一种硫磺回收系统

技术领域

本发明涉及硫磺回收设备技术领域，具体涉及一种硫磺回收系统。

背景技术

目前，硫磺回收低负荷生产中常采用伴烧瓦斯或者氢气的工艺，其原理是采用伴烧瓦斯或者氢气，提高燃烧气的燃烧值，进而升高燃烧炉的炉温，但是，在该工艺中，瓦斯或者氢气的用量大，但是过程气流量依然小、所携带的热量低。

这样在低负荷操作下，由于过程气流量小，所携带的热量低，导致转化器和冷凝冷却器热负荷不足，转化器出口温度达不到工艺设计指标，导致管线积硫，同时冷凝冷却器管程出口温度过低，液硫流动性变差，造成管程堵塞而导致系统停工。

发明内容

(一)本发明所要解决的问题是：硫磺回收低负荷生产中采用伴烧瓦斯或者氢气的工艺，由于过程气流量小，所携带的热量低，导致转化器和冷凝冷却器热负荷不足，转化器出口温度达不到工艺设计指标，导致管线积硫，同时冷凝冷却器管程出口温度过低，液硫流动性变差，造成管程堵塞。

(二)技术方案

一种硫磺回收系统，包括供气系统、反应系统、分离还原系统、冷却吸收系统、尾气处理系统、第一尾气补入组件和第二尾气补入组件；

所述反应系统、所述分离还原系统、所述冷却吸收系统和所述尾气处理系统之间依次通过管道相连接；

所述反应系统包括燃烧炉、锅炉和冷凝组件，所述第一尾气补入组件连接于冷凝组件和所述燃烧炉之间，用于将所述冷凝组件排出的部分尾气输送到所述燃烧炉内；

所述第二尾气补入组件连接于所述冷却吸收系统和所述分离还原系统之间，用于将所述冷却吸收系统排出的部分尾气输送到所述分离还原系统中。

根据本发明的一个实施例，所述第一尾气补入组件包括第一管道结构和第一蒸汽喷射器，所述第一管道结构包括第一进口管、第一出口管和第一蒸汽管；

所述第一进口管的一端连接于所述第一蒸汽喷射器的尾气进口处，所述第一进口管的另一端连接于所述分离还原系统上，所述第一出口管连接于所述燃烧炉和所述第一蒸汽喷射器的混合气出口之间，所述第一蒸汽管连接于所述第一蒸汽喷射器的蒸汽进口处。

根据本发明的一个实施例，所述第一尾气补入组件还包括第一调节阀和第一气体流量计，所述第一调节阀安装于所述第一蒸汽管上，用于控制进入所述第一蒸汽喷射器的蒸汽量，所述第一气体流量计安装于所述第一进口管上。

根据本发明的一个实施例，所述分离还原系统包括通过管道依次相连接的尾气分液罐、加热器和加氢反应器；

所述第二尾气补入组件包括第二管道结构和第二蒸汽喷射器，所述第二蒸汽喷射器包括第二进口管、第二出口管和第二蒸汽管；

所述第二进口管连接于所述第二蒸汽喷射器的尾气进口端和所述冷却吸收系统的尾气排出口之间，所述第二出口管一端连接于所述第二蒸汽喷射器的混合气出口端，所述第二出口管的另一端连接于所述尾气分液罐和所述加热器之间的管道上。

根据本发明的一个实施例，所述第二尾气补入组件还包括第二调节阀和第二气体流量计，所述第二调节阀安装于所述第二蒸汽管上，所述第二气体流量计安装于所述第二进口管上。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝组件包括一级冷凝冷却器、二级冷凝冷却器、三级冷凝冷却器和液硫管，所述一级冷凝冷却器、所述二级冷凝冷却器和所述三级冷凝冷却器之间依次通过管道相连接；

所述一级冷凝冷却器、所述二级冷凝冷却器和所述三级冷凝冷却器分别与所述液硫管相连接。

根据本发明的一个实施例，所述一级冷凝冷却器和所述二级冷凝冷却器之间的管道上安装有一级转化器，所述二级冷凝冷却器和所述三级冷凝冷却器之间的管道上安装有二级转化器。

根据本发明的一个实施例，所述冷却吸收系统包括相连通的急冷塔和尾气吸收塔，所述急冷塔的进气口和所述分离还原系统之间通过排气管相连接，所述尾气吸收塔的排气口与所述尾气处理系统之间通过尾气管相连接。

