CN105314607B - 中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，H2S含量5‑20%的低浓度酸性气，经一台直接氧化反应器、一台选择性氧化反应器和两台可并串联的吸附脱硫塔处理，达到脱硫目的；直接氧化反应器中装填TiO2硫磺回收催化剂，选择性氧化反应器中装填H2S选择性氧化催化剂，直接氧化反应器和选择性氧化反应器中催化剂分多层装填，层间设空气入口及降温盘管，吸附脱硫塔装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂；通过对催化剂、脱硫剂的适当选用、对各步骤工艺条件的精确控制，使工艺排放气总硫折为SO2≤10mg/m3。通过热再生，催化氧化吸附脱硫剂的使用寿命、脱硫量大为增加。本工艺，具有低硫排放，硫磺回收率近于100%，脱硫剂的寿命长、脱硫量大、更换次数少、费用低，脱硫剂卸剂、报废处理条件好、安全等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫磺回收工艺，具体涉及一种中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺。
背景技术
石油化工、煤化工、煤气化过程中，原料所含的一部分硫通常会转化成H2S，经分离形成含H2S的酸性气，该酸性气一般经硫磺回收工艺进行处理，将H2S尽可能多地转化为单质硫。
所述硫磺回收工艺装置，在运营过程中，还存在排空尾气和固体废物两个问题。经烟囱排空的尾气，其中，SO2浓度为连续监测项目，虽然现行大气污染物综合排放标准GB16297-1996的上限值如700mg/m3不难达到，但所在行业或所在地区还可能存在更为严格的排放标准；H2S是恶臭污染物排放标准GB14554-93所包括的恶臭污染物质之一，排放限值更为严格，厂界标准上限值如三级为0.45/0.80mg/m3，100米烟囱排放量上限值为14kg/h。所述固体废物主要是硫磺回收装置中所用多种催化剂、吸附剂失效后卸出的废剂，由于这类废剂品种、成分复杂，不仅处理难度大，还存在报废、运输、处理的一系列环境污染和法律风险。
工业上对H2S含量5-20％的中间浓度酸性气，可通过包括直接氧化、选择性氧化、氧化吸附的组合脱硫工艺进行处理，把H2S转化为硫磺，其主要反应为：
还有生成SO2的副反应：
S+O2→SO2 (3)
该工艺中，直接氧化反应器将绝大部分的H2S转化为单质硫，选择性氧化反应器将剩余大部分的H2S转化为单质硫，催化氧化吸附脱硫塔将残余H2S转化为单质硫，通过适当控制各反应器的供氧量和温度等操作条件，可使脱硫后的尾气总硫含量达到GB16297-1996国家排放要求，通过烟囱排空。
但实践中，受催化剂反应性能和工艺控制水平的限制，该工艺的排空尾气，虽然可以达到GB16297-1996对SO2浓度上限值的要求、GB14554-93对H2S浓度上限值及排放量等要求，但不一定能达到所在行业或所在地区现行更为严格的排放标准的要求，比如达到排空尾气总硫折为SO2≤10mg/m3的要求，其主要原因是直接氧化反应器、选择性氧化反应器和催化氧化吸附脱硫塔的构造设计、催化剂和脱硫剂的性能、工艺条件控制存在需要改进之处。
发明内容
为克服上述技术缺陷，本发明提供一种中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，H2S含量5-20％的中间浓度酸性气，经一台直接氧化反应器、一台选择性氧化反应器和两台可并串联的吸附脱硫塔处理，达到脱硫目的；
其中，直接氧化反应器装填TiO2硫磺回收催化剂，反应器中催化剂分多层装填，层间设空气入口及降温盘管，该催化剂利用空气所引入的O2将酸性气中的大部分H2S选择性氧化为单质硫，副产物为少量SO2；
