中进行常规克劳斯催化反应生成气态单质硫；反应后气体在三级硫冷凝器中冷却至120～150℃，气态单质硫冷凝为液硫而分离出来；

经三级硫冷凝器分离液硫后的过程气进入三级反应器中进行下述第三级克劳斯反应；

③第三级克劳斯反应，为亚露点低温克劳斯反应：

来自上述三级硫冷凝器的过程气进入三级反应器中，在120～150℃温度下进行亚露点低温克劳斯反应生成单质硫，包括液态单质硫和气态单质硫；液态单质硫吸附于催化剂中并在之后的催化剂再生过程中被气化而脱吸出来；气态单质硫随反应后气体进入四级硫冷凝器中冷却至90～119℃，气态单质硫冷凝而分离出来；

经四级硫冷凝器分离液硫后的过程气进入四级反应器中进行下述第四级克劳斯反应；

④第四级克劳斯反应，为亚固点低温克劳斯反应：

来自上述四级硫冷凝器的过程气进入四级反应器中，在90～119℃温度下进行亚固点低温克劳斯反应生成单质硫，包括固态单质硫、液态单质硫及气态单质硫；固态单质硫及液态单质硫吸附于催化剂中并在之后的催化剂再生过程中被气化而脱吸出来；气态单质硫随反应后气体通过五级硫冷凝器，气态单质硫冷凝而分离出来；

经五级硫冷凝器分离液硫后的尾气进入下述步骤(3)的尾气焚烧段中；

(3)尾气焚烧段：

来自上述催化反应段五级硫冷凝器的尾气经硫捕集器捕集进一步分离单质硫后进入尾气焚烧炉中焚烧后排空。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述的步骤(2)催化反应段中，所述的四级克劳斯反应中：一级反应器是固定的，始终进行常规克劳斯反应；其它三级的反应器轮流进行催化剂再生同时进行常规克劳斯反应、亚露点低温克劳斯反应、亚固点低温克劳斯反应。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于：

所述的其它三级的反应器中，进行催化剂再生同时进行常规克劳斯反应的反应器有1台，进行亚露点低温克劳斯反应的反应器有1～2台，进行亚固点低温克劳斯反应的反应器有1台。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述的步骤(2)催化反应段中，第二级克劳斯反应、第三级克劳斯反应和第四级克劳斯反应所对应的二级反应器、三级反应器和四级反应器，通过程控阀定期切换反应进料，使其轮流实现催化剂再生和不同温度段下的低温克劳斯反应。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述的步骤(2)催化反应段的一级克劳斯反应中，采用掺混的方式加热是指：通过掺混阀与来自燃烧炉和/或余热锅炉的高温气掺混升温、使进入一级反应器的过程气达到设定温度。