[实用新型]一种酸性气处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，尤其是涉及酸性气处理过程的新型系统。

背景技术

H₂S是天然气净化、石油炼制、炼焦及煤气化等能源加工过程中伴生的有害气体，必须进行充分处理，防止其产生安全事故及环境污染。硫磺回收装置就是对含有H₂S的酸性气进行处理并回收硫磺，实现清洁生产、变废为宝、降低污染和保护环境的目的。

迄今为止，普遍采用的方法是克劳斯工艺+克劳斯尾气处理SCOT法，基本流程如下：来自脱硫装置富含H₂S的酸性气与适量空气在克劳斯炉进行部分燃烧，控制空气量仅够H₂S的1/3氧化成SO₂；然后，SO₂与未氧化的H₂S一起进入2~3级含有催化剂的转化器，使H₂S与SO₂转化成单质硫，通过硫冷凝器回收液态单质硫，气相进入SCOT尾气处理部分；从克劳斯装置出来的尾气经在线加热炉或再热器预热后，进入加氢反应器进行加氢还原，再将加氢后的过程气通入到下游急冷塔冷却，冷却后的过程气进入吸收塔脱硫，脱硫溶剂通过再生塔再生，经吸收塔脱硫后的过程气进入尾气焚烧炉焚烧，最后经烟囱排放。

实用新型内容

传统克劳斯+SCOT工艺中中配置的在线燃烧炉主要有两个作用：一是将过程气加热到加氢还原所需温度，一般280℃以上；二是通过燃料气亚当量燃烧提供加氢还原所需的还原性气体，如H₂、CO等。但SCOT装置实际运行过程中存在以下几方面问题：第一，由于在线加热炉要求燃料在贫氧下燃烧，因而极易出现积碳，积碳物若沉积在催化剂床层会造成加氢还原反应器堵塞及催化剂失活；第二，由于原料中COS等组分变化及克劳斯炉操作条件变化，会造成克劳斯尾气中SO₂、COS等含量波动，因而目前已投产的SCOT装置均不能达到自身氢平衡，需要外部供氢。

针对上述问题，研究人员在加氢反应器进料预热（即在线加热炉的加热功能）方面做了大量工作，主要有以下两类：（1）研究人员开发低温加氢还原催化剂，使加氢反应器入口温度降低到220℃左右，从而简化加氢预热段的操作，仅通过高压蒸汽换热就可实现对加氢反应器进料的预热，从而可以不使用在线燃烧炉，减少燃料消耗；（2）利用尾气焚烧炉焚烧后的烟气热量加热克劳斯尾气至所需加氢还原反应温度，从而不使用在线加热炉加热，减少燃料消耗。

尽管这些工作在减少在线炉燃料消耗方面起到了重要作用，但系统仍无法满足氢平衡，仍需外部提供氢气。为此，如何设计一种可提高硫回收装置运行效率，使装置自身就能达到热平衡及氢平衡的H₂S处理系统显得十分关键。

本实用新型的目的在于提供一种新型酸性气处理系统，能保证克劳斯尾气处理合格的前提下取消加氢还原反应器前的在线加热炉，不需外部供热、供氢，使得系统更简洁，能耗更低。

本实用新型提供一种酸性气处理系统，所述系统包括克劳斯炉、一级蒸汽发生器、一级冷却器、一级硫回收器、克劳斯转化器、二级蒸汽发生器、二级冷却器、二级硫回收器、三级蒸汽发生器、三级冷却器、三级硫回收器、脱硫设备、加氢反应器；所述克劳斯炉炉膛内设置有热解反应管，酸性气进料管线分两路，一路与克劳斯炉入口连接，另一路与热解反应管入口连接，所述与克劳斯炉入口连接的酸性气进料管线上设置有助燃气体管线，克劳斯炉出口经一级蒸汽发生器、一级冷却器与一级硫回收器连接，一级硫回收器上端出口依次经克劳斯转化器、二级蒸汽发生器、二级冷却器与二级硫回收器连接，二级硫回收器上端出口经管线与加氢反应器连接；热解反应管出口经三级蒸汽发生器、三级冷却器与三级硫回收器连接，三级硫回收器上端出口与脱硫设备连接，脱硫设备顶部出口管线与二级硫回收器同加氢反应器之间的管线连接。

本实用新型所述酸性气处理系统中，热解反应管出口与三级蒸汽发生器连接管线之间设置换热器，当设置有换热器时，二级硫回收器上端出口经换热器与加氢反应器连接，脱硫设备顶部出口管线与二级硫回收器与换热器之间的管线连接。

本实用新型所述酸性气处理系统中，所述热解反应管可以设置一根或若干根，热解反应管沿克劳斯炉筒体内壁周向均布，具体可以是单路或多路直管水平往复式排布结构，或者是单路或多路直管往复错列排布结构。

本实用新型所述酸性气处理系统中，所述热解反应管管内填充有石英片或多孔介质材料，如多孔陶瓷等。