[发明专利]一种合成气还原二氧化硫的均温系统及工艺

说明书

本发明提供了一种合成气还原二氧化硫的均温系统及工艺，将利用煤气化生成的合成气混合水蒸气后通入到变换反应器中生成富含氢气的还原气；SO₂原料分成两路，一路作为主反应气通过与还原气混合换热后通入到均温还原反应器中，在还原催化剂作用下进行还原反应，另一路SO₂作为补充反应与还原反应器出口的尾气混合，通入到克劳斯脱硫反应器中，进行克劳斯脱硫反应，最终实现硫磺的深度回收利用；其中变换反应器和克劳斯脱硫反应器均采用绝热反应器，SO₂还原反应器采用均温列管反应器，与汽包形成循环换热，维持催化还原反应器床层温度均一，避免SO₂还原反应放热使催化剂烧焦失活，保护了催化剂，催化效率高且环保易操作。

技术领域

本发明属于二氧化硫还原技术领域，特别涉及一种合成气还原二氧化硫的系统及工艺。

背景技术

我国二氧化硫的排放来源主要通过燃煤、钢铁冶炼、有色金属和贵金属冶炼、石油化工等生产过程产生；其中，高浓度(φSO₂＞3％)的SO₂主要用来制备硫酸，低浓度(φSO₂＜1％)SO₂主要通过碱金属或碱土金属中和生成硫酸盐；由于受到地域、运输、生产、储运等条件的限制，二氧化硫制硫酸工艺不适合偏远的冶炼厂，但是可以通过制成硫磺而提高企业产品的附加值。

回收硫磺技术分为直接还原法和间接还原法，直接还原法中，当属H₂和CO作为还原剂时技术最优，不仅还原SO₂的副产物少，反应所需温度相对较低，且H₂和CO作为还原剂时原料易得，可以利用不同煤种通过煤气化得到所需要的还原剂，但是还原剂中的CO反应后会产生毒性更大的羰基硫COS，造成二次污染。在没有催化剂的情况下，H₂和SO₂需要在500℃以上才会发生反应，反应温度较高。采用催化还原法会使反应温度大大降低，但是二氧化硫还原反应属于放热反应，反应过程中放出的大量热量很容易导致催化剂高温烧结失活。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种合成气还原二氧化硫的均温系统及工艺，具有环保无污染、有效地降低反应温度并且能够较好的保护催化剂的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种合成气还原二氧化硫的均温系统，包括二氧化硫通道、合成气通道、水蒸气通道、汽包、气体混合罐、换热器、反应器和第一锅炉给水通道；

所述反应器包括变换反应器Ⅰ、变换反应器Ⅱ和均温二氧化硫还原反应器；所述换热器包括换热器Ⅰ和换热器Ⅱ；

所述合成气通道与汽包的水蒸气通道分别与气体混合罐的入口相连，气体混合罐出口与变换反应器Ⅰ入口相连接，变换反应器Ⅰ的出口与换热器Ⅰ入口相连接，换热器Ⅰ出口与变换反应器Ⅱ入口相连接，变换反应器Ⅱ出口与换热器Ⅱ入口相连接，变换反应器Ⅰ和变换反应器Ⅱ的床层中装填有中温变换反应催化剂；

所述二氧化硫通道分为两路，其中一路二氧化硫与换热器Ⅱ的出口和均温二氧化硫还原反应器入口相连接，所述二氧化硫还原反应器装填有二氧化硫还原催化剂；

所述第一锅炉给水通道与汽包入口相连接，汽包通过上升管和下降管与均温二氧化硫还原反应器的壳程联通。

进一步的，所述合成气还原二氧化硫的均温系统还包括换热器Ⅲ和克劳斯脱硫反应器；

均温二氧化硫还原反应器出口与换热器Ⅲ入口相连接，换热器Ⅲ出口与另一路二氧化硫混合后与克劳斯脱硫反应器入口相连接。

进一步的，所述合成气还原二氧化硫的均温系统还包括换热器Ⅳ、气液分离器、泵Ⅰ和泵Ⅱ；