專利名稱：內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，屬于化工技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，常用的從含硫化氫、二氧化硫的酸氣中回收硫磺的方法為克 勞斯法，克勞斯尾氣處理法中，低溫催化法(例如，薩弗林法)、尾氣加熱催化
法(例如斯殼脫法、比文法等)不能保證尾氣達(dá)標(biāo)排放，已不被釆用；能使尾 氣常年達(dá)標(biāo)而無(wú)二次污染的克勞斯尾氣處理法，只有將尾氣焚燒回收硫化氫的 SCOT工藝和焚燒尾氣、加氫回收二氧化硫的戴維威爾曼格德法，但應(yīng)用后者將
二氧化硫返回克勞斯裝置時(shí)，對(duì)溫度控制、二氧化硫和硫化氫的配比難以控制， 所以目前也很少使用。
SCOT工藝包括制氫一焚燒一加氫一吸收一解吸一返回六道主工藝，處理 過(guò)程復(fù)雜，投資占克勞斯裝置總投資的1/3以上，約2000元/噸硫磺*年，投 資高；運(yùn)行費(fèi)用達(dá)600元/噸硫磺以上，是硫磺回收段運(yùn)行費(fèi)用的4倍，即， 將克勞斯硫磺回收運(yùn)行費(fèi)用的4/5以上用在尾氣處理上，運(yùn)行費(fèi)用高。
克勞斯尾氣中硫化氫與單質(zhì)硫所占有的比例很少，主要是不能燃燒的氮?dú)猓?二氧化碳，水蒸氣等。所以必須添加大量的燃料，才能將尾氣中的單質(zhì)硫和硫 化氫燃燒完全。平均回收一噸硫磺，尾氣燃燒所需的燃料在130Kg以上。而且 克勞斯規(guī)模越小為其燃燒所需的燃料比值越大。規(guī)模為5000t/a以下的克勞斯 硫磺回收裝置，如無(wú)配套的制氫工業(yè)，或無(wú)吸收液再生塔而欲達(dá)到尾氣常年達(dá) 標(biāo)，而無(wú)二次污染，是不現(xiàn)實(shí)的。從含硫的水、渣、氣中回收硫磺的方法有絡(luò) 合鐵法與配合鐵法，但絡(luò)合劑與配合劑價(jià)格昂貴，在5(TC運(yùn)行(尾氣溫度在50 匸以上)耗費(fèi)很大，在氧化沉淀時(shí)，如因藥劑分解而濃度降低，會(huì)形成鐵沉淀 硫中的鐵則無(wú)法分離。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)外水冷克勞斯尾 氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，將克勞斯尾氣充分降溫后通過(guò)吸收反應(yīng)器使尾 氣中的硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，充分回收硫磺、使尾氣達(dá)標(biāo)排放，但工藝簡(jiǎn)單，投資 小、運(yùn)行費(fèi)用低、適用于任何克勞斯裝置。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺 并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于克勞斯尾氣從進(jìn)氣口進(jìn)入水冷冷床收集器，經(jīng) 塔身內(nèi)部設(shè)置的斜擋板阻隔后以半管換熱的方式經(jīng)過(guò)水冷冷床收集器，冷水經(jīng) 噴頭后壓力增大，以錯(cuò)流方式噴向塔內(nèi)各個(gè)方向，同時(shí)塔體外側(cè)噴淋冷水降溫， 使尾氣出口溫度降低到5(TC—7(TC，全部回收尾氣中的硫磺、全部吸收尾氣中 的二氧化硫、.70%以上的硫化氫，二氧化硫與硫化氫在水催化下發(fā)生反應(yīng) S0!+2H!S H'0 3S ! +3H!0 ，生成單質(zhì)硫，尾氣中的單質(zhì)硫沉積在水冷冷床
收集器底部，降溫并除去全部硫的尾氣由水冷冷床收集器頂部的排氣口排出， 進(jìn)入吸收反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后，達(dá)標(biāo)尾氣經(jīng)高囪達(dá)標(biāo)排放。
前述一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于所 述反應(yīng)為使尾氣發(fā)生堿鐵吸收氧化法反應(yīng)，具體過(guò)程如下 式1: Fe2++H2S+20H-- FeS+2H20
式2: NaOH+H2S - NaHS+H20
式3: FeS + 30H— Fe (OH) 3 i+S丄
