專利名稱：一種雙級(jí)等溫氧化制硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤化工技術(shù)領(lǐng)域以及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙級(jí)等溫氧化制硫裝置。
背景技術(shù)：
在煤化工產(chǎn)業(yè)中，對(duì)含硫化氫的酸性氣體進(jìn)行回收或處理。當(dāng)硫化氫濃度低于5%V時(shí)，可采用直接氧化法進(jìn)行處理。在直接氧化法中，需要使用燃燒裝置，從而導(dǎo)致燃料的消耗和與燃燒法相伴隨的配氧問(wèn)題。當(dāng)硫化氫濃度高于15% V時(shí)，可采用克勞斯及克勞斯的延伸工藝進(jìn)行硫回收處理。然而，針對(duì)含硫化氫濃度5% V 15% V的酸性氣體的處理，在工業(yè)上是一個(gè)比較 頭痛的問(wèn)題，目前還沒(méi)有有效的裝置來(lái)進(jìn)行處理。但是，因煤種含硫量的不均勻性，導(dǎo)致氣化裝置滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，凈化工段閃蒸的酸性氣體中含硫化氫濃度低于15% V的情況比比皆是。為此，希望有一種新型裝置來(lái)對(duì)含硫化氫濃度5% V 15% V的酸性氣體進(jìn)行有效的處理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置來(lái)對(duì)含硫化氫濃度5% V 15% V的酸性氣體進(jìn)行有效的處理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置包括第一級(jí)等溫反應(yīng)器，具有第一入口和第一出口，所述第一入口用于接收在所述第一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)的硫化氫氣體和含氧氣體，所述硫化氫氣體和含氧氣體反應(yīng)后的反應(yīng)氣體通過(guò)所述第一出口排出；第二級(jí)等溫反應(yīng)器，具有第二入口和第二出口，所述第二入口用于接收所述第一出口排出的反應(yīng)氣體以及含氧氣體，所述第二出口排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣；以及第三級(jí)絕熱反應(yīng)器，具有第三入口和第三出口，所述第三入口用于接收在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行直接氧化反應(yīng)的所述反應(yīng)尾氣及含氧氣體，所述第二出口排出第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣。從而，在第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得硫化氫氣體和適量的含氧氣體(例如，空氣或氧氣)反應(yīng)，在獲得硫磺的同時(shí)，可將過(guò)程氣中硫化氫濃度降低至較低的水平，例如降低至3%V以下。接著，在第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得過(guò)程氣中較低含量的硫化氫進(jìn)行直接氧化反應(yīng)。由于第一級(jí)和第二級(jí)反應(yīng)器都是等溫反應(yīng)器，從而，保證在較高效率轉(zhuǎn)化過(guò)程中不超溫，不對(duì)催化劑產(chǎn)生不良影響。第三級(jí)反應(yīng)器為絕熱反應(yīng)器。另外，通過(guò)上述裝置，還可以獲得下述優(yōu)點(diǎn)填補(bǔ)了 5 15% V濃度范圍內(nèi)硫磺回收的空白；無(wú)需使用燃燒裝置，沒(méi)有燃料的消耗和燃燒法帶來(lái)的配氧問(wèn)題；所述裝置的工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積?。粌膳_(tái)等溫反應(yīng)爐可采用串聯(lián)，也可采用并聯(lián)，使用濃度范圍廣；硫磺轉(zhuǎn)化效率高，可獲得高純度的硫磺。[0009]優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括硫化氫分析儀，所述硫化氫分析儀用于檢測(cè)從所述第一出口排出的反應(yīng)氣體中的硫化氫濃度。從而可以確定第一出口排出的反應(yīng)氣體中的硫化氫濃度，用于對(duì)含氧氣體的流率進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)所述硫化氫分析儀測(cè)定的硫化氫濃度來(lái)確定向第二入口供應(yīng)的反應(yīng)氣體和含氧氣體的流率之比。優(yōu)選地，在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器的上游具有預(yù)熱裝置來(lái)對(duì)所述硫化氫氣體和所述含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱。優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括與所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器相連接 的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括與所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器相連接的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器之間的第一冷凝器。優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器之間的第二冷凝器。優(yōu)選地，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的下游的催化吸附裝置。從而最終排放氣體中的硫化氫和二氧化硫大大降低，例如兩者均低于80ppm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖I是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置的示意性原理圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)實(shí)用新型一實(shí)施例的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置來(lái)對(duì)含硫化氫濃度5 % V 15 %V的酸性氣體進(jìn)行有效的處理。該實(shí)施例中的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置包括第一級(jí)等溫反應(yīng)器，其具有第一入口和第一出口，所述第一入口用于接收在所述第一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)的硫化氫氣體和含氧氣體(例如空氣)，所述硫化氫氣體和含氧氣體反應(yīng)后的反應(yīng)氣體通過(guò)所述第一出口排出；第二級(jí)等溫反應(yīng)器，其具有第二入口和第二出口，所述第二入口用于接收所述第一出口排出的反應(yīng)氣體以及含氧氣體，所述第二出口排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣；以及第三級(jí)絕熱反應(yīng)器，具有第三入口和第三出口，所述第三入口用于接收在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行直接氧化反應(yīng)的所述反應(yīng)尾氣及含氧氣體，所述第二出口排出第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣。