本发明涉及环境保护技术领域,尤其涉及一种制取硫磺的方法及制取硫磺的系统装置。
背景技术:
二氧化硫的污染来源包括含硫燃料(如煤和石油)的燃烧,含硫化氢油气井作业中硫化氢的燃烧排放,含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼,化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。我国对二氧化硫的排放控制标准日益严格,实施烟气脱硫是二氧化硫减排最有效的手段之一。
近年来,新兴的再生型烟气脱硫技术(例如:有机胺脱硫技术、活性焦脱硫技术等)得到了广泛应用,该技术对SO2吸收选择性好,对烟气含硫量适应范围广,吸收剂可再生循环利用,产品为液态SO2或硫酸。
再生型脱硫的副产物液体二氧化硫或硫酸存在剧毒、难运输、无法大量储存的缺陷,常常成为企业无法解决的包袱。
近几年,采用氢还原二氧化硫制取硫磺也是成熟技术,但是该技术采用了氢气作还原剂,先将二氧化硫还原为硫化氢,再通过克劳斯反应制取硫磺。中国专利文献(申请号为:201310277794.1)公开了一种从烟气中回收二氧化硫制取硫磺的系统装置及方法,该装置由吸收热解、还原、克劳斯三个单元组成,吸收热解单元主要由冷却塔、吸收塔、净化器循环泵、再生热解槽、贫富液换热器组成,还原单元由温合煤气发生系统、还原反应器、硫冷凝器组成;克劳斯单元由克劳斯反应器、硫冷凝器组成;方法为吸收热解单元对烟气进行吸收、热解得到纯二氧化硫气体,还原单元以催化反应将二氧化硫转化为单质硫磺,单程转化率不低于95%,总转化率99.5%以上,排放净烟气的二氧化硫含量不高于50mg/m3。该发明中的系统装置过于复杂,反应过于繁琐,还原剂氢气不易得,成本高,且净烟气中的二氧化硫含量偏高,不利于推广应用。
因此,现在有必要开发一种能低成本地将二氧化硫转化为易于储存的硫磺的制备工艺。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是,提供一种能够实现低成本地将二氧化硫转化为易于储存的硫磺的工艺方法,且工艺过程安全可靠,无废水、废渣排放,环境友好。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:该制取硫磺的脱硫方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的气体与还原剂通入还原炉,控制还原炉的温度在600~1200℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉的上部排出,进入第一硫冷凝器经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器的底部排出进入液硫池,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器的顶部排出进入催化反应器;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器,冷凝分离出单质硫和尾气,单质硫从第二硫冷凝器的底部排出进入所述液硫池,尾气则从第二硫冷凝器的顶部排出进入尾气处理系统,经处理后达标排放;
(4)造粒制硫磺:步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池的单质硫送入液硫成型系统进行造粒得到商品硫磺,最后送固体硫磺储存装置进行储存。
采用上述技术方案,将含二氧化硫气体先和碳质还原剂在高温(600~1200℃)进行还原反应,得到还原产物单质硫,还原过程气分离出单质硫和含硫化物过程气即副产物,副产物再经催化反应器,还原反应的副产物在催化剂作用下进一步转换为单质硫,催化反应器的尾气经尾气处理系统处理后排放,即实现了采用较低的成本生产硫磺,回收了硫资源,同时所得到的硫磺易于储存,该工艺过程安全可靠,无废水、废渣排放,环境友好,同时该工艺装置系统可与原装置很好的衔接。
本发明进一步改进在于,所述步骤(2)和步骤(3)中的单质硫是先通过液硫封后再进入所述液硫池中。其中液硫封是一种用于硫磺回收工艺成熟设备,一般也称硫封罐,具体是一种防止硫磺生产过程的过程气串入硫磺储罐的硫封罐;这种气液分离器在硫封罐内设置一定高度的气、液分离管,进入硫封罐内的液硫经硫封罐的静压,使液硫进入液硫罐,而系统内的过程气因生产工艺过程压力小于硫封罐的静压差,而走气路,从而实现过程气与液硫的分离,避免液硫储罐、液硫池串入硫磺生产过程气,保证了装置的正常生产。