式4: Fe (OH) 3+HS- 一定的溫考 Fe (OH) 2 i+S丄
式5 :Fe +0H 力丄、娜'Fe ;
充分氧化
然后，用堿鐵還原法處理堿鐵吸收氧化法反應(yīng)之后分離出的渣，即在稀硫 酸溶液中，所有形式的鐵都形成硫化亞鐵溶解在酸性溶液中，硫磺水洗干燥后 即可回收，硫酸亞鐵可循環(huán)使用，其中鐵作為吸收劑和催化劑，消耗堿和硫酸, 回收得到單質(zhì)硫和硫酸鹽。
前述一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于所 述反應(yīng)為應(yīng)用甲基二乙醇胺吸收H2S。前述一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于所
述水冷冷床收集器的塔體內(nèi)設(shè)有若干隔板，該隔板傾斜向下；塔體設(shè)有進(jìn)氣口，
進(jìn)氣口設(shè)置在第一隔板和接水槽之下，接水槽設(shè)置在塔體外部的下方，內(nèi)外冷
卻水接觸不到進(jìn)氣口，并能保溫；塔身上設(shè)有噴頭，該噴頭噴腔的一端設(shè)置進(jìn) 水管，進(jìn)水管通過(guò)水泵連接噴淋池，噴頭前方依次安裝經(jīng)支撐架連接的錐形和 螺旋形阻擋，該噴頭能將冷水加壓并以錯(cuò)流方式噴入塔體內(nèi)，與尾氣充分接觸 換熱，塔體外部設(shè)有噴淋管，可同時(shí)噴淋冷水，為了防止克勞斯尾氣在冷卻過(guò) 程中堵塞通道，水冷冷床冷床收集器的通道均釆用大口徑。
前述一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于所
述水冷冷床裝置的底部設(shè)有攔截網(wǎng)、防腐液位計(jì)及攔網(wǎng)，如某級(jí)攔網(wǎng)被堵，水
位升級(jí)，立即有報(bào)警裝置報(bào)警，可人工出硫。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，投資低，僅為SCOT工藝的1/2， 回收每噸硫磺可節(jié)省燃料130kg,能耗低，運(yùn)行費(fèi)用小，節(jié)約近400元。硫的回 收率達(dá)99.9%,尾氣中的硫磺含量降低到10ppm以下。不管克勞斯裝置的大小、 安裝情況不同，均能使尾氣常年達(dá)標(biāo)且無(wú)二次污染，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為水冷冷床收集器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的俯視放大圖； 圖3是圖1沿A-A線的剖視放大圖； 圖4是水冷冷床收集器外噴淋管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4沿B-B線的剖視圖； 圖6是本發(fā)明所用冷水水冷收集器的防堵噴頭； 圖7是圖6的右視圖； 圖8是本發(fā)明的工藝流程圖；
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
圖1為水冷冷床收集器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1沿A-A線的剖視圖。
參照?qǐng)D1-3，水冷冷床收集器A塔體1內(nèi)設(shè)有若干隔板2，該隔板2傾斜 向下，防止逐漸降溫過(guò)程中，硫磺在塔體內(nèi)不同部位析出造成冷床內(nèi)部通道堵 塞；塔體上第一隔板和接水槽3之下設(shè)有進(jìn)氣口 4，接水槽3設(shè)置在塔體外部 的下方，內(nèi)外冷卻水接觸不到進(jìn)氣口，并能保證進(jìn)氣口保溫；
圖4是水冷冷床收集器外噴淋管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4沿B-B線的剖 視圖。參照?qǐng)D4、 5，塔體外部設(shè)有噴淋管5，噴淋管上均勻設(shè)置孔IO,可同時(shí) 噴淋冷水，加速尾氣溫度的降低。塔身上設(shè)有噴頭6,噴頭連接水管，水管通 過(guò)水泵F連接噴淋池B。參照?qǐng)D6，圖7,噴頭前方依次安裝經(jīng)支撐架7連接的 錐形和螺旋形阻擋8，該噴頭將冷水加壓并以錯(cuò)流方式噴入塔體內(nèi)，與尾氣充 分接觸換熱，為了防止克勞斯尾氣在冷卻過(guò)程中堵塞通道，水冷冷床冷床收集 器的通道均釆用大口徑。水冷冷床收集器底部設(shè)有攔截網(wǎng)、防腐液位計(jì)及攔網(wǎng)， 如某級(jí)攔網(wǎng)被堵，水位升級(jí)，立即有報(bào)警裝置報(bào)警，可人工出硫。
