一种脱硫催化剂再生方法及系统
阅读说明：本技术 一种脱硫催化剂再生方法及系统 (Desulfurization catalyst regeneration method and system ) 是由 谢建 刘国华 肖嘉玉 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于脱硫催化剂再生技术领域,涉及一种脱硫催化剂再生方法及系统,系统包括通过管道串接形成回路的再生塔、列管式换热器、缓冲喷淋塔、加压风机、冷却罐、过热器。再生补气与再生尾气混合后进入列管式换热器,升温后进入过热器进一步提升温度,之后通入再生塔对脱硫催化剂实现高温热再生。高温再生尾气进入列管式换热器实现尾气余热利用,同时液态单质硫在此被捕集,之后再生尾气依次经由缓冲喷淋塔、加压风机、气体总硫检测仪、冷却罐后再次进入列管式换热器进行循环利用。本发明具有能耗低、系统热效率高、催化剂破损小、无复杂的尾气处理系统、硫便于回收利用等特点。(The invention belongs to the technical field of desulfurization catalyst regeneration, and relates to a desulfurization catalyst regeneration method and a system. And mixing the regenerated gas supply and the regenerated tail gas, then feeding the mixture into a tubular heat exchanger, heating the mixture, then feeding the mixture into a superheater for further increasing the temperature, and then feeding the mixture into a regeneration tower for realizing high-temperature thermal regeneration of the desulfurization catalyst. The high-temperature regenerated tail gas enters the tubular heat exchanger to realize tail gas waste heat utilization, meanwhile, liquid elemental sulfur is trapped at the tubular heat exchanger, and then the regenerated tail gas sequentially passes through the buffer spray tower, the booster fan, the gas total sulfur detector and the cooling tank and then enters the tubular heat exchanger again for cyclic utilization. The invention has the characteristics of low energy consumption, high system thermal efficiency, small catalyst damage, no complex tail gas treatment system, convenient sulfur recycling and the like.)
技术领域
本发明属于脱硫催化剂再生技术领域，尤其适用于有关高炉煤气脱硫、焦炉煤气脱硫、天然气脱硫等场合的饱和脱硫催化剂的再生，具体涉及一种脱硫催化剂再生方法及系统。
背景技术
常见的燃气如高炉煤气、天然气、焦炉煤气等，其中含有大量的硫化物，这类物质不仅会造成设备及管道的腐蚀，同时在燃气燃烧过程中大多转化为SO2排放至大气带来环境污染。燃气的脱硫不仅可解决上述问题，还可将有害的硫化物转化为有用的硫磺、硫酸等具有高附加值的化学品。目前常见的脱硫方法为结合热再生的干法脱硫。
干法脱硫工艺因具有无废水排放、较高的工作硫容及脱硫精度等优点广泛应用于燃气的脱硫中。脱硫催化剂作为干法脱硫工艺的核心，必须保持一定的脱硫活性。常见的脱硫催化剂，如活性炭，在脱除硫化氢的过程中，可将硫化氢转化为单质硫存储在孔隙中，当吸附饱和后必须进行再生处理。
热再生法因具有再生效率高、再生时间段、无废液产生等优点广泛应用于脱硫催化剂再生领域。但常规热再生工艺也存在催化剂质量损失大、破损多、能耗高等缺点，尤其是再生尾气的余热利用率不高，且还需要复杂的尾气净化系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于解决上述技术缺陷，提供一种脱硫催化剂再生方法及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种脱硫催化剂再生系统，包括再生塔、列管式换热器、冷却罐、过热器、加压风机、缓冲喷淋塔；所述再生塔、列管式换热器的壳程、缓冲喷淋塔、加压风机、冷却罐、列管式换热器的管程、过热器依次通过管道串接形成回路；
所述列管式换热器的管程入口还连接有再生补气管道；所述列管式换热器的壳体上还设有呈漏斗状的液态单质硫出口；所述缓冲喷淋塔上还设有喷嘴、残液排放口；