根据本发明的一个实施例，所述尾气处理系统包括依次相连通的焚烧炉、第二蒸汽发生器和烟囱，所述焚烧炉上安装有焚烧鼓风机。

根据本发明的一个实施例，所述供气系统包括含氨酸性气分液罐、酸性气缓冲罐和燃烧炉鼓风机，所述含氨酸性气分液罐、所述酸性气缓冲罐和所述燃烧炉鼓风机分别与所述燃烧炉通过管路相连接。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种硫磺回收系统，包括供气系统、反应系统、分离还原系统、冷却吸收系统、尾气处理系统、第一尾气补入组件和第二尾气补入组件；反应系统、分离还原系统、冷却吸收系统和尾气处理系统之间依次通过管道相连接；反应系统包括燃烧炉、锅炉和冷凝组件，第一尾气补入组件连接于冷凝组件和燃烧炉之间，用于将冷凝组件排出的部分尾气输送到燃烧炉内；第二尾气补入组件连接于冷却吸收系统和分离还原系统之间，用于将冷却吸收系统排出的部分尾气输送到分离还原系统中。

通过第一尾气补入组件将冷凝组件排出的部分尾气输送到燃烧炉内，增大过程气流量，提高了所携带的热量，保证混合气量达到制硫设计弹性的下限，避免了管程堵塞和管线积硫。

通过第二尾气补入组件将冷却吸收系统排出的部分尾气输送到分离还原系统中，保证混合器气量达到尾气处理系统设计弹性的下限。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的示意图；

图2为本发明实施例提供的供气系统、反应系统和分离还原系统的连接图；

图3为本发明实施例提供的分离还原系统、冷却吸收系统和尾气处理系统的连接图。

图标：1-含氨酸性气分液罐；2-酸性气缓冲罐；3-燃烧炉；4-锅炉；5-一级冷凝冷却器；6-二级冷凝冷却器；7-三级冷凝冷却器；8-尾气分液罐；9-加热器；10-加氢反应器；11-第一蒸汽发生器；12-急冷塔；13-尾气吸收塔；14-焚烧炉；15-第二蒸汽发生器；16-烟囱；17-焚烧鼓风机；18-液硫管；19-第一管道结构；20-排气管；21-尾气管；22-第二管道结构；23-第一蒸汽喷射器；231-调节阀；24-气体流量计；24-第二蒸汽喷射器；25-一级转化器；26-二级转化器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

大型硫磺回收装置设计负荷弹性是30％～110％，当装置处理量低于设计负荷下限时,一般采用伴烧瓦斯或者氢气的工艺，但是由于过程气流量依然小、所携带的热量低，会导致系统各设备温度难以维持，硫蒸气容易滞留，使管线堵塞。其中，过程气指的是燃烧炉3中反应所产生的气体和余留的所有气体，即尾气。

具体的，在低负荷操作下，由于过程气流量小，所携带的热量低，导致转化器和冷凝冷却器热负荷不足，转化器出口温度达不到工艺设计指标，导致管线积硫，同时冷凝冷却器管程出口温度过低，液硫流动性变差，造成管程堵塞而导致系统停工。

如图1-图3所示，本发明的一个实施例提供了一种硫磺回收系统，包括供气系统、反应系统、分离还原系统、冷却吸收系统、尾气处理系统、第一尾气补入组件和第二尾气补入组件；

反应系统、分离还原系统、冷却吸收系统和尾气处理系统之间依次通过管道相连接；

反应系统包括燃烧炉3、锅炉4和冷凝组件，第一尾气补入组件连接于冷凝组件和燃烧炉3之间，用于将冷凝组件排出的部分尾气输送到燃烧炉3内；

第二尾气补入组件连接于冷却吸收系统和分离还原系统之间，用于将冷却吸收系统排出的部分尾气输送到分离还原系统中。

在本实施例中，如图1和图2所示，冷凝组件包括一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6、三级冷凝冷却器7和液硫管18，一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7之间依次通过管道相连接，在一级冷凝冷却器5和二级冷凝冷却器6之间的管道上依次安装有加热器和一级转化器25，在二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7之间的管道上依次安装有加热器和二级转换器，液硫管18布置在一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7的下方，且一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7分别与液硫管18通过管道相连接。

