[发明专利]低浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫磺回收工艺，具体涉及一种低浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺。

背景技术

石油化工、煤化工、煤气化过程中，原料所含的一部分硫通常会转化成H₂S，经分离形成含H₂S的酸性气，该酸性气一般经硫磺回收工艺进行处理，将H₂S尽可能多地转化为单质硫。

所述硫磺回收装置，在运营过程中，还存在排空尾气和固体废物两个问题。经烟囱排空的尾气，其中，SO₂浓度为连续监测项目，虽然现行大气污染物综合排放标准GB16297-1996的上限值如700mg/m³不难达到，但所在行业或所在地区还可能存在更为严格的排放标准；H₂S是恶臭污染物排放标准GB14554-93所包括的恶臭污染物质之一，排放限值更为严格，厂界标准上限值如三级为0.45/0.80mg/m³，100米烟囱排放量上限值为14kg/h。所述固体废物主要是硫磺回收装置中所用多种催化剂、吸附剂失效后卸出的废剂，由于这类废剂品种、成分复杂，不仅处理难度大，还存在报废、运输、处理的一系列环境污染和法律风险。

工业上对H₂S含量小于5％的低浓度酸性气，常通过选择性氧化工艺生产硫磺进行处理，其主要反应为：

通常还有生成SO₂的副反应：

S+O₂→SO₂(3)

受催化剂反应性能和工艺条件的限制，低H₂S浓度酸性气选择性氧化反应器的出口气中总会含有较低浓度的SO₂和/或H₂S，因而还要经过进一步的脱硫处理才能达到进一步的工业应用或排放要求。通过选择所需反应性能催化剂和工艺条件，可以使选择性氧化反应器出口气中主要含SO₂，不含H₂S或浓度较低，也可以使选择性氧化反应器出口气中主要含H₂S，不含SO₂或浓度较低，分别需要相应的脱硫剂和处理条件。其中，后一工艺较为方便，有很多应用，即在选择性氧化反应器后串接催化氧化吸附脱硫塔，适当控制操作条件，使选择性氧化反应器出口气中主要含H₂S，不含SO₂或浓度较低，配入适量空气，脱硫塔中的催化氧化吸附脱硫剂将少量SO₂与H₂S转化为单质硫，将其余H₂S氧化为单质硫，脱硫后的尾气总硫含量较低，能够达到GB16297-1996国家排放要求通过烟囱排空，但实践中，该工艺常有以下三个缺陷：

A、没有充分发挥催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精度

常用的催化氧化吸附脱硫剂如Na₂CO₃/活性炭、NaOH/活性炭、K₂CO₃/活性炭、KOH/活性炭、Fe₂O₃/活性炭、Na₂CO₃/氧化铝、K₂CO₃/氧化铝等，在温度不太高、适量O₂和水分的条件下，能够将工艺气中的少量SO₂和过量H₂S反应转化为单质硫，将其余的H₂S催化氧化为单质硫，从而具有很高的脱硫精度，如低于10mg/m³，乃至低于5mg/m³、2mg/m³、1mg/m³；