选择性氧化反应器装填Fe2O3/氧化硅选择性氧化H2S催化剂，反应器中催化剂分多层装填，层间设空气入口及降温盘管，该催化剂将部分SO2和H2S反应转化为单质硫，并利用空气所引入的O2将过程气中的大部分H2S选择性氧化为单质硫；
吸附脱硫塔装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，入口配入适量空气，将过程气所含微量单质硫吸附，将所含极少量的SO2与所含H2S转化为单质硫并吸附，将残余的H2S氧化为单质硫并吸附在内孔中；所述催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精度折为SO2≤10mg/m3，以脱硫塔整体计，在该脱硫精度时的硫容≥100g硫/1000g脱硫剂；热再生时用250-300℃惰性气吹扫，硫磺蒸发去除后催化氧化吸附脱硫性能基本恢复，在保证脱硫精度折为SO2≤10mg/m3的条件下，经多次热再生达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量；
所述硫磺回收工艺包括如下步骤：
1)酸性气和和计量配入的空气、混合后，经加热器预热到180～200℃，由顶部进入直接氧化反应器，催化剂层间入口喷入计量的空气；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制上半部分床层温度200-300℃，下半部分床层温度300-350℃；控制空气总量及在各入口的配入量，使出口气中H2S的体积含量1.0-2.0％，SO2的体积含量≤0.20％，不含COS、CS2、硫醇、硫醚等有机硫；出口气进入第一冷凝器，冷却到140-160℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
2)第一冷凝器顶部出口气，和计量配入的空气混合，经加热器预热到180～210℃后，由顶部进入选择性氧化反应器，催化剂层间入口喷入计量的空气；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制床层温度200-230℃，将大部分H2S选择性氧化为单质硫，使出口气中H2S的体积含量0.10-0.20％，SO2的体积含量≤0.04％；出口气进入第二冷凝器，冷却到140-160℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
3)第二冷凝器顶部出口气，再经第三冷凝器冷却至40-60℃除去部分水和剩余单质硫冷凝后，和计量配入的空气混合，由顶部进入吸附脱硫塔，进行脱硫处理；吸附脱硫塔出口气总硫折为SO2≤10mg/m3，经烟囱排空；
4)当吸附脱硫塔出口过程气总硫折为SO2快要超过10mg/m3时，该吸附脱硫塔切出，用250-300℃惰性气进行原位热再生，热再生完成后，降温至80℃以下备用，或不经降温即切入进行脱硫；再生出口气与从选择性氧化反应器出口气混合进入第二冷凝器，冷却到140-160℃，混合气中的单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、在线的第二吸附脱硫塔处理后，再经烟囱排空，脱硫塔再生期间排空尾气总硫折为SO2≤10mg/m3。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，催化氧化吸附脱硫剂可采用Na2CO3/活性炭、NaOH/活性炭、K2CO3/活性炭、KOH/活性炭、Fe2O3/活性炭、Na2CO3/氧化铝、K2CO3/氧化铝、Fe2O3/氧化铝、Fe2O3/氧化硅以及氧化铁脱硫剂中的一种或多种，都可达到总硫≤10ppm的脱硫精度。以脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱硫精度时的初次硫容≥100g硫/1000g脱硫剂，经250-300℃惰性气多次热再生可达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量。