阅读说明：本技术 一种提高硫回收能效的方法及装置 (Method and device for improving sulfur recovery efficiency ) 是由 栗进波 胡贤贤 王建斌 任超 刘文林 潘利鹏 郭志鹏 韩世良 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明一种提高硫回收能效的方法及装置,属于化工生产技术领域；目的是提高硫回收率,解决硫回收工艺中硫回收率低,耗能大的问题；具体包括燃烧炉、换热装置、废热锅炉及硫催化反应装置,燃烧炉与换热装置的热源进口连接,其热源出口与废热锅炉连接,经废热锅炉出口与硫催化反应装置连接,硫催化反应装置反应物排放口与换热装置的冷源进口连接,其冷源出口连接有下一硫催化反应装置以反复对未完全反应的产物进行催化并在此过程换热；通过本装置使硫回收率大大提高,同时降低了整个硫回收反应的能耗,收到了显著的经济效益和社会效益。(The invention relates to a method and a device for improving sulfur recovery efficiency, belonging to the technical field of chemical production; aims to improve the sulfur recovery rate and solve the problems of low sulfur recovery rate and large energy consumption in the sulfur recovery process; the device comprises a combustion furnace, a heat exchange device, a waste heat boiler and a sulfur catalytic reaction device, wherein the combustion furnace is connected with a heat source inlet of the heat exchange device, a heat source outlet of the combustion furnace is connected with the waste heat boiler and is connected with the sulfur catalytic reaction device through an outlet of the waste heat boiler, a reactant discharge port of the sulfur catalytic reaction device is connected with a cold source inlet of the heat exchange device, and a cold source outlet of the sulfur catalytic reaction device is connected with a next sulfur catalytic reaction device so as to repeatedly catalyze incompletely-reacted products and exchange heat in the process; the device greatly improves the sulfur recovery rate, reduces the energy consumption of the whole sulfur recovery reaction, and achieves remarkable economic and social benefits.)

一种提高硫回收能效的方法及装置

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种提高硫回收能效的方法及装置。

背景技术

克劳斯法是为去除化石燃料燃烧及地热发电时生成的硫化氢所用的方法之一。原理是使硫化氢不完全燃烧，再使生成的二氧化硫与硫化氢反应而生成硫磺。若空气与硫化氢混合比例适当，可使所有的硫化氢变成硫磺和水。此法在地热发电中去除排气中硫化氢时广泛使用。在脱硫产生的含硫化氢气体中回收硫，并可解决炼厂废气对大气的污染问题。克劳斯法可作为生产硫酸的一种硫资源，也可作其他部门的化工原料。

硫回收核心都采用传统克劳斯工艺进行，但传统克劳斯工艺有两个问题：受限于克劳斯工艺升温、催化、冷凝的工艺长工艺流程热力学限制，常规克劳斯工艺的硫磺回收率通常只能达到94-97%，而且传统工艺中的升温、降温过程耗能大，热损失多。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种提高硫回收能效的方法及装置，目的是提高硫回收率，解决硫回收工艺中硫回收率低，耗能大的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种提高硫回收能效的装置，包括燃烧炉、换热装置、废热锅炉及硫催化反应装置，所述燃烧炉通过管路与所述的换热装置的热源进口相连接，所述换热装置的热源出口与废热锅炉相连接，所述废热锅炉的出口通过管路与第一硫催化反应装置的进料口相连接，所述第一硫催化反应装置设置有第一硫排放口和第一反应物排放口，所述第一反应物排放口通过管路与所述换热装置的冷源进口相连接，所述换热装置的冷源出口连接有第二硫催化反应装置的进料口，所述第二硫催化反应装置设置有第二硫排放口和第二反应物排放口，所述第二反应物排放口与所述换热装置的冷源进口相连接。

进一步的，所述的燃烧炉设置有混合酸进气口和空气进气口。

进一步的，所述第二硫催化反应装置的废料口通往火炬气管道。

进一步的，所述的第一硫排放口和第二硫排放口分别与硫回收槽相连接。

进一步的，所述换热装置的冷源出口还连接有第三硫催化反应装置的进料口，所述第三硫催化反应装置设置有第三硫排放口，所述第三硫催化反应装置的废料口通往火炬气管道。

更进一步的，所述第三硫排放口与硫回收槽相连接。

进一步的，所述废热锅炉连接有蒸汽管网。

一种提高硫回收能效的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）经过预热的混合酸气和空气，进入燃烧炉中进行反应。