本发明进一步改进在于,所述步骤(1)中的含二氧化硫的气体中的二氧化硫浓度为1%~99%,包括有机胺脱硫液再生得到的二氧化硫气体或\和活性炭(焦)脱硫再生得到的二氧化硫气体或\和锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气。经验证,该脱硫方法适用面广,可适用于多种含硫烟气。
本发明进一步改进在于,所述步骤(1)中还原剂为碳质还原剂,成分即为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合。这些碳质还原剂的成本低廉,从而进一步降低了整个工艺的成本,提高了经济效益。
本发明进一步改进在于,所述步骤(3)中的催化反应器为固定床反应器,所述催化反应器内设有催化剂床,所述催化剂床内装填有催化剂。本发明采用催化还原硫副产物(硫氧化物和硫化物等)无污染产生,有利于环境保护。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(1)中所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.0~2.5,可保持硫的回收率在99%以上。经过大量实验证明,当碳/二氧化硫的摩尔比为1.0~2.5时,可以使硫的回收率保持在99%以上。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(3)中的催化反应器进行催化还原反应的温度为200~400℃。
作为本发明的优选技术方案,所述步骤(4)中所述液硫池的单质硫通过液硫泵送入液硫成型系统进行造粒。
本发明采用高温还原二氧化硫工艺,在600~1200℃条件下,二氧化硫被碳质还原剂还原为单质硫,还原剂为碳质还原剂,可以是煤、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气等的一种或多组合,为了提高单质硫的回收率,还设置了一个催化反应过程,还原反应产物除了单质硫还含有硫氧化物、硫化物等副反应产物,在200~400℃条件下,副反应产物(硫氧化物、硫化物)在催化反应器内完全转化为单质硫,催化反应后的尾气中硫含量低于现行排放标准,这样做一方面提高了硫磺的产量,另一方面减少了污染,实现了环境友好,在这个技术方案中转化得到的单质硫磺进入液硫池,再送至造粒系统,最后固体硫磺送至储存系统储存;
其工艺过程中发生的反应的主要反应式为:
其中:XnSm代表还原副产物(硫化物或硫氧化物)。
本发明还要解决的一个技术问题是,提供一种能够实现低成本地将二氧化硫转化为易于储存的固体硫磺的工艺装置,该工艺系统装置结构简单且可与原装置很好的衔接。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:该制取硫磺的系统装置,包括还原炉、催化反应器、第一硫冷凝器、第二硫冷凝器和液硫成型系统;所述还原炉的下部设有含二氧化硫气体通入口,侧面中部设有还原剂加入口,顶部设有还原过程气出口,底部设有排渣口;所述还原过程气出口与第一硫冷凝器的气体进口相连通,所述第一硫冷凝器的上部的过程气出口与所述催化反应器的进气口相连通,且第一硫冷凝器的底部的液硫出口依次通过第一液硫封和液硫池与所述液硫成型系统相连通;所述催化反应器的底部出口与第二硫冷凝器相连通,所述第二硫冷凝器的底部与第二液硫封相连接。
本发明进一步改进在于,该制取硫磺的系统装置还包括二氧化硫加热器,所述二氧化硫加热器的顶部设有第一气体通入口,底部设有第一加热气体出口,一侧设有第二气体通入口,另一侧设有第二加热气体出口;所述第一气体通入口即为所述的含二氧化硫气体通入口,所述第一加热气体出口与还原炉的含二氧化硫气体通入口相连通,所述还原过程气出口通过还原过程气管道与所述二氧化硫加热器的第二气体通入口相连通,所述二氧化硫加热器的第二加热气体出口与第一硫冷凝器的气体进口相连通。二氧化硫加热器的作用是为利用还原炉排出高温的还原过程气与二氧化硫原料气进行换热,二氧化硫原料气被加热后再通入还原炉;即使得还原过程气在加热二氧化硫原料气的同时自身得到冷却,然后二氧化硫原料气被加热后再通入还原炉。第一硫冷凝器冷进一步冷却还原过程气,分离出还原生成的硫和其它产物。
本发明进一步改进在于,该制取硫磺的系统装置还包括硫雾捕集器和尾气处理系统,所述第二硫冷凝器的顶部设有尾气出口,所述尾气出口连通有硫雾捕集器,所述硫雾捕集器的顶部连通有尾气处理系统;所述硫雾捕集器的底部液硫口与所述第三液硫封相连接。
本发明进一步改进在于,所述液硫成型系统还连接有固体硫磺储存装置。
本发明进一步改进在于,所述还原炉为立式筒体结构,且所述还原炉的上部还设有一段分离段。
本发明进一步改进在于,所述液硫池通过液硫泵与所述液硫成型系统相连通。
本发明进一步改进在于,所述催化反应器为固定床反应器,所述催化反应器内设有催化剂床,所述催化剂床内装填有催化剂。