本发明的低硫排放硫磺回收工艺中，所用的催化氧化吸附脱硫剂，在总硫≤10ppm穿透前的初次硫容，优选≥200g硫/1000g脱硫剂，优选≥300g硫/1000g脱硫剂，更优选≥400g硫/1000g脱硫剂，且经多次热再生可达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，采用脱硫精度≤5ppm的催化氧化吸附脱硫剂，排空尾气的总硫可以低至≤5ppm，以脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱硫精度时，初次硫容优选≥100g硫/1000g脱硫剂，优选≥200g硫/1000g脱硫剂，更优选≥300g硫/1000g 脱硫剂，且经多次热再生可达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，采用脱硫精度≤2ppm的催化氧化吸附脱硫剂，排空尾气的总硫可以低至≤2ppm，以脱硫塔所装全部脱硫剂计，在该脱硫精度时，初次硫容≥100g硫/1000g脱硫剂，优选≥200g硫/1000g脱硫剂，优选≥300g硫/1000g脱硫剂，且经多次热再生可达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，所用的催化氧化吸附脱硫剂，优选适当制备的Na2CO3负载量的5-10％的Na2CO3/活性炭、Fe2O3负载量5-15％的Fe2O3/活性炭，或者以Fe2O3为主要成分的氧化铁脱硫剂，以脱硫塔所装全部脱硫剂计，在脱硫精度≤10ppm、SO2≤5ppm、SO2≤2ppm的条件下，这三种脱硫剂的初次硫容都可以达到≥200g硫/1000g脱硫剂，乃至≥300g硫/1000g脱硫剂、400g硫/1000g脱硫剂、500g硫/1000g脱硫剂，初次热再生后都可以达到初次硫容95％以上的硫容，五次热再生后都可以达到初次硫容80％以上的硫容，十次再生后都可以达到初次硫容65％以上的的硫容，即五次热再生可达到初次硫容4倍以上的总脱硫量，十次热再生可达到初次硫容7倍以上的总脱硫量。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，催化氧化吸附脱硫剂在脱硫塔中原位再生，再生气可用氮气或过热蒸汽，优选用脱硫塔出口气做再生气，用加热器加热到250-300℃，再生出口气回到选择性氧化反应器之后，与从选择性氧化反应器出来的过程气混合进入第二冷凝器，冷却到140-160℃，混合气中的单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、在线的第二吸附脱硫塔处理、排空。再生期间在线吸附脱硫塔的出口气即本工艺的排空尾气总硫，可达到折算为SO2≤10mg/m3、≤5mg/m3、≤2mg/m3的水平。过热蒸汽的优点是不含O2，再生过程中不烧蚀活性炭载体，也不产生可能需要考虑处理的SO2，再生出口气中的单质硫和蒸汽(水)冷却后全部收集，吸附脱硫塔入口气的流量、成分基本没有变化。
用脱硫塔出口气做再生气时，应适当控制选择性氧化反应器、在线的第二吸附脱硫塔的空气流量，使脱硫塔出口气即再生气的O2含量控制在200ppm以内，否则O2与单质硫反应生成的SO2浓度过高，会超过在线的第二吸附脱硫塔的处理能力；当选用以活性炭为载体的脱硫剂时，再生气的O2含量应控制在100ppm以内，以避免活性炭载体的烧损。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，催化氧化吸附脱硫塔内可另设加热器件，以便提高再生速度。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺中，在脱硫塔非再生期间，优选两台吸附脱硫塔并联操作，以减轻床层阻力；还优选把快要再生的脱硫塔串接在另一脱硫塔之前使用，以提高前塔脱硫剂一个脱硫周期的脱硫量，从而延长了脱硫剂的再生周期和使用寿命；当然，都要在安排好再生时机的前提下，即保证一塔再生时另一塔仍能保证脱硫精度。