所述再生塔上设有用于输入待再生脱硫催化剂的装料口、用于排出再生后脱硫催化剂的卸料口；所述卸料口与冷却罐连通；所述冷却罐上设有再生后脱硫催化剂出口。
进一步，所述缓冲喷淋塔与加压风机之间的连接管道上设有气体总硫检测仪。
一种脱硫催化剂再生方法，采用上述的脱硫催化剂再生系统，将待再生的脱硫催化剂输入再生塔中，并向再生补气管道中输入再生补气，再生补气与冷却罐产生的再生尾气混合形成低温再生气，低温再生气依次通过列管式换热器和过热器加热后形成高温再生气，并输入再生塔中进行热再生处理，吸附在脱硫催化剂孔隙内的单质硫在高温下溶解、蒸发，形成高温再生尾气；
将高温再生尾气通过列管式换热器与低温再生气进行热交换，高温再生尾气中的气态单质硫在列管式换热器中降温冷凝，形成液态单质硫，并经液态单质硫出口排出；
经列管式换热器降温后的高温再生尾气送入缓冲喷淋塔，再生尾气中的粉尘或未完全蒸发的液体在缓冲喷淋塔内沉降，并经残液排放口排放；
将再生塔产生的高温再生脱硫催化剂输送至冷却罐，缓冲喷淋塔出来的再生尾气通过加压风机加压后输入冷却罐，对再生后脱硫催化剂进行冷却，同时提升再升尾气的温度，冷却后的再生脱硫催化剂从再生脱硫催化剂出口输出；
将经冷却罐升温后的再生尾气与再生补气混合形成低温再生气再次进入列管式换热器进行循环利用。
进一步，当进入缓冲喷淋塔的气体温度超过设定值或气体总硫分析仪监测到的再生尾气总硫含量超过设定值时，启动喷嘴对再生尾气进行降温和硫吸收。
进一步，所述喷嘴所用的喷淋液为水或碱性溶液；如NaOH溶液、Na2CO3溶液、碱性有机溶液等。
进一步，所述脱硫催化剂为活性炭、氧化铁、分子筛、氧化锌中的一种或多种混合物。
进一步，所述再生补气为饱和蒸汽、过热蒸汽、氮气、水和空气中的一种或多种混合气体，且温度不低于100℃。
进一步，输入再生塔的高温再生气温度控制在500～600℃。
进一步，所述过热器采用燃料燃烧加热或电加热。
本发明的有益效果在于：
1)本发明充分利用再生尾气余热，系统热效率高，能耗小。
2)本发明中再生塔可采用固定床或移动床工艺，塔内无动设备，脱硫催化剂破损小。
3)本发明实现了再生尾气的循环利用，无需复杂的尾气净化处理系统。
4)本发明中再生后形成的产品除了再生脱硫催化剂，还有液态或固态的单质硫，经济价值可观。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明中脱硫催化剂再生系统示意图；
图2为本发明中列管式换热器结构示意图。
附图标记：1-再生塔；2-冷却罐；3-列管式换热器；4-过热器；5-加压风机；6-缓冲喷淋塔；7-喷嘴；8-气体总硫检测仪；A-待再生脱硫催化剂；B-再生后脱硫催化剂；C-再生补气；D-液态单质硫；E-喷淋液；F-残液。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～2，为一种脱硫催化剂再生系统，包括再生塔1、列管式换热器3、冷却罐2、过热器4、加压风机5、缓冲喷淋塔6；其中再生塔1、列管式换热器3的壳程、缓冲喷淋塔6、加压风机5、冷却罐2、列管式换热器3的管程、过热器4依次通过管道串接形成回路；
其中，列管式换热器3的管程入口还安装有再生补气管道；列管式换热器3的壳体底部安装有呈漏斗状的液态单质硫出口；缓冲喷淋塔6上还安装有喷嘴7，缓冲喷淋塔6底部设置有残液排放口；
再生塔1上设置有用于输入待再生脱硫催化剂A的装料口、用于排出再生后脱硫催化剂B的卸料口；卸料口与冷却罐2连通；冷却罐2上设置有再生脱硫催化剂出口，缓冲喷淋塔6与加压风机5之间的连接管道上安装有气体总硫检测仪8。
采用本实施例中脱硫催化剂再生系统的脱硫催化剂再生方法，将待再生脱硫催化剂A输入再生塔1中，并向再生补气管道中输入再生补气C，再生补气C与冷却罐2产生的再生尾气混合形成低温再生气，低温再生气通过过热器4加热后形成500～600℃的高温再生气，并输入再生塔1中进行热再生处理，吸附在脱硫催化剂孔隙内的单质硫在高温下溶解、蒸发，形成450～550℃的高温再生尾气；
将高温再生尾气通过列管式换热器3与低温再生气进行热交换，低温再生气被加热至300～400℃，高温再生尾气降温至150～250℃，高温再生尾气中的气态单质硫在列管式换热器3的壳程中降温冷凝，形成液态单质硫D，并经液态单质硫出口排出；
经列管式换热器3降温后的高温再生尾气送入缓冲喷淋塔6，再生尾气中的粉尘或未完全蒸发的液体在缓冲喷淋塔6内沉降形成残液F，并经残液排放口排放；
将再生塔1产生的高温再生脱硫催化剂输送至冷却罐2，缓冲喷淋塔6出来的再生尾气通过加压风机5加压后输入冷却罐2，对再生脱硫催化剂B进行冷却，同时提升再升尾气的温度，冷却后的再生脱硫催化剂B从再生脱硫催化剂出口输出；
将经冷却罐2升温后的再生尾气与再生补气C混合形成低温再生气再次进入列管式换热器3管程进行循环利用。
当进入缓冲喷淋塔6的气体温度超过设定值或气体总硫检测仪8监测到的再生尾气总硫含量超过设定值时，启动喷嘴7对再生尾气进行降温和硫吸收。
本实施例中，喷嘴7所用的喷淋液E为水或碱性溶液。
本实施例中，脱硫催化剂为活性炭、氧化铁、分子筛、氧化锌中的一种或多种混合物。
本实施例中，再生补气C为饱和蒸汽、过热蒸汽、氮气、水和空气中的一种或多种混合气体，且温度不低于100℃。
本实施例中，过热器4可采用燃料燃烧加热或电加热。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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