作为本发明的优选技术方案,所述催化剂床为水平布置,床层高度为0.4~1.6m,过程气为竖直流向通过催化剂床层。
作为本发明的优选技术方案,所述还原炉的外壳的一侧和所述催化反应器的外壳的一侧均设有观察口。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果是:
1)本发明适用于现有或新建的再生型脱硫装置的技术升级,提供了一种较经济的低成本的二氧化硫制取硫磺的工艺,副产物为硫磺,便于运输;
2)本发明工艺过程新颖且安全可靠,环境友好;所采用装置结构简单、维修方便且可与原装置很好的衔接;
3)本发明还原反应采用了较经济的碳质还原剂,主要为:煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气等,还原过程可实现自热平衡,无需外界输入热量;
4)本发明还采用了催化还原工艺,高温还原副产物采用催化反应,将其中的硫化物进一步转化为硫单质,硫收率高。
附图说明
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案:
图1是本发明实施例1制取硫磺的系统装置的结构示意图;
图2是本发明实施例5制取硫磺的系统装置的结构示意图;
其中:图1:1-还原炉;101-还原剂入口;102-含二氧化硫气体通入口;2-第一硫冷凝器;3-催化反应器;4-第二硫冷凝器;5-液硫封;6-液硫池;7-液硫泵;8-液硫成型系统;9-固体硫磺储存装置;10-尾气处理系统;
图2:1-还原炉;101-含二氧化硫气体通入口;102-还原剂入口;103-排渣口;2-二氧化硫加热器;201-第一气体通入口;3-第一硫冷凝器;4-催化反应器;5-第二硫冷凝器;6-硫雾捕集器;7-尾气处理系统;801-第一液硫封;802-第二液硫封;803-第三液硫封;9-液硫池;10-液硫泵;11-液硫成型系统;12-固体硫磺储存装置。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例1:该制取硫磺的系统装置,包括还原炉1、催化反应器3和液硫成型系统8;所述还原炉1的一侧的下部设有通入口,所述通入口包括还原剂入口和含二氧化硫气体的入口;所述还原炉1的上部设有气体出口,所述气体出口通过硫蒸汽通道与第一硫冷凝器2的气体进口相连通,所述第一硫冷凝器2的上部的尾气出口与所述催化反应器3的进气口相连通,且第一硫冷凝器2的底部的液硫出口依次通过液硫封5和液硫池6与所述液硫成型系统8相连通;所述催化反应器3的底部出口与第二硫冷凝器4相连通,所述第二硫冷凝器4的底部与所述液硫封5相连接;所述液硫成型系统8还连接有固体硫磺储存装置9;所述液硫池6通过液硫泵7与所述液硫成型系统8相连通;所述液硫封5通过管道与所述液硫池6相连通;所述第二硫冷凝器5的顶部设有尾气出口,所述尾气出口连通有尾气处理系统10;所述催化反应器3为固定床反应器,所述催化反应器3内设有催化剂床,所述催化剂床内装填有催化剂;所述催化剂床在所述催化反应器3的外壳内腔自上而下排列;所述还原炉1的外壳的一侧和所述催化反应器3的外壳的一侧均设有观察口。
下述实施例2~4采用实施例1的制取硫磺的系统装置。
实施例2:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的气体与还原剂通入还原炉1,控制还原炉1的温度在600℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述的二氧化硫气体中的二氧化硫浓度为1%~30%,包括有机胺脱硫液再生得到的二氧化硫气体或\和活性炭(焦)脱硫再生得到的二氧化硫气体或\和锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为碳质还原剂,为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.2~1.8,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的上部的气体出口排出,进入第一硫冷凝器2经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器2的底部排出进入液硫池,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器2的顶部排出进入催化反应器3;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器3的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器4,冷凝分离出单质硫和尾气,单质硫从第二硫冷凝器4的底部排出进入所述液硫池,尾气则从第二硫冷凝器4的顶部的尾气出口排出进入尾气处理系统10,经处理后达标排放;所述催化反应器3为固定床反应器,其内装填有主要成分为TiO2的催化剂,催化剂床层高度为0.8m;催化反应器3进行催化还原反应的温度为200℃~400℃;