本发明中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，具有以下优点：
1)维持低硫排放
通常的酸性气中，所含H2S之外的硫化物，一般只可能有微量的COS、SO2，基本检测不到较难处理的CS2，微量的COS在直接氧化反应器中的TiO2硫磺回收催化剂上全部水解，因而本发明的低硫排放硫磺回收工艺中，经过直接氧化反应器、选择性氧化反应器、吸附脱硫塔的处理后硫化物基本脱除，排空气总硫≤10mg/m3。脱硫塔入口气主要成分仅包括N2、CO2、H2O、少量O2、少量H2S、极少量SO2和微量单质硫，不含会明显降低上述催化氧化吸附脱硫剂再生性能的物质，在催化氧化吸附脱硫剂上只进行生成单质硫的反应，并沉积、吸附在脱硫剂的内孔中，以及脱硫塔中装填的催化氧化吸附脱硫剂脱硫精度高的性能和特点，其投运后的较长时间内，脱硫塔出口气即硫磺回收装置要经烟囱排空的尾气，其含硫浓度很低，如低于10mg/m3，乃至低于5mg/m3、2mg/m3、1mg/m3，待到排空尾气的含硫浓度接近或达到此浓度值后立即切换或切出再生，从而持续保证排空气总硫≤10ppm。酸性气中若含有少量NH3，则最终基本会以(NH4)2SO3或(NH4)2SO4的方式沉积在脱硫塔的催化氧化吸附脱硫剂中，只会缩短脱硫剂的使用寿命。
2)硫磺回收率近于100％
本发明的上述低硫排放硫磺回收工艺中，再生脱硫塔中催化氧化吸附脱硫剂中所沉积的单质硫、上部脱硫剂床层吸附的H2S的蒸发、吹至第二冷凝器，与从选择性氧化反应器出来的过程气混合，将单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、在线的第二吸附脱硫塔处理，再生脱附的H2S在第二脱硫塔中氧化为单质硫并沉积，尾气经烟囱排空。这样循环下去，脱硫剂中，包括经过多次再生、要报废的脱硫剂中所沉积的单质硫、所吸附的H2S最终都会转化为硫磺，进入液体硫磺槽，并维持低硫排放。由于排空气总硫折为SO2≤10mg/m3，乃至低于5mg/m3、2mg/m3、1mg/m3，和酸性气中3-5％的H2S浓度相比，本工艺的硫磺回收率近于100％，尤其是回收的硫磺全部进入了液体硫磺槽。
3)脱硫剂的寿命长、脱硫量大，更换次数少，费用低
本发明的上述低硫排放硫磺回收工艺中，只要酸性气原料、催化氧化吸附脱硫塔入口不含可能明显降低上述催化氧化吸附脱硫剂再生性能的物质，催化氧化吸附脱硫剂上就只进行生成单质硫的反应，生成的单质硫也沉积、吸附在脱硫剂的内孔中，因而经250-300℃惰性气热再生后，沉积、吸附单质硫蒸发、吹走，而脱硫剂的活性组分、孔结构基本恢复如新，可继续用于脱硫处理，经多次热再生达到初次硫容3-5倍以上的总脱硫量，乃至10倍以上，因而脱硫剂的寿命长、脱硫量大，更换次数少，费用低。
4)脱硫剂卸剂、报废处理条件好、安全
本发明的上述低硫排放硫磺回收工艺中，所述催化氧化吸附脱硫剂卸剂前，通过再生处理，将沉积的单质硫、吸附的H2S用250-300℃惰性气吹净，不再含有硫磺和H2S，因而不存在明显的异味，脱硫剂床层松散无结块，卸剂容易，现场环境较好，安全操作条件较好；所卸出废脱硫剂中不含硫磺，储存、运输过程中不易燃，不会燃烧放出SO2造成环境污染，废剂处理相对容易得多，报废手续也较为简单。
附图说明
附图1、2为本发明低硫排放硫磺回收工艺的简要流程，其中图1用脱硫塔出口气做再生气，图2用过热蒸汽做再生气。
设备编号依次为1直接氧化反应器，2第一冷凝器，3选择性氧化反应器，4第二冷凝器，5第三冷凝器，6液体硫磺槽，7吸附脱硫塔，8加热器，9再生风机，10烟囱。