噴淋池B設(shè)置在水冷冷床收集器A的底部，噴淋池B設(shè)有集硫泵G，集硫 泵與壓濾機(jī)H連接。
應(yīng)用本發(fā)明處理克勞斯尾氣時(shí)，溫度約13(TC的克勞斯尾氣從進(jìn)氣口 4進(jìn)入 水冷冷床收集器A，經(jīng)斜擋板阻2隔后以半管換熱的方式經(jīng)過(guò)水冷冷床收集器， 冷水經(jīng)噴頭后以加壓噴力錯(cuò)流地噴向塔內(nèi)各個(gè)方向，同時(shí)塔體外側(cè)噴淋冷水降 溫，使尾氣出口溫度降低到5(TC — 7(TC。全部回收尾氣中的硫磺、全部吸收尾 氣中的二氧化硫、70%以上的硫化氫，二氧化硫與硫化氫在水催化下發(fā)生反應(yīng) S0!+2H,S H'Q ■ 3S i +鄧〗0 ,生成單質(zhì)硫，尾氣中的單質(zhì)硫沉積在水冷冷床 收集器A底部，其中細(xì)粉末狀的硫磺，隨水通過(guò)數(shù)道攔截網(wǎng)，進(jìn)入噴淋池B,由 集硫器收集，經(jīng)固液分離，干燥或熔硫后袋裝收集。顆粒較大的?；怯膳潘疁螩 內(nèi)的不銹鋼攔網(wǎng)收集。顆粒更大的塊磺，由水冷冷床裝置底部特制的收集網(wǎng)，
從出硫門(mén)出磺。出硫門(mén)平時(shí)密封，出硫時(shí)負(fù)壓運(yùn)行，并由儀表監(jiān)控。
降溫并除去全部硫的尾氣由水冷冷床收集器頂部的排氣口 9排出，進(jìn)入吸收反應(yīng)器D內(nèi)，發(fā)生堿鐵吸收氧化法反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程如下
式1: Fe2++H2S+20H- - FeS+Z&O
式2: NaOH+H2S - NaHS+H20
式3:FeS + 3 0H-==， Fe (OH) 3 +S i
充分氧it
式4: Fe (OH) 3+HS- 一定的溫鳥(niǎo)Fe (OH) 2 +S i
i 2+一定的溫鷹 3
式5 :Fe +0H— Fe
以上的吸收反應(yīng)快速而完全，可使冷卻裝置排出的尾氣中硫化氫含量《 10ppm,且可使硫化物生成無(wú)害的單質(zhì)硫。反應(yīng)完成(直觀可見(jiàn))沉淀后，分離 渣水，水循環(huán)利用。渣中的物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。亦可根據(jù)操作 的不同，用堿鐵還原法處理分離出的渣，即在稀硫酸溶液中，所有形式的鐵都 形成硫化亞鐵溶解在酸性溶液中，硫磺水洗干燥后即可回收，硫酸亞鐵可循環(huán) 使用。其中鐵作為吸收劑和催化劑，無(wú)消耗而循環(huán)使用，消耗堿和硫酸，回收 得到單質(zhì)硫和硫酸鹽，吸收液可循環(huán)使用。從吸收反應(yīng)器排出的尾氣(50°C ~ 7(TC)，經(jīng)36m高囪上升外排。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與上述實(shí)施例不同之處在于降溫后的尾氣進(jìn)入吸收反應(yīng)器后，應(yīng) 用甲基二乙醇胺吸收尾氣中的硫化氫，達(dá)標(biāo)排放，其吸收液用量?jī)H為SCOT工藝 的1/10。
以上已以較佳實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等 同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于克勞斯尾氣從進(jìn)氣口進(jìn)入水冷冷床收集器，經(jīng)塔身內(nèi)部設(shè)置的斜擋板阻隔后以半管換熱的方式經(jīng)過(guò)水冷冷床收集器，冷水經(jīng)噴頭后壓力增大，以錯(cuò)流方式噴向塔內(nèi)各個(gè)方向，同時(shí)塔體外側(cè)噴淋冷水降溫，使尾氣出口溫度降低，全部回收尾氣中的硫磺、全部吸收尾氣中的二氧化硫、70％以上的硫化氫，二氧化硫與硫化氫在水作用下發(fā)生反應(yīng) id="icf0001" file="A2008100221750002C1.tif" wi="62" he="7" top= "67" left = "79" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>生成單質(zhì)硫，尾氣中的單質(zhì)硫沉積在水冷冷床收集器底部，降溫并除去全部硫的尾氣由水冷冷床收集器的排氣口排出，進(jìn)入吸收反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后，達(dá)標(biāo)尾氣經(jīng)高囪排放。