2）将所述燃烧炉中的反应产物送入换热装置，将其温度降至700-900℃，之后进入废热锅炉。

3）在废热锅炉内，再次将反应产物降低到150-300℃，同时产生的蒸汽回到供热管网。

4）经过再次放热的反应产物进入第一硫催化反应装置中，进行初次硫回收催化反应，硫回收催化反应的产生的硫被排放至硫回收槽，其余未完全反应物进入换热装置的冷源进口进行换热。

5）在换热装置中，将所述未完全反应物升温至180-200℃左右，然后进入下一级硫催化反应装置再次反应，反复循环直至硫被完全回收。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。

本发明将硫催化反应装置与换热装置和废热锅炉相结合，充分利用硫反应产物温度与硫催化反应吸热的过程将热量反复多次利用，同时在此过程硫催化反应装置中未反应完全的底物不断多次经过升温后再次经过催化，使硫回收率大大提高，同时降低了整个硫回收反应的能耗，收到了显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明所述提高硫回收能效装置的结构示意图。

其中，1为燃烧炉，2为换热装置，3为废热锅炉，4为热源出口，5为第一硫催化反应装置，6为第一硫排放口，7为第一反应物排放口，8为冷源进口，9为冷源出口，10为第二硫催化反应装置，11为第二硫排放口，12为第二反应物排放口，13为混合酸进气口，14为空气进气口，15为硫回收槽，16为第三硫催化反应装置，17为第三硫排放口，18为火炬气管道，19为热源进口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，是一种提高硫回收能效的装置，包括燃烧炉1、换热装置2、废热锅炉3及三级硫催化反应装置，其中，硫催化反应装置包括催化反应炉和冷凝塔、硫回收槽等附属装置，采用克劳斯工艺对硫进行回收，换热装置2为列管式换热器，换热装置2设置有冷源进口8、冷源出口9、热源进口19和热源出口4；燃烧炉1设置有混合酸进气口13和空气进气口14。燃烧炉1通过管路与换热装置2的热源进口19相连接，换热装置2的热源出口4与废热锅炉3相连接，废热锅炉3的出口通过管路与第一硫催化反应装置5的进料口相连接，第一硫催化反应装置5设置有第一硫排放口6和第一反应物排放口7，第一反应物排放口7通过管路与换热装置2的冷源进口8相连接，换热装置2的冷源出口9连接有第二硫催化反应装置10的进料口，第二硫催化反应装置10设置有第二硫排放口11和第二反应物排放口12，所述第二反应物排放口12与换热装置2的冷源进口8相连接。换热装置2的冷源出口9还连接有第三硫催化反应装置16的进料口，第三硫催化反应装置16设置有第三硫排放口17，第三硫催化反应装置16的废料口通往火炬气管道18。第一硫排放口6、第二硫排放口11和第三硫排放口17分别与硫回收槽15相连接。废热锅炉3连接有蒸汽管网18。

具体的工作过程为：经过预热的分别达到520℃左右的混合酸气和空气，进入燃烧反应炉中，在1200℃左右条件下，硫化氢与氧气反应生成硫，硫化氢，二氧化硫和其他气体；

相关产物通过换热装置，将温度降到800℃左右，进入废热锅炉；

在废热锅炉内，充分利用热交换将相关产物降低到200℃左右（根据后续克劳斯工艺要求具体调节温度），同时产生蒸汽回到供热管网。

降低到200℃左右的产物进入第一硫催化反应装置5中，已降温到200℃左右的相关混合产物进行反应，在硫回收槽15中得到硫，同时已降温到120℃左右的未完全反应的产物通过管道输送到换热装置2的冷源进口8进行换热。

在换热装置2中，上述冷却到120℃左右的未完全反应的产物升温到180℃左右，然后进入通过冷源出口9进入第二硫催化反应装置10进行反应。

在第二硫催化反应装置10中，相关产物进行反应，在硫回收槽15中得到硫，同时已降温到120℃左右的未完全反应的产物通过管道输送到换热装置2；

在换热装置2中，上述冷却到120℃左右的未完全反应的产物升温到180℃左右，然后进入第三硫催化反应装置16进行反应。

在第三硫催化反应装置16中，相关产物进行反应，在硫回收槽15中得到硫，其余杂质送往火炬气燃烧。

上述工艺流程以三套硫催化反应系统为例来讲述我们整个工艺流程的改造，根据实际工况，还可以增加多套响应装置来提高硫回收的回收率，以及降低整个能耗。

根据运行实际情况来看，硫回收率上升2个百分点，节能效率提高60%，节省投资和能耗超过6000万。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。