具体实施方式
实施例1
一套1万吨/年的硫磺回收装置，包括一台直接氧化反应器、一台选择性氧化反应器和两台可串并联的吸附脱硫塔；其中直接氧化反应器装填TiO2硫磺回收催化剂60m3，催化剂分6 层装填，层间设空气入口及降温盘管；选择性氧化反应器装填Fe2O3/SiO2选择性氧化H2S催化剂60m3，催化剂分6层装填，层间设空气入口及降温盘管；两个吸附脱硫塔分别装填Na2CO3/活性炭催化氧化吸附脱硫剂200m3；该装置的基本操作条件为:
1)酸性气20000m3/hr，H2S体积含量5.0％，其余主要是CO2，COS≤20mg/m3，SO2≤100mg/m3，无CS2，在直接氧化反应器中和配入的空气2200m3/hr左右反应；酸性气配入1000m3/hr左右的空气，预热到200℃后由顶部进入直接氧化反应器，其余1200m3/hr左右的空气由催化剂层间入口分配，计量喷入；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制上半部分床层温度260-300℃，下半部分床层温度300-350℃，使出口气中H2S的体积含量1.0％，SO2的体积含量0.10％，不含COS、CS2、硫醇、硫醚等有机硫；出口气进入第一冷凝器，冷却到150℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
2)第一冷凝器顶部出口气，配入的空气总量180m3/hr左右，在选择性氧化反应器进行反应；第一冷凝器顶部出口气和计量配入的空气混合，经加热器预热到180℃后，由顶部进入选择性氧化反应器，调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制床层温度210℃，将大部分H2S选择性氧化为单质硫，出口气中H2S的体积含量0.10％，SO2的体积含量0.04％；出口气进入第二冷凝器，冷却到150℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
3)第二冷凝器顶部出口气，再经第三冷凝器冷却至40℃除去部分水和剩余单质硫冷凝后，和计量配入25m3/hr左右的空气混合，由顶部进入一台吸附脱硫塔(另一台没有投运)，进行脱硫处理，所装填的催化氧化吸附脱硫剂将SO2和H2S反应转化为单质硫，将其余的H2S氧化为单质硫，生成的单质硫沉积于脱硫剂的内孔中；吸附脱硫塔出口气总硫折为SO2≤10mg/m3，经烟囱排空。装置运行过程中，吸附脱硫塔出气中检测不到H2S、SO2以外的其它含硫物质。
该硫磺回收装置，在投入运转的前1200hr中，吸附脱硫塔出气中检测不到H2S和SO2，之后开始检出，1300hr时总硫折为SO21mg/m3，1400hr时总硫折为SO22mg/m3，1520hr时总硫折为SO25mg/m3，1700hr时总硫折为SO210mg/m3，将该台吸附脱硫塔切出再生，另一台切入投运。
吸附脱硫塔再生时，启动再生风机和换热器，将在线的吸附脱硫塔出口过程气加热到250℃，对脱硫剂进行原位热再生，控制再生气量约为13000m3/hr，再生出口气与从选择性氧化反应器出来的过程气混合进入第二冷凝器，冷却到150℃，混合气中的单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、在线的吸附脱硫塔处理后，一部分作为再生气循环使用，另一部分经烟囱排空；再生至出口气温度与入口温度相同即250℃后继续20hr，停换热器降温，至降温至150℃时再生完成，再生过程大约100hr。再生期间，在线的脱硫塔出口气，即排空尾气总硫折为SO2低于10mg/m3，O2含量100ppm。
再生完成后，立即将再生后脱硫塔切入投运，另一台切出备用，按上述基本操作条件连续进行8次运转和7次再生。
下表1列出了这8次运转过程中脱硫塔出口气总硫达到各浓度的运转时间和相应脱硫量.