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的 工藝，其特征在于所述反應(yīng)為使尾氣發(fā)生堿鐵吸收氧化法反應(yīng)，具體過(guò)程如下式1: Fe2++H2S+20H_- FeS+2H20式2: NaOH+H2S - NaHS+H20一歪的 曰產(chǎn)式3: FeS+30『 Fe (OH) 3丄+S i式4: Fe (OH) 3+HS- 一定的溫考 Fe(0H)2i+Si式5 :Fe2++0H— Fe3+;充分氧化然后，用堿鐵還原法處理堿鐵吸收氧化法反應(yīng)之后分離出的渣，即在稀硫 酸溶液中，所有形式的鐵都形成硫化亞鐵溶解在酸性溶液中，硫磺水洗干燥后 即可回收，硫酸亞鐵可循環(huán)使用，其中鐵作為吸收劑和催化劑，消耗堿和硫酸， 回收得到單質(zhì)硫和硫酸鹽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的 工藝，其特征在于所述反應(yīng)為應(yīng)用甲基二乙醇胺吸收H2S。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的 工藝，其特征在于所述水冷冷床收集器的塔體內(nèi)設(shè)有若干隔板，該隔板傾斜向 下；塔體設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口設(shè)置在第一隔板和接水槽之下，接水槽設(shè)置在塔 體外部的下方，內(nèi)外冷卻水接觸不到進(jìn)氣口，并能保溫；塔身上設(shè)有噴頭，該噴頭噴腔的一端設(shè)置進(jìn)水管，進(jìn)水管通過(guò)水泵連接噴淋池，噴頭前方依次安裝 經(jīng)支撐架連接的錐形和螺旋形阻擋，該噴頭能將冷水加壓并以錯(cuò)流方式噴入塔 體內(nèi)，與尾氣充分接觸換熱，塔體外部設(shè)有噴淋管，可同時(shí)噴淋冷水，為了防 止克勞斯尾氣在冷卻過(guò)程中堵塞通道，水冷冷床收集器的通道均采用大口徑。
5、根據(jù)權(quán)利要求l、 4之任一項(xiàng)所述的一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺 并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于所述水冷冷床裝置的底部設(shè)有攔截網(wǎng)、防腐液 位計(jì)及攔網(wǎng)，如某級(jí)攔網(wǎng)被堵，水位升級(jí)，立即有報(bào)警裝置報(bào)警，可人工出硫。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)外水冷克勞斯尾氣回收硫磺并達(dá)標(biāo)排放的工藝，其特征在于克勞斯尾氣進(jìn)入水冷冷床收集器A之后，經(jīng)塔身內(nèi)部設(shè)置的斜擋板阻隔后以半管換熱的方式經(jīng)過(guò)水冷冷床收集器，冷水經(jīng)噴頭后壓力增大以錯(cuò)流方式噴向塔內(nèi)各個(gè)方向，同時(shí)塔體外側(cè)噴淋冷水，尾氣降溫由排氣口排出后進(jìn)入吸收反應(yīng)器D內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)標(biāo)尾氣經(jīng)高囪E排放，析出的硫沉積在噴淋池B內(nèi)。為了防止克勞斯尾氣在冷卻過(guò)程中堵塞通道，水冷冷床收集器的通道均采用大口徑。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，投資小，能耗低，無(wú)二次污染，具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01D53/75GK101318629SQ20081002217
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者章子三 申請(qǐng)人:章子三