本發明屬于化工氣體治理技術領域,具體涉及一種利用高溫脈沖反應器處理硫化氫氣體制備硫酸氨的系統。
背景技術:
現有技術中,處理硫化氫氣體并進行硫回收主要有干法和濕法脫硫,其中干法包括:傳統克勞斯法、亞露點類克勞斯工藝、氧化吸收類克勞斯工藝;濕法主要有托普索的WSA工藝、鐵基水溶液的氧化還原反應工藝和CrystaSulf非水溶液工藝等。
克勞斯法是一種比較成熟的多單元處理技術,是目前應用最為廣泛的硫回收工藝。其工藝過程為:含有硫化氫的酸性氣體在克勞斯爐內燃燒,使部分硫化氫轉變為二氧化硫,二氧化硫與剩余的硫化氫在催化劑作用下生成硫磺。超優克勞斯工藝在傳統克勞斯硫回收工藝基礎上巧妙組合了近年開發的新技術,從改善熱力學平衡和強化硫回收的角度出發,發展新型催化劑、富氧燃燒技術、深冷器技術等;在傳統克勞斯轉化之后,最后一級轉化段使用新型選擇性氧化催化劑,增加一個選擇性催化氧化反應器(超級克勞斯反應器),同時在最后一級克勞斯催化劑下面裝填了一層加氫還原催化劑,構成加氫催化還原反應器,再選用選擇性催化劑,使總硫回收率得以大大提高。根據酸性氣體進料量和催化反應器數量,硫回收率較高。克勞斯方法是一個資金和設備密集的處理方法,對于小流量及小硫噸位的情況是不經濟的。
鐵基水溶液的氧化還原反應工藝與所有的水溶液硫回收系統一樣,最初是被開發和應用于低壓天然氣流的處理。其工藝為:含硫化氫的氣體和洗滌液在充滿液體的吸收器中接觸。在吸收器中,硫化氫轉化為單體硫顆粒,不含硫化氫的氣體從頂部排出。漿液被循環和再生,再生過程中分離出硫顆粒。此系統存在的問題有如下幾個方面:二氧化碳影響操作性和化學品的成本。在高二氧化碳分壓下,稀釋系統需要使用更多昂貴的氫氧化鉀來控制體系的pH值,以避免碳酸氫鹽固體的形成。存在于系統中的表面活性劑和微小的硫磺顆粒是體系堵塞和發泡的根源。此外,該溶液在硫磺固體沉淀區可造成嚴重的設備腐蝕。
CrystaSulf是一種非水溶液工藝,可以有效的處理含硫化氫的氣體。它使用硫回收量介于用液體介質和固體介質脫除和胺洗/克勞斯方法之間。
在水溶液中回收硫有潛在的問題,單體硫能迅速成核并形成小顆粒。小顆粒為憎水性的顆粒,水不能侵潤,加入表面活性劑利于沉淀和去除,表面活性劑存在于水溶液硫回收系統各處,包括接觸器和其他帶壓設備,這些微小的硫顆粒及表面活性劑的存在導致了高壓下吸收塔內潛在的不可控制的發泡和堵塞問題。
技術實現要素:
發明目的:本實用新型是一種利用高溫脈沖反應器處理硫化氫氣體制備硫酸氨的系統,其目的在于提供一種經濟高效的硫化氫氣體的回收處理裝置,并且解決了現有技術中存在的設備腐蝕、發泡和堵塞問題。
技術方案:
一種利用高溫脈沖反應器處理硫化氫氣體制備硫酸氨的系統,其特征在于:該系統包括天然氣入口經火焰防阻器連接至高溫脈沖反應器PDR;酸性氣體H2S入口依次經火焰防阻器、緩沖器連接至高溫脈沖反應器PDR;所述高溫脈沖反應器PDR與二氧化硫吸收塔連接;所述二氧化硫吸收塔通過輸送NH4HSO3溶液的管路與氨氣吸收塔連接;所述氨氣吸收塔通過輸送(NH4)2SO3溶液的管路與二氧化硫吸收塔連接;所述氨氣吸收塔依次連接氧化釜、濃縮釜和硫酸銨副產品出口。
所述高溫脈沖反應器PDR為管式反應器。
所述二氧化硫吸收塔的尾氣排放口連接有尾氣處理裝置。
優點及效果:
1.硫化氫氣體不用經過提高濃度直接進入高溫脈沖反應器處理;
2.雙重火焰防阻器確保體系安全;
3.硫化氫氣體濃度不受限制,都可以一并處理,并且體系可以處理流量和濃度變化的硫化氫氣體酸氣;
4.產品硫酸氨屬于工業鹽,存儲和運輸不受安全限制;
5.本系統解決了硫回收工藝中的腐蝕問題,從根本上解決了硫化氫氣體處理的工業難題。
附圖說明:
圖1本實用新型系統示意圖。
具體實施方式:
本實用新型是由如下方案實施的:
如圖1所示,本實用新型是一種利用高溫脈沖反應器處理硫化氫氣體制備硫酸氨的系統,該系統包括天然氣入口經火焰防阻器連接至高溫脈沖反應器PDR;酸性氣體H2S入口依次經火焰防阻器、緩沖器連接至高溫脈沖反應器PDR;所述高溫脈沖反應器PDR與二氧化硫吸收塔連接;所述二氧化硫吸收塔通過輸送NH4HSO3溶液的管路與氨氣吸收塔連接;所述氨氣吸收塔通過輸送(NH4)2SO3溶液的管路與二氧化硫吸收塔連接;溶液在二氧化硫吸收塔與氨氣吸收塔之間循環吸收;所述氨氣吸收塔依次連接氧化釜、濃縮釜和硫酸銨副產品出口。硫化氫氣體不用經過提高濃度直接進入高溫脈沖反應器處理;其中天然氣體作為配氣進入高溫脈沖反應器,PDR是管式反應器,可燃氣體通過逆向點火的方式對氣體高溫高壓進行反應,高溫脈沖反應器可以快速脈沖反應處理掉硫化氫。
該系統在天然氣入口和硫化氫入口處安裝有雙重的火焰防阻器以確保體系安全。硫化氫氣體濃度不受限制,都可以一并處理,并且體系可以處理流量和濃度變化的硫化氫氣體酸氣。處理后的氣體經由氨氣吸收塔、氧化釜,濃縮釜制備為高純度的硫酸氨產品,硫酸氨屬于工業鹽,存儲和運輸不受安全限制。在所述二氧化硫吸收塔的尾氣排放口連接有尾氣處理裝置。