表1运转过程中脱硫塔出口气总硫达到不同浓度的运转时间和相应脱硫量
第8次运转结束后，进行再生处理，从脱硫塔顶部取出约100L脱硫剂查看，发现脱硫剂极易取出，没有结块，外观与新脱硫剂的区别不明显，无异味，无粉化，灼烧无硫磺燃烧气味。可以推论，再使用一段时间后报废时，再生处理之后卸剂，不会存在明显的异味，卸剂难度小，现场环境较好，安全操作条件较好。
实施例2
一套1万吨/年的硫磺回收装置，包括一台直接氧化反应器、一台选择性氧化反应器和两台可串并联的吸附脱硫塔；其中直接氧化反应器装填TiO2硫磺回收催化剂40m3，催化剂分6层装填，层间设空气入口及降温盘管；选择性氧化反应器装填Fe2O3/SiO2选择性氧化H2S催化剂40m3，催化剂分6层装填，层间设空气入口及降温盘管；两个吸附脱硫塔分别装填Fe2O3/活性炭催化氧化吸附脱硫剂125m3；该装置的基本操作条件为:
1)酸性气5000m3/hr，H2S体积含量20％，其余主要是CO2，SO2≤100mg/m3，不含COS、CS2、硫醇、硫醚等有机硫，在直接氧化反应器中和配入的空气2200m3/hr左右反应；酸性气配入1000m3/hr左右的空气，预热到180℃后由顶部进入直接氧化反应器，其余1200m3/hr左右的空气由催化剂层间入口分配，计量喷入；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制上半部分床层温度260-300℃，下半部分床层温度300-350℃，使出口气中H2S的体积含量2.0％，SO2的体积含量0.20％，不含COS、CS2、硫醇、硫醚等有机硫；出口气进入第一冷凝器，冷却到150℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
2)第一冷凝器顶部出口气，配入的空气总量285m3/hr左右，在选择性氧化反应器进行反应；第一冷凝器顶部出口气和计量配入的空气混合，经加热器预热到180℃后，由顶部进入选择性氧化反应器，调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制床层温度210℃，将大部分H2S选择性氧化为单质硫，出口气中H2S的体积含量0.15％，SO2的体积含量0.03％；出口气进入第二冷凝器，冷却到150℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
3)第二冷凝器顶部出口气，再经第三冷凝器冷却至40℃除去部分水和剩余单质硫冷凝后，和计量配入17m3/hr左右的空气混合，由顶部进入一台吸附脱硫塔(另一台没有投运)，进行脱硫处理，所装填的催化氧化吸附脱硫剂将SO2和H2S反应转化为单质硫，将其余的H2S 氧化为单质硫，生成的单质硫沉积于脱硫剂的内孔中；吸附脱硫塔出口气总硫折为SO2≤10mg/m3，经烟囱排空。装置运行过程中，吸附脱硫塔出气中检测不到H2S、SO2以外的其它含硫物质。
该硫磺回收装置，在投入运转的前1400hr中，吸附脱硫塔出气中检测不到H2S和SO2，之后开始检出，1550hr时总硫折为SO21mg/m3，1700hr时总硫折为SO22mg/m3，1900hr时总硫折为SO25mg/m3，2050hr时总硫折为SO210mg/m3，将该台吸附脱硫塔切出再生，另一台切入投运。装置运行过程中，吸附脱硫塔出气中检测不到H2S、SO2以外的其它含硫物质。
吸附脱硫塔再生时，用蒸汽作为再生气源，加热到280℃，对脱硫剂进行原位热再生，控制蒸汽量约为10000m3/hr，再生出口气与从选择性氧化反应器出来的过程气混合进入第二冷凝器，冷却到150℃，混合气中的单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、在线的吸附脱硫塔处理后经烟囱排空；再生至出口气温度280℃后继续20hr，停蒸汽及再生加热器，再生完成，再生过程大约90hr。再生期间，在线的脱硫塔出口气，即排空尾气总硫折为SO2低于2mg/m3。
再生完成后，立即将再生后脱硫塔切入投运，另一台切出备用，按上述基本操作条件连续进行10次运转和9次再生。
下表2列出了这10次运转过程中脱硫塔出口气总硫达到各浓度的运转时间和相应脱硫量.
