[發明專利]一種合成氣還原二氧化硫的均溫系統及工藝

在審

• 申請號: 201910522712.2
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110237680A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王曉龍;何忠;王琪;劉蓉;郜時旺
• 申請（專利權）人: 中國華能集團有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/86;B01D53/50;C01B17/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明提供了一種合成氣還原二氧化硫的均溫系統及工藝，將利用煤氣化生成的合成氣混合水蒸氣后通入到變換反應器中生成富含氫氣的還原氣；SO₂原料分成兩路，一路作為主反應氣通過與還原氣混合換熱后通入到均溫還原反應器中，在還原催化劑作用下進行還原反應，另一路SO₂作為補充反應與還原反應器出口的尾氣混合，通入到克勞斯脫硫反應器中，進行克勞斯脫硫反應，最終實現硫磺的深度回收利用；其中變換反應器和克勞斯脫硫反應器均采用絕熱反應器，SO₂還原反應器采用均溫列管反應器，與汽包形成循環換熱，維持催化還原反應器床層溫度均一，避免SO₂還原反應放熱使催化劑燒焦失活，保護了催化劑，催化效率高且環保易操作。

技術領域

本發明屬于二氧化硫還原技術領域，特別涉及一種合成氣還原二氧化硫的系統及工藝。

背景技術

我國二氧化硫的排放來源主要通過燃煤、鋼鐵冶煉、有色金屬和貴金屬冶煉、石油化工等生產過程產生；其中，高濃度(φSO₂＞3％)的SO₂主要用來制備硫酸，低濃度(φSO₂＜1％)SO₂主要通過堿金屬或堿土金屬中和生成硫酸鹽；由于受到地域、運輸、生產、儲運等條件的限制，二氧化硫制硫酸工藝不適合偏遠的冶煉廠，但是可以通過制成硫磺而提高企業產品的附加值。

回收硫磺技術分為直接還原法和間接還原法，直接還原法中，當屬H₂和CO作為還原劑時技術最優，不僅還原SO₂的副產物少，反應所需溫度相對較低，且H₂和CO作為還原劑時原料易得，可以利用不同煤種通過煤氣化得到所需要的還原劑，但是還原劑中的CO反應后會產生毒性更大的羰基硫COS，造成二次污染。在沒有催化劑的情況下，H₂和SO₂需要在500℃以上才會發生反應，反應溫度較高。采用催化還原法會使反應溫度大大降低，但是二氧化硫還原反應屬于放熱反應，反應過程中放出的大量熱量很容易導致催化劑高溫燒結失活。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種合成氣還原二氧化硫的均溫系統及工藝，具有環保無污染、有效地降低反應溫度并且能夠較好的保護催化劑的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種合成氣還原二氧化硫的均溫系統，包括二氧化硫通道、合成氣通道、水蒸氣通道、汽包、氣體混合罐、換熱器、反應器和第一鍋爐給水通道；

所述反應器包括變換反應器Ⅰ、變換反應器Ⅱ和均溫二氧化硫還原反應器；所述換熱器包括換熱器Ⅰ和換熱器Ⅱ；

所述合成氣通道與汽包的水蒸氣通道分別與氣體混合罐的入口相連，氣體混合罐出口與變換反應器Ⅰ入口相連接，變換反應器Ⅰ的出口與換熱器Ⅰ入口相連接，換熱器Ⅰ出口與變換反應器Ⅱ入口相連接，變換反應器Ⅱ出口與換熱器Ⅱ入口相連接，變換反應器Ⅰ和變換反應器Ⅱ的床層中裝填有中溫變換反應催化劑；

所述二氧化硫通道分為兩路，其中一路二氧化硫與換熱器Ⅱ的出口和均溫二氧化硫還原反應器入口相連接，所述二氧化硫還原反應器裝填有二氧化硫還原催化劑；

所述第一鍋爐給水通道與汽包入口相連接，汽包通過上升管和下降管與均溫二氧化硫還原反應器的殼程聯通。

進一步的，所述合成氣還原二氧化硫的均溫系統還包括換熱器Ⅲ和克勞斯脫硫反應器；

均溫二氧化硫還原反應器出口與換熱器Ⅲ入口相連接，換熱器Ⅲ出口與另一路二氧化硫混合后與克勞斯脫硫反應器入口相連接。

進一步的，所述合成氣還原二氧化硫的均溫系統還包括換熱器Ⅳ、氣液分離器、泵Ⅰ和泵Ⅱ；