[發明專利]一種高效節能的硫回收裝置及方法

有效

• 申請號: 201710120066.8
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106698362B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 汪旭;蔣曉偉;劉莎;張釗
• 申請（專利權）人: 北京石油化工工程有限公司
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04;F23G7/06;F22B1/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 楊雯茜;姚亮

本發明提供了一種高效節能的硫回收裝置及方法。本發明提供的硫回收裝置包括熱反應系統、克勞斯反應系統以及尾氣焚燒及煙氣熱量回收系統；其工藝方法主要包括以下步驟：酸性原料氣發生熱反應及克勞斯反應生產硫磺和制硫尾氣，并副產中壓蒸汽；制硫尾氣送入尾氣焚燒爐進行焚燒；尾氣焚燒爐產生的高溫煙氣經煙氣對流室回收熱能，即在煙氣對流室設置五段換熱區，包括過熱段、鍋爐給水預熱段、尾氣預熱段、原料氣預熱段和制硫空氣預熱段。使用本發明的硫回收裝置及方法不僅可充分利用尾氣焚燒爐出口煙氣的余熱，且可使酸性原料氣、制硫尾氣、制硫空氣預熱到較高的溫度，提高制硫燃燒爐溫度，有利于提高爐內硫轉化率，降低焚燒爐所需的燃料氣消耗量。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及的是一種高效節能的硫回收裝置及方法，尤其是一種利用克勞斯工藝與尾氣焚燒熱量回收技術優化組合形成的高效節能的硫磺回收裝置及工藝。

背景技術

石油化工行業是一個相對高耗能的行業，節能降耗已成為關系到石化企業甚至整個行業發展的重大因素。目前國家有關部門制定了一系列的節能減排政策，確定未來建成指標先進、符合國情的節能標準體系，主要高耗能行業實現能耗限額標準全覆蓋，80％以上的能效指標達到國際先進水平。大力提高余熱、余溫綜合利用，是實現高效節能的一個重要途徑。

硫回收裝置通常都設有尾氣焚燒爐，用于將制硫尾氣中含有少量的H₂S、COS(羰基硫)、Sx等有害物質直接焚燒轉化為SO₂，剩余的H₂、CO和烴類等物質燃燒成H₂O和CO₂，高溫煙氣經換熱設備回收熱量后直接排大氣或送至下游工序繼續處理。由于制硫尾氣所含的H₂S、H₂、CO等可燃物含量太低(通常小于3％)而不能燃燒，故必須加熱至足夠高的溫度才能使這些物質產生相應轉化。通常焚燒爐需要的燃料由裝置外來燃料氣提供，燃料氣和空氣經安裝于焚燒爐上的燒嘴混合燃燒，在焚燒爐燃燒室釋放熱量，產生高溫煙氣，提供制硫尾氣中少量可燃物轉化反應需要的能量。

硫回收裝置屬于熱量過剩的裝置，如何利用好裝置熱量，使熱量相互合理匹配是節能降耗的關鍵。目前，硫回收裝置的尾氣焚燒爐，其燃燒室產生高溫煙氣的溫度一般為650-815℃，該高溫煙氣一般通入空氣或經過廢熱鍋爐產生蒸汽來回收熱量，使煙氣溫度降至300℃左右后由煙囪排入大氣或送至下游處理工序進行深度脫硫，其熱量利用方式單一，煙氣余熱未得到充分利用。現有的克勞斯硫回收裝置的尾氣焚燒爐入口的制硫尾氣(一般為122-130℃)和空氣都沒有經過預熱直接進入尾氣焚燒爐，所消耗的燃料氣量較大，操作費用較高。另一方面，常規煙氣余熱用于產生外輸低壓或中壓蒸汽，一般全廠低壓或中壓蒸汽由鍋爐集中副產，蒸汽量比較富裕，同時相對于燃料氣而言，煤產汽更為經濟合理，因此，硫回收裝置不需要外輸過多低壓或中壓蒸汽。此外，硫回收裝置傳統酸性原料氣和制硫空氣預熱主要有裝置外來中壓蒸汽或裝置自產中壓蒸汽兩種方式，這兩種預熱方式除了增加設備投資和操作成本外，經常作為熱源的蒸汽壓力也限制了預熱溫度，即使用4.1MPa的蒸汽，其預熱溫度也僅約240℃。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效節能的硫回收裝置及方法。使用本發明的硫回收裝置及方法不僅可充分利用尾氣焚燒爐出口煙氣的余熱，且可使酸性原料氣、制硫尾氣、制硫空氣預熱到較高的溫度，能夠有效地提高制硫燃燒爐溫度，使操作更加穩定，有利于提高爐內硫轉化率，并且可以降低焚燒爐所需的燃料氣消耗量。

為達到上述目的，本發明首先提供了一種高效節能的硫回收裝置，其包括：熱反應系統、克勞斯反應系統以及尾氣焚燒及煙氣熱量回收系統；

其中，所述熱反應系統包括：制硫燃燒爐以及廢熱鍋爐；

所述尾氣焚燒及煙氣熱量回收系統包括：尾氣焚燒爐與煙氣對流室相連接形成的爐體；所述煙氣對流室設置有五段換熱區，包括：過熱段、鍋爐給水預熱段、尾氣預熱段、原料氣預熱段和制硫空氣預熱段；