第10次运转结束后，进行再生处理，从脱硫塔顶部取出约100L脱硫剂查看，发现脱硫剂极易取出，没有结块，外观与新脱硫剂的区别不明显，无异味，无粉化，灼烧无硫磺燃烧气味。可以推论，再使用一段时间后报废时，再生处理之后卸剂，不会存在明显的异味，卸剂难度小，现场环境较好，安全操作条件较好。
表2运转过程中脱硫塔出口气总硫达到不同浓度的运转时间和相应脱硫量
Claims (6)
1.一种中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，H2S含量5-20％的中间浓度酸性气，经一台直接氧化反应器、一台选择性氧化反应器和两台可并串联的吸附脱硫塔处理，达到脱硫目的；
其中，直接氧化反应器装填TiO2硫磺回收催化剂，反应器中催化剂分多层装填，层间设空气入口及降温盘管，该催化剂利用空气所引入的O2将酸性气中的大部分H2S选择性氧化为单质硫，副产物为少量SO2；
选择性氧化反应器装填Fe2O3/氧化硅选择性氧化H2S催化剂，反应器中催化剂分多层装填，层间设空气入口及降温盘管，该催化剂将部分SO2和H2S反应转化为单质硫，并利用空气所引入的O2将过程气中的大部分H2S选择性氧化为单质硫；
吸附脱硫塔装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，入口配入计量的空气，将过程气所含微量单质硫吸附，将所含极少量的SO2与所含H2S转化为单质硫并吸附，将残余的H2S氧化为单质硫并吸附在内孔中；所述催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精度折为SO2≤10mg/m3 ，以脱硫塔整体计，在该脱硫精度时的硫容≥100g硫/1000g脱硫剂；热再生时用250-300℃惰性气吹扫，硫磺蒸发去除后催化氧化吸附脱硫性能基本恢复，在保证脱硫精度折为SO2≤10mg/m3的条件下，经多次热再生达到初次硫容3倍以上的总脱硫量；
所述硫磺回收工艺包括如下步骤：
1)酸性气和计量配入的空气、混合后，经加热器预热到180～200℃，由顶部进入直接氧化反应器，催化剂层间入口喷入计量的空气；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制上半部分床层温度200-300℃，下半部分床层温度300-350℃；控制空气总量及在各入口的配入量，使出口气中H2S的体积含量1.0-2.0％，SO2的体积含量≤0.20％，不含COS、CS2、硫醇、硫醚；出口气进入第一冷凝器，冷却到140-160℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
2)第一冷凝器顶部出口气，和计量配入的空气混合，经加热器预热到180～210℃后，由顶部进入选择性氧化反应器，催化剂层间入口喷入计量的空气；调节各床层的空气量和盘管降温程度，控制床层温度200-230℃，将大部分H2S选择性氧化为单质硫，使出口气中H2S的体积含量0.10-0.20％，SO2的体积含量≤0.04％；出口气进入第二冷凝器，冷却到140-160℃，生成的单质硫分离进入液体硫磺槽；
3)第二冷凝器顶部出口气，再经第三冷凝器冷却至40-60℃除去部分水和剩余单质硫冷凝后，和计量配入的空气混合，由顶部进入吸附脱硫塔，进行脱硫处理；吸附脱硫塔出口气总硫折为SO2≤10mg/m3，经烟囱排空；
4)当一台吸附脱硫塔出口过程气总硫折为SO2快要超过10mg/m3时，该吸附脱硫塔切出，用250-300℃惰性气进行原位热再生，热再生完成后，降温至80℃以下备用，或不经降温即切入进行脱硫；再生出口气与从选择性氧化反应器出口气混合进入第二冷凝器，冷却到140-160℃，混合气中的单质硫冷凝分离进入液体硫磺槽，除去单质硫的混合气再经第三冷凝器、吸附脱硫运行中的另一台脱硫塔处理后，再经烟囱排空，脱硫塔再生期间排空尾气总硫折为SO2≤10mg/m3。
2.如权利要求1所述的中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，其特征在于，所述催化氧化吸附脱硫剂为Na2CO3/活性炭、NaOH/活性炭、K2CO3/活性炭、KOH/活性炭、Fe2O3/活性炭以及氧化铁脱硫剂中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，其特征在于，所述催化氧化吸附脱硫剂为负载量5-10％的Na2CO3/活性炭、负载量5-20％的Fe2O3/活性炭，或者以Fe2O3为主要成分的氧化铁脱硫剂。
4.如权利要求1-3所述的任一中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，其特征在于，在脱硫塔非再生期间，两台吸附脱硫塔并联操作。
5.如权利要求1-3所述的任一中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，其特征在于，在脱硫塔非再生期间，把快要穿透的脱硫塔串接在另一脱硫塔之前使用。
6.如权利要求1-3所述的任一中间浓度酸性气的低硫排放硫磺回收工艺，其特征在于，催化氧化吸附脱硫塔内另设加热器件。
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