(4)造粒制硫磺:步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池6的单质硫送入液硫成型系统8进行硫磺造粒得到商品硫磺,再经固体硫磺储存装置9进行储存;其中单质硫是先通过液硫封5后再进入所述液硫池6中;再通过液硫泵7送入液硫成型系统8进行硫磺造粒。
实施例3:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的气体与还原剂通入还原炉1,控制还原炉1的温度在800℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述的二氧化硫气体中的二氧化硫浓度为10%~99%,包括有机胺脱硫液再生得到的二氧化硫气体或\和活性炭(焦)脱硫再生得到的二氧化硫气体或\和锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为碳质还原剂,为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.6~2.5,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的上部的气体出口排出,进入第一硫冷凝器2经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器2的底部排出进入液硫池,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器2的顶部排出进入催化反应器3;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器3的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器4,冷凝分离出单质硫和尾气,单质硫从第二硫冷凝器4的底部排出进入所述液硫池,尾气则从第二硫冷凝器4的顶部的尾气出口排出进入尾气处理系统10,经处理后达标排放;所述催化反应器3为固定床反应器,其内装填有主要成分为TiO2和Al2O3的混合物作为催化剂,催化剂床层高度为1.2m;催化反应器3进行催化还原反应的温度为250~350℃;
(4)造粒制硫磺:步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池6的单质硫送入液硫成型系统8进行硫磺造粒得到商品硫磺,再经固体硫磺储存装置9进行储存;其中单质硫是先通过液硫封5后再进入所述液硫池6中;冷却后再通过液硫泵7送入液硫成型系统8进行硫磺造粒。
实施例4:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的气体与还原剂通入还原炉,控制还原炉的温度在1200℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述的二氧化硫气体中的二氧化硫浓度为10%~99%,包括有机胺脱硫液再生得到的二氧化硫气体或\和活性炭(焦)脱硫再生得到的二氧化硫气体或\和锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为碳质还原剂,为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.6~2.5,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的上部的气体出口排出,进入第一硫冷凝器2经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器2的底部排出进入液硫池,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器2的顶部排出进入催化反应器3;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器3的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器4,冷凝分离出单质硫和尾气,单质硫从第二硫冷凝器4的底部排出进入所述液硫池,尾气则从第二硫冷凝器4的顶部的尾气出口排出进入尾气处理系统10,经处理后达标排放;所述催化反应器3为固定床反应器,其内装填有主要成分为Al2O3的催化剂;催化反应器3进行催化还原反应的温度为300~400℃;
