[發(fā)明專利]一種克勞斯硫磺回收再熱裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110335125.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN113023685B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小康;劉春燕;苗安然;劉穎;張鐵峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞切爾石化工程（上海）有限公司
• 主分類號(hào): C01B17/04
• 分類號(hào): C01B17/04
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 季永康

本發(fā)明提供了一種克勞斯硫磺回收再熱裝置和方法，通過在冷凝器和克勞斯反應(yīng)器之間設(shè)置催化氧化加熱器，利用過程氣中硫化氫在催化氧化反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量升溫，達(dá)到克勞斯轉(zhuǎn)化反應(yīng)必要的溫度。本發(fā)明大幅簡(jiǎn)化了工藝流程，簡(jiǎn)化了克勞斯硫磺回收工藝的設(shè)備和管線布置，比起常規(guī)的再熱方式有著特殊的優(yōu)勢(shì)，更有利于克勞斯硫磺技術(shù)的小型化、模塊化、經(jīng)濟(jì)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于克勞斯硫磺回收領(lǐng)域，特別涉及一種克勞斯硫磺回收再熱裝置和方法。

背景技術(shù)

克勞斯硫磺回收工藝是處理精細(xì)化工、煤化工、焦化、煉油等行業(yè)含硫化氫酸性氣的重要技術(shù)路線，可以利用硫化氫生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的硫磺產(chǎn)品。它的主要反應(yīng)方程如下：

2H₂S?+?3O₂?→?2H₂O?+?2SO₂

2H₂S?+?SO_2???3S?+?2H₂O

由于上述克勞斯反應(yīng)是個(gè)平衡可逆反應(yīng)，為了提高硫磺回收率，必須通過多次的冷卻、加熱、反應(yīng)過程才能滿足工業(yè)要求，業(yè)界通常使用的有兩級(jí)或三級(jí)克勞斯反應(yīng)過程。再次加熱的目的是為了滿足克勞斯反應(yīng)的溫度要求，目前業(yè)界常規(guī)使用的過程氣再熱方式有高溫?fù)胶烷y旁路再熱、在線爐再熱、蒸汽加熱、電加熱、過程氣氣/氣換熱等，這些加熱方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。

摻和閥旁路再熱法，即是在燃燒爐后部設(shè)置高溫?fù)胶涂冢瑢⑷紵隣t內(nèi)的高溫過程氣放出一部分與硫冷凝器出口的低溫過程氣與進(jìn)行混兌、使低溫過程氣升溫。該再熱方法結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，投資最省，在中小型硫磺回收裝置上得到了廣泛的應(yīng)用，但由于該閥直接承受高溫氣體沖蝕及硫腐蝕等，高溫?fù)胶祥y的閥芯很容易損壞，硫回收裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行無法保證。

在線爐再熱法一般是在在線爐中次當(dāng)量燃燒燃料氣產(chǎn)生高溫?zé)煔猓缓蠡靸哆M(jìn)入硫冷凝器出口的低溫過程氣中進(jìn)行加熱。該方式調(diào)節(jié)比較靈活、快速，升溫幅度保證度較高。其缺點(diǎn)一是增加了燃料氣的消耗，二是由于酸性氣以及燃料氣成分的波動(dòng)，使得次當(dāng)量燃燒在控制上存在難度，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)碳的析出或者氧氣的溢出，影響下游克勞斯催化劑的性能。目前新建的硫回收裝置已經(jīng)較少采用在線爐。

采用中壓蒸汽間接加熱過程氣是目前業(yè)界采用較多的方法，即設(shè)置管束式換熱器，利用中壓蒸汽對(duì)過程氣進(jìn)行再熱。該再熱方式再熱效果好，熱源穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是工藝流程稍顯復(fù)雜，過程氣壓降偏大，對(duì)于一些中小規(guī)模的裝置其經(jīng)濟(jì)性受到影響。

除了上述比較常用的再熱方式外，業(yè)界也還存在其它幾種再熱方式，例如利用反應(yīng)器出口過程氣進(jìn)行氣/氣換熱、電加熱等，但由于各自顯而易見的缺點(diǎn)，其使用并不廣泛。目前采用最多的加熱方式仍然為高溫?zé)釗胶汀⒄羝麚Q熱及在線爐幾種，但均存在一定的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種克勞斯硫磺回收再熱裝置和方法，該裝置大幅簡(jiǎn)化了工藝流程，簡(jiǎn)化了克勞斯硫磺回收工藝的設(shè)備和管線布置，比起常規(guī)的再熱方式有著特殊的優(yōu)勢(shì)，更有利于克勞斯硫磺技術(shù)的小型化、模塊化、經(jīng)濟(jì)化。

本發(fā)明提供了一種克勞斯硫磺回收再熱裝置，包括依次連接的酸性氣燃燒爐、蒸汽發(fā)生器、冷凝器、催化氧化加熱器和克勞斯反應(yīng)器（冷凝器、氧化器和反應(yīng)器依據(jù)硫回收率確定是一級(jí)還是二級(jí)或三級(jí)等）；含H₂S的酸性氣進(jìn)入所述酸性氣燃燒爐部分燃燒產(chǎn)生的過程氣經(jīng)過所述蒸汽發(fā)生器、所述冷凝器降溫冷凝后，與定量空氣在所述催化氧化加熱器中反應(yīng)后再進(jìn)入所述克勞斯反應(yīng)器進(jìn)行克勞斯轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述催化氧化加熱器的級(jí)數(shù)根據(jù)克勞斯反應(yīng)器的級(jí)數(shù)確定，可以為一級(jí)，二級(jí)或三級(jí)等。

進(jìn)一步的，所述催化氧化加熱器內(nèi)的催化劑由Ti、Fe、Si、V₂O₅、Al₂O₃中的一種或幾種組成。催化劑的種類和數(shù)量由過程氣的流量、組分等來計(jì)算確定。