一种处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备和处理工艺的制作方法

本发明涉及一种处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备和处理工艺，属于尾气处理装置技术领域。

背景技术：

由于克劳斯反应是可逆的，采用克劳斯工艺的硫磺回收装置受到化学平衡的限制，总硫回收率不大于99％，排放的尾气中含有少量的h2s，so2，cos，sx等有害物质，直接焚烧后排放达不到规定的环保要求，目前使用比较广泛的工艺有：尾气加氢还原吸收工艺、低温克劳斯工艺和选择性氧化工艺。

为应对日趋严格的环保标准，有效减少烟气中so2浓度，在原有工艺的基础上，各家设计公司相应采取了工艺改进，但是仍存在占地大、能耗高、投资和操作费用高、有废液排放等问题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述背景技术中提到的问题，提出一种处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备和处理工艺，涉及的是一种加工处理硫磺回收装置尾气生产高浓度硫酸(硫酸浓度96～98％w)的组合工艺，具体地说属于适用于以克劳斯法硫磺回收工艺的尾气为原料，采用焚烧+反应转化+冷凝成酸+活性炭转化的化工过程进行处理。

本发明提出一种处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备，包括焚烧炉、换热器、反应器、冷凝器、静电除雾器、风机、活性炭反应器、烟囱和储酸罐，所述焚烧炉、换热器、反应器、冷凝器、静电除雾器、风机、活性炭反应器和烟囱依次连接，所述冷凝器的底端出酸口与储酸罐连接，所述活性炭反应器还与冷凝器的上部连接，所述活性炭反应器内设置有活性炭催化剂床层；所述反应器包括两个翅片管换热器和两个催化剂床层，所述反应器壳体内从上至下依次设置有一个催化剂床层、一个翅片管换热器、另一个催化剂床层和另一个翅片管换热器。

优选地，所述反应器入口温度控制在400℃-440℃，出口温度控制在不超过280℃。

优选地，所述反应器入口温度控制在440℃。

优选地，所述反应器压力为微正压。

优选地，所述冷凝器包括三套玻璃管换热器，每套玻璃管换热器采用水平管形式。

优选地，所述活性炭催化剂层催化转化本装置内尾气中的so2。

优选地，所述翅片管换热器管程采用导热盐。

优选地，所述焚烧炉的燃烧室内的温度控制在750℃～800℃。

本发明所述的处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备和处理工艺的有益效果为：

(1)本发明提出了一种能够以克劳斯法硫磺回收装置尾气为原料经过焚烧、反应转化、冷凝成酸等过程产生高浓度硫酸的工艺，采用加工处理酸性气生产高浓度硫酸(硫酸浓度96～98％w)的组合工艺，生产的硫酸产品满足gb/t534-2014优等品硫酸质量要求。

(2)本发明总硫回收效率高，本硫磺回收尾气处理工艺采用一转一凝制硫酸工艺，采用先进的焚烧装置，高效转化催化剂和玻璃管冷凝器，总硫回收率超过99.9％。

(3)本发明长周期运行能耗低，通过采用高效的导热盐翅片管换热系统，对系统中产生的氧化放热、水合热、焚烧余热进行回收利用，副产高品质蒸汽。

(4)本发明装置占地面积小，采用高效的转化、冷凝和热回收装置，系统布置紧凑合理，占地面积小。

(5)本发明环保指标高，采用专利的高效湿法电除雾器控制酸雾到小于5mg/nm³；采用特有的活性炭催化氧化工艺处理尾气中的so2，使so2排放小于50mg/nm³，同时不产生任何废水废液(以上指标均为干基、折算为3％v氧含量)，综合以上排放指标满足国家对烟气超净排放的要求。

(6)本发明焚烧采用先进焚烧炉，硫磺回收装置尾气焚烧后变成so2；焚烧后的工艺气经过反应器中的高效催化剂，将so2转化为so3；含酸工艺气经过专有冷凝器进行冷却成酸。本发明的工艺将硫磺回收装置尾气中的各种硫化物和单质硫转化为浓硫酸，流程短、能量回收利用率高，无废液排放，尾气排放指标满足最苛刻的环保要求。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明所述的处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备的结构示意图；