燃烧气将瓦斯或者氢气鼓入燃烧炉3中，在燃热炉3燃烧后产生的高温过程气进入到锅炉4中进行冷却的同时，锅炉4产生蒸汽，高温过程气被冷却至320℃，然后高温过程气进入到一级冷凝冷却器5中进一步的冷却并分离出液硫，液硫从一级冷凝冷却器5中进入到液硫管18中，紧接着高温过程气经过加热器加热至所需温度后，进入到一级转化器25中进行CLAUS反应，然后进入到二级冷凝冷却器6冷却并分离出液硫到液硫管18中，然后高温过程气进入到加热器中再次加热并进入到二级转化器26中进行CLAUS反应，最终进入到三级冷凝冷却器7中冷却并分离出液硫。

CLAUS反应即克劳斯反应，指硫化氢(H

在本实施例中，如图2和图3所示，分离还原系统包括尾气分液罐8、加热器9、加氢反应器10和第一蒸汽发生器11,尾气分液罐8、加热器9、加氢反应器10和第一蒸汽发生器11依次通过管道相连接，其中，尾气分液罐8与三级冷凝冷却器7的排气口通过管道相连接。从三级冷凝冷却器7排出的尾气通过管道进入到尾气分液罐8中，尾气分液罐8进一步捕集硫雾。

优选的，如图2所示，第一尾气补入组件包括第一管道结构19和第一蒸汽喷射器23，第一蒸汽喷射器23包括相对的蒸汽进气口和混合气出气口，在第一蒸汽喷射器23上还形成有尾气进气口，尾气进气口和蒸汽进气口垂直设置，蒸汽从蒸汽进气口进入喷嘴后，高速喷出，产生低压，将尾气进气口处的尾气吸入并在混合室内进行混合，经过扩大管后，动能转变为压强能，将混合气体从混合气出气口处喷射出。第一蒸汽喷射器23为现有蒸汽喷射泵。

在本实施例中，优选的，第一管道结构19包括第一进口管、第一出口管和第一蒸汽管，第一进口管的一端连接于第一蒸汽喷射器23的尾气进口处，第一进口管的另一端连接于三级冷凝冷却器7的排气口上，第一出口管连接于燃烧炉3和第一蒸汽喷射器23的混合气出口之间，第一蒸汽管连接于第一蒸汽喷射器23的蒸汽进口处。

这样蒸汽从第一蒸汽管经蒸汽进气口进入喷嘴后，高速喷出，产生低压，将三级冷凝冷却器7排出的尾气吸入到第一进口管中并迅速进入到混合室中与蒸汽混合，然后从第一出口管喷射进入到燃烧炉3中，将尾气和蒸汽的混合气体输送到燃烧炉3中，提高过程气流量，也就提高了所携带的热量，保证一级转化器25、二级转化器26、一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7的热负荷足够，一级转化器25和二级转化器26出口温度达到工艺指标，一级冷凝冷却器5、二级冷凝冷却器6和三级冷凝冷却器7的管程出口温度不会过低，液硫流动性正常，避免了管程堵塞和管线积硫。

这样从三级冷凝冷却器7排出的尾气一部分通过管道进入到尾气分液罐8中，尾气分液罐8捕集硫雾后送入到尾气处理系统，另一部分经过第一蒸汽喷射器23加压循环送至燃烧炉3，增大过程气流量，提高了所携带的热量，保证混合气量(酸性气和循环尾气)达到制硫设计弹性的下限。避免了管程堵塞和管线积硫。

此外，当负荷低于30％时,燃烧炉3的燃烧热值不足,使炉温不能保证大于1250℃的烧氨温度。若含氨酸气引人炉中,会导致氨燃烧不完全,易生成氨化物,氨化物可以促使SO

在本实施例中，由于增大了过程气流量，使得燃烧炉3的燃烧热值足够，确保炉温能够达到烧氨温度，避免了因炉温不够，导致氨燃烧不完全,生成氨化物，造成催化剂硫酸盐化而失活以及氨盐结晶沉积,集结在器壁上,堵塞设备和管道的问题。

