[发明专利]一种液硫循环处理低浓度酸性气的硫磺回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种液硫循环处理低浓度酸性气的硫磺回收工艺，用于硫磺回收装置设计，属于硫磺回收领域。

背景技术

针对煤化工过程产生的各种低浓度酸性气处理，总体上含H₂S浓度偏低，如低温甲醇洗工段来的酸性气含CO₂高，H₂S浓度25％左右，以及含少量甲醇，而酚氨回收工段来的酸性气含NH₃、含H₂O，H₂S浓度4％左右，由于这些酸性气的热值很低，即使是配入纯氧也无法达到烧氨温度，分流法的克劳斯工艺也无法处理。

目前处理H₂S含量20％以下的硫回收工艺主要有直接氧化法、LO-cat工艺，直接氧化法工艺采用酸性气与空气混合，加热到反应温度进入反应器，在催化剂的作用下，反应式为：H₂S+1/2O₂→S+H₂O，直接氧化法工艺适用于处理低浓度酸性气，但催化剂对NH₃、CO、甲醇等杂质敏感，所以该工艺无法处理杂质较多的酸性气。

LO-cat工艺是一种处理低浓度酸气的液相氧化工艺，其采用特有的螯合铁催化剂把H₂S转化成为单质硫。总反应过程为：H₂S+1/2O₂→H₂O+S，反应中的氧气由鼓入催化剂溶液的空气提供。Lo-Cat工艺对H₂S浓度高低没有限制，但酸性气中含水会稀释螯合铁催化剂溶液，另外该工艺对酸性气中的CO、甲醇等杂质无法转化，所以Lo-Cat工艺对于处理杂质较多的酸性气也有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种液硫循环处理低浓度酸性气的硫磺回收工艺。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种液硫循环处理低浓度酸性气的硫磺回收工艺，其特征在于，包括：将煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％的酸性气进行克劳斯燃烧，将燃烧生成的过程气进行两级克劳斯反应，将两级克劳斯反应产生的尾气依次进行加氢-直接氧化和湿法洗涤，回收克劳斯燃烧、两级克劳斯反应和加氢-直接氧化过程中产生的硫磺。

优选地，所述的克劳斯燃烧的步骤包括：将液硫用同样温度的氮气雾化后喷入制硫燃烧炉进行燃烧，同时将煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％的、氨气的体积浓度为1％～20％的酸性气、助燃气体及煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％、不含氨气的酸性气分别经过含氨酸性气加热器、空气加热器及清洁酸性气体加热器预热后再混合后进入制硫燃烧炉进行燃烧，制硫燃烧炉中产生的过程气进入废热锅炉冷却后，从废热锅炉出口出来的过程气的大部分进入一级冷凝冷却器进行冷凝冷却，然后进入两级克劳斯反应器进行两级克劳斯反应，剩下的部分用于加热两级克劳斯反应器的入口气体，在一级冷凝冷却器中产生的单质硫进入硫封罐用于回收。

更优选地，所述的氮气经过蒸汽加热器或加热套管预热到与液硫相同温度再进行雾化。

更优选地，当煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％、不含氨气的酸性气的热值为200kcal/kg～4000kcal/kg时，所述的助燃物为纯氧、富氧或空气。

更优选地，所述的制硫燃烧炉包含前置区，所述的煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％的、氨气的体积浓度为1％～20％的酸性气先在前置区中进行前置烧氨，形成1250℃以上高温区，使氨气全部分解。

更优选地，所述的助燃物预热到120℃以上，煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％的、氨气的体积浓度为1％～20％的酸性气预热到120℃以上，煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％、不含氨气的酸性气预热到130℃以上后，一部分与预热后的煤化工过程产生的H₂S的体积浓度为2％～30％的、氨气的体积浓度为1％～20％的酸性气混合进入制硫燃烧炉进行燃烧，其余部分分流到制硫燃烧炉内燃烧外焰前端，通过调节两部分的分流流量，来调节制硫燃烧炉的炉膛前后端温度。

优选地，所述的两级克劳斯反应的步骤包括：将克劳斯燃烧产生的过程气在两级克劳斯反应器中进行克劳斯反应，反应产生的过程气经冷凝冷却后，所产生的单质硫进入硫封罐用于回收，所产生的尾气依次进行加氢-直接氧化和湿法洗涤。