(4)造粒制硫磺:步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池6的单质硫送入液硫成型系统8进行硫磺造粒,再经固体硫磺储存装置9进行储存,得到硫磺;其中单质硫是先通过液封硫5后再进入所述液硫池6中;冷却后再通过液硫泵7送入液硫成型系统8进行硫磺造粒。
实施例5:该制取硫磺的系统装置,包括还原炉1、二氧化硫加热器2、催化反应器4、第一硫冷凝器3和第二硫冷凝器5、硫雾捕集器6、尾气处理系统7和液硫成型系统11;所述二氧化硫加热2的顶部设有第一气体通入口201,底部设有第一加热气体出口,一侧设有第二气体通入口,另一侧设有第二加热气体出口;所述还原炉1的下部设有含二氧化硫气体通入口101,侧面中部设有还原剂加入口102,所述还原炉1为立式筒体结构,所述还原炉1的上部设有一段分离段,顶部设有还原过程气出口,底部设有排渣口103,所述第一加热气体出口即为含二氧化硫气体通入口,所述第一加热气体出口与还原炉的含二氧化硫气体通入口相连通,所述顶部还原过程气出口通过还原过程气管道与二氧化硫加热器2的第二气体通入口相连通,二氧化硫加热器2的第二加热气体出口与第一硫冷凝器3的气体进口相连通,所述第一硫冷凝器3的上部的过程气出口与所述催化反应器4的进气口相连通,且第一硫冷凝器3的底部的液硫出口依次通过第一液硫封801和液硫池9与所述液硫成型系统11相连通;所述催化反应器4的底部出口与第二硫冷凝器5相连通,所述第二硫冷凝器5的底部与第二液硫封802相连接,且第二硫冷凝器5上部尾气出口依次与硫雾捕集器6和尾气处理系统7相连通;所述硫雾捕集器6底部液硫口与第三液硫封803相连接,第一液硫封801、第二液硫封802和第三液硫封803的排液管道均连接液硫池9;所述液硫池9通过液硫泵10与所述液硫成型系统11相连通;所述液硫成型系统11还连接有固体硫磺储存装置12;所述催化反应器4为固定床反应器,所述催化反应器4内设有催化剂床,所述催化剂床内装填有催化剂;所述催化剂床在所述催化反应器4的外壳内腔自上而下排列。
下述实施例6~8采用实施例5的制取硫磺的系统装置。
实施例6:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的原料气经过二氧化硫加热器2加热后通入还原炉,将还原剂通入还原炉1,控制还原炉1的温度在900℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述含二氧化硫的气体包括锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.2,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的顶部排出,进入二氧化硫加热器2,还原过程气产生的热量一方面可以预热含二氧化硫的原料气,另一方面还原过程气自身得到冷却,再进入第一硫冷凝器3经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器3的底部排出先进入第一液硫封801再进入液硫池9,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器3的顶部排出进入催化反应器4,冷凝器出口液硫温度控制在170℃;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器4的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器5,冷凝分离出单质硫和冷凝过程气,单质硫从第二硫冷凝器5的底部排出先进入第二液硫封802再进入液硫池9,冷凝过程气则从第二硫冷凝器5的顶部排出进入硫雾捕集器6,分离出单质硫和尾气,单质硫先进入第二液硫封803再进入液硫池9,尾气依次进入硫雾捕集器6和尾气处理系统7,硫雾捕集器6中捕集的硫通过第三液硫封803进入液硫池9,尾气经尾气处理系统7处理后达标排放;所述催化反应器4为固定床反应器,其内装填有主要成分为TiO2的催化剂;催化反应器4进行催化还原反应的温度为260℃;
(4)造粒制硫磺:将步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池9的单质硫送入液硫成型系统11进行硫磺造粒,再经固体硫磺储存装置12进行储存,得到硫磺;根据需要再通过液硫泵10送入液硫成型系统11进行硫磺造粒。
