[发明专利]一种酸性气预处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸性气预处理工艺。基于后续的高效氨法脱硫的酸性气预处理工艺，应用于化工、环保等技术领域。

背景技术

本发明中的酸性气指含硫化氢、硫氧化物(二氧化硫等）、有机硫等含硫物质的工艺气体，来源于煤化工、石油化工、天然气化工、页岩油化工、页岩气化工、硫酸工业等，酸性气中有害成份主要是硫化氢、COS、CS₂、有机硫等且浓度较高，需进行处理才能达标排放。

通常，通过克劳斯硫回收工艺脱除硫化氢、有机硫、二氧化硫，回收硫磺。酸性尾气送尾气处理装置。以两个主要工艺步骤进行克劳斯反应，第一步是通过燃烧，在1000℃～1500℃时，将约1/3的硫化氢转化为二氧化硫，然后二氧化硫与剩余硫化氢反应生成单质硫，第二步是在200℃～350℃时，且在氧化铝催化剂、水解催化剂存在下，硫化氢、有机硫和二氧化硫继续反应生成单质硫。催化反应级数为1-3级等。另还包括干法硫酸技术、焚烧技术、湿法硫酸技术等。

通常的硫回收技术中，为了提高硫磺回收率，降低酸性尾气处理的负荷，酸性尾气中硫化氢与二氧化硫的摩尔比需严格控制在2:1，同时为了保证有机硫的水解，提高硫磺回收率，催化反应器中需装填水解催化剂。

酸性气在经过上述预处理过程后，仍难以满足环保标准，不能直接排放，还需进一步处理。后来也出现了一些改进措施。进一步的气体处理的技术有超优克劳斯、SCOT、有机胺、生物脱硫、湿法硫酸、活性炭等。随着环境对硫排放标准的不断提高,日趋严格，需持续抬升硫回收要求，即达到99.9%以上的硫回收率，尾气中硫氧化物浓度控制在100mg/Nm³，甚至50mg/Nm³以下

CN200810106034公开了一种酸性气脱硫方法，主要步骤是：1）用洗涤液对酸性气进行洗涤，然后在燃烧室内与燃料进行热燃烧反应，燃烧反应温度500℃-1200℃，2）将所得燃烧产物进行催化还原反应，催化剂为催化还原及水解催化剂，其主要成分为二氧化钛。3）将催化还原反应所得尾气进行焚烧，焚烧温度200℃-1200℃。该专利未明确硫化氢与二氧化硫的比例控制。

CN201080039460.5公开了一种用于从气流除去硫化氢的方法，其中气流首先通过大于2:1（H₂S/SO₂）化学计量比下操作的克劳斯单元，以产生包含小于2000ppmvSO₂的尾气流。再进一步处理尾气流，增加硫回收至99.5%以上。

发明内容

本发明目的是，提出一种酸性气预处理工艺，可满足氨法高效脱硫需要。采用的酸性气预处理工艺操作简单，投资低，操作简单，通过焚烧烟气送硫氧化物氨法吸收装置，保证洁净气达标排放。

本发明技术方案是：一种酸性气预处理工艺，包括热反应及催化反应、尾气焚烧。具体步骤包括：

1）热反应及催化反应：将酸性气通入热反应装置，经余热回收、冷凝回收液硫，再预热后进入催化反应装置进行催化反应；

热反应装置将硫化氢部分焚烧成二氧化硫；催化反应后的烟气经降温回收液硫后，产生的尾气送尾气焚烧系统；

2）尾气焚烧：尾气在掺入燃料气、助燃空气后在尾气焚烧炉焚烧，将余下的硫化氢、有机硫、氢气、一氧化碳等充分燃烧，焚烧烟气经余热回收后送硫氧化物氨法吸收装置。氨法吸收后洁净气达标排放。

催化反应装置可以不装填水解催化剂，有机硫在热反应装置（酸性气焚烧系统）部分焚烧。在热反应装置（酸性气焚烧系统）将硫化氢部分焚烧成二氧化硫，再预热后进入催化反应；催化反应后的烟气经降温回收液硫后，产生的尾气送尾气焚烧系统；

热反应后酸性气中硫化氢与二氧化硫的摩尔比不严格控制在2:1，优选为0.52～1.63；反应剩余的二氧化硫尾气焚烧后在硫氧化物氨法吸收装置脱除；

焚烧系统关键在于焚烧装置及焚烧反应条件的控制，本发明焚烧温度为760℃～1400℃，优选900℃～1350℃；烟气停留时间为0.5s～6s，优选1.5s～4s；空气过剩系数为1.05～1.7，优选1.15～1.5。焚烧系统确保酸性尾气中的低价硫全部转化为二氧化硫，并避免氮氧化物的大量生成，本发明焚烧烟气中的硫化氢、COS、CS₂含量之和在10ppm以下。不影响氨法脱硫系统的正常运行。