还需要说明的是，在本实施例中，当负荷低于30％时,燃烧炉3的燃烧热值不足时，仍然需要伴烧瓦斯或者氢气，只是由于第一蒸汽喷射器23将尾气和蒸汽的混合气体输送到燃烧炉3中，提高过程气流量，增大了其所携带的热量，能够保持燃烧炉3的燃烧热值，确保炉内温度合适。

优选的，第一尾气补入组件还包括第一调节阀231和第一气体流量计232，第一调节阀231安装于第一蒸汽管上，用于控制进入第一蒸汽喷射器23的蒸汽量，第一气体流量计232安装于第一进口管上，用于检测尾气流量。这样通过观察第一气体流量计232的流量值，便可通过第一调节阀231调节蒸汽流量，从而降低或增大尾气流量。

在本实施例中，如图3所示，冷却吸收系统包括相连通的急冷塔12和尾气吸收塔13，第一蒸汽发生器11与急冷塔12的进气口之间连接有排气管20，从第一蒸汽发生器11排出的尾气通过排气管20进入到急冷塔12中。

排气管20排出的尾气进入到急冷塔12进行冷却，冷却后的尾气进入尾气吸收塔13，与甲基二乙醇胺(MDEA)溶剂逆流接触，尾气中的H

在本实施例中，如图3所示，尾气处理系统包括依次相连通的焚烧炉14、第二蒸汽发生器15和烟囱16，焚烧炉14上安装有焚烧鼓风机17，尾气吸收塔13的排气口与焚烧炉14之间通过尾气管21相连接，尾气吸收塔13排出的尾气一部分通过尾气管21进入到焚烧炉14内充分燃烧。

优选的，如图3所示，第二尾气补入组件包括第二管道结构22和第二蒸汽喷射器24，第二蒸汽喷射器24包括第二进口管、第二出口管和第二蒸汽管；

第二进口管连接于第二蒸汽喷射器24的尾气进口端和尾气吸收塔13的排气口之间，第二出口管一端连接于第二蒸汽喷射器24的混合气出口端，第二出口管的另一端连接于尾气分液罐8和加热器9之间的管道上。

这样蒸汽从第二蒸汽管经蒸汽进气口进入喷嘴后，高速喷出，产生低压，将尾气吸收塔13排出的尾气吸入到第二进口管中并迅速进入到混合室中与蒸汽混合，然后从第二出口管喷射进入到尾气分液罐8和加热器9之间的管道上中，从而进入到加热器9中。

使得尾气吸收塔13排出来的一部分尾气一部分经过第二蒸汽喷射器24加压后循环送至尾气加热器9，保证混合气量(酸性气和循环尾气)达到尾气处理系统设计弹性的下限，即保证混合气量达到加氢反应器10、第一蒸汽发生器11、急冷塔12和尾气吸收塔13的处理量下限。

同时，尾气吸收塔13排出来的另一部分尾气进入焚烧炉14，用燃料气助燃进行热焚烧，使硫化物焚烧为SO

可选的，第二进口管连接于第二蒸汽喷射器24的尾气进口端和尾气管21之间，这样从尾气吸收塔13排出的尾气首先进入到尾气管21中，然后从尾气管21中分成部分尾气进入到第二进口管中。

优选的，第二尾气补入组件还包括第二调节阀和第二气体流量计，具体的，第二调节阀安装于第二蒸汽管上，第二气体流量计安装于第二进口管上，第二调节阀用于调节第二蒸汽管的蒸汽进入量，第二气体流量计用于检测第二进气口处的气体流量，便于控制混合气体的流量。

这样从尾气分液罐8排出的尾气进入到加热器9中加热升温后进入到加氢反应器，其中的各种硫化物被水解加氢还原为H

优选的，如图2所示，供气系统包括含氨酸性气分液罐1、酸性气缓冲罐2和燃烧炉鼓风机，其中，含氨酸性气分液罐1内含有H

含氨酸性气分液罐1、酸性气缓冲罐2和燃烧炉鼓风机分别与燃烧炉3通过管路相连接。

与传统的低负荷运行工艺相比，本硫磺回收系统，增设了第一尾气补入组件和第二尾气补入组件，增大了过程气流量，增多了所携带的热量。经过实验发现，本硫磺回收系统能够实现在设计下限10％时，整个系统稳定运行。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。