图中：1-焚烧炉；2-换热器；3-反应器；4-翅片管换热器；5-催化剂床层；6-冷凝器；7-玻璃管换热器；8-静电除雾器；9-风机；10-活性炭反应器；11-活性炭催化剂床层；12-烟囱；13-储酸罐。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1说明本实施方式。本实施方式所述的处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备，包括焚烧炉1、换热器2、反应器3、冷凝器6、静电除雾器8、风机9、活性炭反应器10、烟囱12和储酸罐13，所述焚烧炉1、换热器2、反应器3、冷凝器6、静电除雾器8、风机9、活性炭反应器10和烟囱12依次连接，所述冷凝器的底端出酸口与储酸罐13连接，所述活性炭反应器10还与冷凝器的上部连接，所述活性炭反应器10内设置有活性炭催化剂床层11；所述反应器3包括两个翅片管换热器4和两个催化剂床层5，所述反应器3壳体内从上至下依次设置有一个催化剂床层5、一个翅片管换热器4、另一个催化剂床层5和另一个翅片管换热器4。

所述反应器3入口温度控制在400℃-440℃，出口温度控制在不超过280℃。所述反应器3入口温度控制在440℃。所述反应器3压力为微正压。

所述冷凝器包括三套玻璃管换热器7，每套玻璃管换热器7采用水平管形式。

所述活性炭催化剂层11催化转化本装置内尾气中的so2，硫回收率大于99.9％。

翅片管换热器4管程采用导热盐，导热盐换热系统用来控制反应器内的温度处于最佳温度范围，导热盐系统回收的反应热可产生高品质蒸汽。装置内的多个换热器处采用热熔盐取热。

所述焚烧炉1的燃烧室内的温度控制在750℃～800℃。

来自冷凝器6的硫酸温度大约250℃，高温酸通过玻璃管换热器7冷却，产品酸通过泵送至业主酸储罐中。

本发明原料为硫磺回收装置尾气，采用先进的焚烧炉，通过一级反应器+一级冷凝器(一转一凝)，反应采用高效转化催化剂，其中转化反应器设置2～3段催化剂，成酸系统采用玻璃管冷凝器，得到高浓度硫酸产品，尾气处理采用活性炭催化剂催化转化，最终尾气排放满足so2≤50mg/m³、nox≤50mg/m³、酸雾≤5mg/m³(基于3％氧含量)。

一种处理克劳斯法硫磺回收装置尾气的设备的处理方法，具体包括以下步骤：

(1)硫磺回收装置尾气经过焚烧炉1燃烧，燃烧室内的温度控制在750℃～800℃，焚烧炉1出口的工艺气经换热器2冷却，温度控制在400℃～440℃，同时回收反应热，热的工艺气被送至反应器3中，在两层转化催化剂作用下，so2转化为so3，同时放出热量，翅片管换热器4用以层间降温和提取反应热，

(2)反应器3出口工艺气进入冷凝器6中，硫酸在玻璃管换热器7壳程被冷凝自流至储酸罐13中，工艺气温度被冷却到75℃，工艺气中未被冷凝下来的酸雾将静电除雾器8中去除，静电除雾器8中收集的酸通过重力流回到冷凝器6中，逐级升温浓缩，最终收集到储酸罐13中；

(3)处理后的工艺气经过风机9被送至活性炭反应器10中，活性炭作为催化剂，工艺气缓慢通过活性炭催化剂床层11，残留的so2最终集聚于炭的微孔中的表面上而被氧化，经过水洗后形成稀酸，稀酸被送至冷凝器6顶部继续回收，干净的气体最终通过烟囱12排放到大气中。

所述反应器3出口温度控制在约275℃，保持微正压，so2转化so3转化率不低于98％。

具体实施方式二：参见图1说明本实施方式。

装置原料为4000吨/年硫磺回收装置尾气2769kg/h。

原料经过焚烧炉1燃烧，燃烧室内的温度控制在750℃～800℃，焚烧炉1出口的工艺气经换热器2冷却，温度控制在400℃～440℃，同时回收反应热，热的工艺气被送至反应器3中，在反应器3中设置2层高效转化催化剂，在催化剂作用下，so2转化为so3，同时放出热量，在催化剂床间装有翅片管换热器4用以层间降温和提取反应热。反应器出口温度控制在约275℃，保持微正压，so2转化so3转化率不低于98％。

反应器出口工艺气进入冷凝器6中，硫酸在玻璃管换热器7壳程被冷凝自流至酸罐中，工艺气温度被冷却到75℃，工艺气中未被冷凝下来的酸雾将在静电除雾器8中去除，静电除雾器中收集的酸通过重力流回到冷凝器6中，逐级升温浓缩，最终收集到酸系统中。

处理后的工艺气经过风机9被送至活性炭反应器10中，活性炭作为催化剂，工艺气缓慢通过活性炭床，残留的so2最终集聚于炭的微孔中的表面上而被氧化，经过水洗后形成稀酸，稀酸被送至冷凝器6顶部继续回收，干净的气体最终通过烟囱12排放到大气中。

采用本实施例生产的硫酸产品指标达到：

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。