從而，在第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得硫化氫氣體和適量的含氧氣體(例如，空氣或氧氣)反應(yīng)，在獲得硫磺的同時(shí)，可將過(guò)程氣中硫化氫濃度降低至較低的水平，例如降低至3%V以下。接著，在第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得過(guò)程氣中較低含量的硫化氫進(jìn)行直接氧化反應(yīng)。由于第一級(jí)和第二級(jí)反應(yīng)器都是等溫反應(yīng)器，從而，保證在較高效率轉(zhuǎn)化過(guò)程中不超溫，不對(duì)催化劑產(chǎn)生不良影響。第三級(jí)反應(yīng)器為絕熱反應(yīng)器。另外，通過(guò)上述裝置，還可以獲得下述優(yōu)點(diǎn)填補(bǔ)了 5 15% V濃度范圍內(nèi)硫磺回收的空白；無(wú)需使用燃燒裝置，沒(méi)有燃料的消耗和燃燒法帶來(lái)的配氧問(wèn)題；所述裝置的工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積?。粌膳_(tái)等溫反應(yīng)爐可采用串聯(lián)，也可采用并聯(lián)，使用濃度范圍廣；硫磺轉(zhuǎn)化效率高，可獲得高純度的硫磺。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置可以進(jìn)一步包括硫化氫分析儀，所述硫化氫分析儀用于檢測(cè)從所述第一出口排出的反應(yīng)氣體中的硫化氫濃度。從而可以確定第一出口排出的反應(yīng)氣體中的硫化氫濃度，用于對(duì)含氧氣體的流率進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｔ谶M(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)所述硫化氫分析儀測(cè)定的硫化氫濃度來(lái)確定向第二入口供應(yīng)的反應(yīng)氣體和含氧氣體的流率之比。對(duì)上述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，可以根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化例如，在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器的上游具有預(yù)熱裝置來(lái)對(duì)所述硫化氫氣體和所述含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱。而且，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置可以進(jìn)一步包括與所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器相連接的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置還可以進(jìn)一步包括與所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器相連接的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。為了更有效地回收硫，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置可以進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器之間的第一冷凝器。所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置還可以進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器之間的第二冷凝器。為了降低最終排放氣體中的硫化氫和二氧化硫含量，所述雙級(jí)等溫氧化制硫裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的下游的催化吸附裝置。從而最終排放氣體中的硫化氫和二氧化硫大大降低，例如兩者均低于80ppm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。下面對(duì)附圖所示實(shí)施例進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。附圖所示的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置用于對(duì)含硫化氫的酸性氣體進(jìn)行有效的處理。尤其適于對(duì)含硫化氫濃度5% V 15% V的酸性氣體進(jìn)行有效的處理。 圖示的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置包括兩個(gè)一級(jí)反應(yīng)器，所述兩個(gè)一級(jí)反應(yīng)器都是等溫反應(yīng)器。圖中所示的兩個(gè)一級(jí)反應(yīng)器并聯(lián)設(shè)置，通過(guò)對(duì)閥門a、閥門b和閥門c的控制，所述兩個(gè)一級(jí)反應(yīng)器可以僅僅有一個(gè)工作，也可以兩個(gè)同時(shí)工作，甚至可以兩個(gè)都不工作。而且，在未圖示的實(shí)施例中，還可以將兩個(gè)一級(jí)反應(yīng)器選擇性的設(shè)置為串聯(lián)連接。—級(jí)反應(yīng)器具有第一入口和第一出口，所述第一入口用于接收在所述第一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)的硫化氫氣體和含氧氣體(例如空氣)，所述硫化氫氣體和含氧氣體反應(yīng)后的反應(yīng)氣體通過(guò)所述第一出口排出；第二級(jí)等溫反應(yīng)器，其具有第二入口和第二出口，所述第二入口用于接收所述第一出口排出的反應(yīng)氣體以及含氧氣體，所述第二出口排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣；以及第三級(jí)絕熱反應(yīng)器，具有第三入口和第三出口，所述第三入口用于接收在所述第三級(jí)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行直接氧化反應(yīng)的所述反應(yīng)尾氣及含氧氣體，所述第二出口排出三級(jí)反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣。在圖I中沒(méi)有示出經(jīng)預(yù)熱的空氣進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器，但在優(yōu)選實(shí)施例中，可以將經(jīng)預(yù)熱的空氣輸入至一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)。