实施例7:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
(1)还原反应:将含二氧化硫的原料气经过二氧化硫加热器2加热后通入还原炉,将还原剂通入还原炉1,控制还原炉1的温度在600℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述含二氧化硫的气体包括锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为1.9,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的顶部排出,进入二氧化硫加热器2,还原过程气产生的热量一方面可以预热含二氧化硫的原料气,另一方面还原过程气自身得到冷却,再进入第一硫冷凝器3经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器3的底部排出先进入第一液硫封801再进入液硫池9,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器3的顶部排出进入催化反应器4,冷凝器出口液硫温度控制在160℃;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器4的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器5,冷凝分离出单质硫和冷凝过程气,单质硫从第二硫冷凝器5的底部排出先进入第二液硫封802再进入液硫池9,冷凝过程气则从第二硫冷凝器5的顶部排出进入硫雾捕集器6,分离出单质硫和尾气,单质硫先进入第二液硫封803再进入液硫池9,尾气依次进入硫雾捕集器6和尾气处理系统7,硫雾捕集器6中捕集的硫通过第三液硫封803进入液硫池9,尾气经尾气处理系统7处理后达标排放;所述催化反应器4为固定床反应器,其内装填有主要成分为TiO2和Al2O3的混合物作为催化剂;催化反应器4进行催化还原反应的温度为300℃;
(4)造粒制硫磺:将步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池9的单质硫送入液硫成型系统11进行硫磺造粒,再经固体硫磺储存装置12进行储存,得到硫磺;根据需要再通过液硫泵10送入液硫成型系统11进行硫磺造粒。
实施例8:该制取硫磺的方法,包括以下步骤:
1)还原反应:将含二氧化硫的原料气经过二氧化硫加热器2加热后通入还原炉,将还原剂通入还原炉1,控制还原炉1的温度在1200℃,使气体中的二氧化硫与还原剂发生还原反应生成单质硫;所述含二氧化硫的气体包括锅炉烟气或\和窑炉烟气、冶炼烟气或\和含硫的煤或\和石油燃烧的烟气或\和硫回收尾气或\和石膏煅烧尾气;所述还原剂为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合;所述碳/二氧化硫的摩尔比为2.5,可保持硫的回收率在99%以上;
(2)冷凝液化:将步骤(1)中还原反应中的还原过程气从还原炉1的顶部排出,进入二氧化硫加热器2,还原过程气产生的热量一方面可以预热含二氧化硫的原料气,另一方面还原过程气自身得到冷却,再进入第一硫冷凝器3经冷凝分离出单质硫和含硫化物过程气,单质硫从第一硫冷凝器3的底部排出先进入第一液硫封801再进入液硫池9,含硫化物过程气则从第一硫冷凝器3的顶部排出进入催化反应器4,冷凝器出口液硫温度控制在180℃;
(3)催化还原:将步骤(2)中进入催化反应器4的含硫化物过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫,催化过程气进入第二硫冷凝器5,冷凝分离出单质硫和冷凝过程气,单质硫从第二硫冷凝器5的底部排出先进入第二液硫封802再进入液硫池9,冷凝过程气则从第二硫冷凝器5的顶部排出进入硫雾捕集器6,分离出单质硫和尾气,单质硫先进入第二液硫封803再进入液硫池9,尾气依次进入硫雾捕集器6和尾气处理系统7,硫雾捕集器6中捕集的硫通过第三液硫封803进入液硫池9,尾气经尾气处理系统7处理后达标排放;所述催化反应器4为固定床反应器,其内装填有主要成分为Al2O3的催化剂;催化反应器4进行催化还原反应的温度为400℃;
(4)造粒制硫磺:将步骤(2)和步骤(3)中进入所述液硫池9的单质硫送入液硫成型系统11进行硫磺造粒,再经固体硫磺储存装置12进行储存,得到硫磺;根据需要再通过液硫泵10送入液硫成型系统11进行硫磺造粒。
对于本领域的普通技术人员而言,具体实施例只是对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。