[发明专利]一种从煤化工及电厂含硫化物中获得硫磺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取硫的方法，特别是一种从煤化工及电厂含硫化物中获得硫磺的方法。

背景技术

煤化工是指以煤为原料经化学加工转化成气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。煤化工装置的运行必须依托巨大的电力能耗，所以在煤化工建设过程中往往企业需投资筹建自备电厂。

在煤气化加氢气化过程中，煤中所含的硫元素与氢生成硫化氢，气化气需经脱硫脱碳后才能合成多种化学产品，现行脱硫脱碳是一种物理的方法，比如低温甲醇洗、NHD、MDEA吸收等技术，硫化氢和二氧化碳在特定条件(温度、压力等)下溶解在溶液中，在环境(温度、压力等)变化下硫化氢闪蒸出，该部分气体需经过处理后达标排放。

自备电厂采用燃煤锅炉发电，煤中含有的硫元素在燃烧过程中被氧化为二氧化硫。对于二氧化硫的治理现行采用的主要是“石灰石-石膏法”或“氨法脱硫”的工艺，该技术使用广泛，但处理效率不高，且回收物价值不高，会产生二次污染。

目前，煤化工企业对此产生的两种污染气体采用二套独立的装置处理，增加了项目的总投资，电厂的含硫总量较大，导致回收产物经济价值较低，排放总量依然保持高位，从环保与循环经济角度，没有很好的体现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的缺陷，而提供适合煤化工企业煤气化和电厂燃煤锅炉的硫化物统一治理及资源化利用的一种从煤化工及电厂含硫化物中获得硫磺的方法。

为解决上述技术问题，从煤化工及电厂含硫化物中获得硫磺的方法包括以下步骤：

(1)燃煤锅炉系统出来的烟气进行除尘后进行浓缩处理，提高烟气中二氧化硫的含量。

(2)经浓缩处理的烟气经过烟气预热器加热后进入恒温选择性还原反应器，利用外加的氢作为还原剂，在选择性还原催化剂作用下，发生反应生成单质硫，化学方程式为：

H₂+SO₂＝S+H₂O ①

反应所产生的热量由设置在所述恒温选择性还原反应器内的冷却盘管带走，使所述恒温选择性还原反应器内温度维持在210-24O℃左右。

(3)经催化还原的烟气通过硫冷凝器脱出液硫后进入克劳斯反应装置，其中所述液硫进入液硫池。

(4)经克劳斯反应装置的尾气中含有的硫及硫化物经焚烧炉焚烧后转化成二氧化硫，送至锅炉系统与除尘后的过程气混合，进行浓缩处理，浓缩过程中排放的气体主要为二氧化碳，原锅炉烟气中的组分主要是由二氧化碳和二氧化硫组成，浓缩过程将减少二氧化碳的量使气体中二氧化硫浓度聚集。

在所述步骤(3)中进入所述克劳斯反应装置的还包括经预热的煤气化酸性气体，所述酸性气体经酸气分离罐进行气体分离后进入酸气预热器加热后进入所述克劳斯反应装置。

所述的克劳斯反应装置包括一级克劳斯反应器、二级克劳斯反应器、一级硫冷凝器、二级硫冷凝器和二级再热器；所述一级和二级克劳斯反应器内装填高效活性的催化剂，所述经催化还原的烟气首先进入一级克劳斯反应器进行催化反应，然后进入一级硫冷凝器，脱出的液硫进入液硫池而烟气进入二级克劳斯反应器继续催化反应，经二次催化反应的烟气进入二级再热器而后进入二级硫冷凝器，经冷凝处理脱出的液硫进入液硫池。

所述步骤2中加入还原剂氢的量由设置在克劳斯反应装置的H₂S/SO₂比值分析仪根据反应方程式①决定，即进入克劳斯反应器装置的H₂S/SO₂比值如大于2，则减少氢的量使H₂S/SO₂的比值趋向于2；如小于2，则增加氢的量使H₂S/SO₂的比值趋向于2。

所述步骤4中进行浓缩处理的气体经过脱氧反应器脱氧后，在尾气吸收塔内与柠檬酸钠的吸收循环液发生反应：

SO₂(气)→SO₂(液)

SO₂(液)+H₂O→H⁺+HSO₃^-

Cit₃-+H⁺→HCit₂^-

HCit₂-+H⁺→H₂Cit^-