圖示的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置采用“雙級(jí)等溫氧化制硫工藝”，其原理是采用硫化氫氣體和空氣(主要利用其中的氧氣)在兩級(jí)等溫反應(yīng)器中分步反應(yīng)，獲得高效轉(zhuǎn)化。硫化氫氣體和適量的空氣預(yù)熱后進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)器，一級(jí)反應(yīng)器中不設(shè)絕熱層，利用內(nèi)置換熱裝置，將產(chǎn)生的反應(yīng)熱強(qiáng)制移出，汽包Vl產(chǎn)2. 3 2. 5mpa的蒸汽，以保證在較高效率轉(zhuǎn)化過(guò)程中不超溫，不對(duì)催化劑產(chǎn)生不良影響，從而獲得硫磺的同時(shí)，可將過(guò)程氣中硫化氫濃度降低至3% V以下。二級(jí)反應(yīng)器也是采用等溫反應(yīng)器，硫化氫濃度3% V以下的酸性氣體進(jìn)行液硫分離后再熱經(jīng)過(guò)二級(jí)反應(yīng)器，通過(guò)硫化氫分析儀分析確定的具體硫化氫濃度，配比需要的空氣進(jìn)行直接氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量移走，熱量通過(guò)汽包V2產(chǎn)生2. 3 2. 5mpa的蒸汽。經(jīng)反應(yīng)后的過(guò)程器通過(guò)硫冷凝分離，再熱進(jìn)入吸附反應(yīng)器(第三反應(yīng)器)，第三反應(yīng)器是絕熱反應(yīng)器，加適量的空氣進(jìn)行直接氧化反應(yīng)，出口尾氣再經(jīng)過(guò)催化吸附裝置進(jìn)行吸附，排放氣體的硫化氫和二氧化硫均低于80ppm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。各單元主要設(shè)備的操作溫度如下
~~ 一級(jí)反應(yīng)器進(jìn)口 / 出口溫度180 - 200°C/210-220°C
2 二級(jí)反應(yīng)器進(jìn)口 / 出口溫度180~ 200°C/210~ 220°C
~ 三級(jí)反應(yīng)器進(jìn)口 /出口溫度200 220°C /210-230°C、
~ 一級(jí)冷凝冷卻器出口過(guò)程氣溫度 130。。
~ 二級(jí)冷凝冷卻器出口過(guò)程氣溫度 125。。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書中的權(quán)利要求限定，并且凡是依實(shí)用新型所作的等效變化與修改，都在本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，包括第一級(jí)等溫反應(yīng)器，具有第一入口和第一出口，所述第一入口用于接收在所述第一級(jí)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)的硫化氫氣體和含氧氣體，所述酸性氣體和含氧氣體反應(yīng)后的反應(yīng)氣體通過(guò)所述第一出口排出；第二級(jí)等溫反應(yīng)器，具有第二入口和第二出口，所述第二入口用于接收所述第一出口排出的反應(yīng)氣體以及含氧氣體，所述第二出口排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣；以及第三級(jí)絕熱反應(yīng)器，具有第三入口和第三出口，所述第三入口用于接收在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行直接氧化反應(yīng)的所述反應(yīng)尾氣及含氧氣體，所述第二出口排出第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的反應(yīng)尾氣。
2.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括硫化氫分析儀，所述硫化氫分析儀用于檢測(cè)從所述第一出口排出的反應(yīng)氣體中的硫化氫濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)所述硫化氫分析儀測(cè)定的硫化氫濃度來(lái)確定向第二入口供應(yīng)的反應(yīng)氣體和含氧氣體的流率之比。
4.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器的上游具有預(yù)熱裝置來(lái)對(duì)所述硫化氫氣體和所述含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱。
5.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括與所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器相連接的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。
6.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括與所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器相連接的汽包，所述汽包用于以蒸汽的形式排出第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。
7.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器之間的第一冷凝器。
8.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二級(jí)等溫反應(yīng)器和所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器之間的第二冷凝器。
9.如權(quán)利要求I所述的雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第三級(jí)絕熱反應(yīng)器的下游的催化吸附裝置。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙級(jí)等溫氧化制硫裝置，所述裝置包括順次連接的第一級(jí)等溫反應(yīng)器、第二級(jí)等溫反應(yīng)器、以及第三級(jí)絕熱反應(yīng)器。從而，在第一級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得硫化氫氣體和適量的含氧氣體(例如，空氣或氧氣)反應(yīng)，在獲得硫磺的同時(shí)，可將過(guò)程氣中硫化氫濃度降低至較低的水平，例如降低至3％v以下。接著，在第二級(jí)等溫反應(yīng)器內(nèi)使得過(guò)程氣中較低含量的硫化氫進(jìn)行直接氧化反應(yīng)。由于第一級(jí)和第二級(jí)反應(yīng)器都是等溫反應(yīng)器，從而，保證在較高效率轉(zhuǎn)化過(guò)程中不超溫，不對(duì)催化劑產(chǎn)生不良影響。第三級(jí)反應(yīng)器為絕熱反應(yīng)器。另外，上述裝置還填補(bǔ)了5～15％v濃度范圍內(nèi)硫磺回收技術(shù)的空白，使用濃度范圍廣；硫磺轉(zhuǎn)化效率高，可獲得高純度的硫磺。
文檔編號(hào)C01B17/04GK202808358SQ201220486110
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者邵志輝 申請(qǐng)人:邵志輝