含氨酸性气废气处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种含氨酸性气废气处理系统，其包括酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元及催化氧化制酸单元，含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元；酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气；母液真空蒸发单元用于接收及浓缩酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到脱氨酸性气热氧化单元；脱氨酸性气热氧化单元用于接收脱氨酸性气、以及来自于母液真空蒸发单元的含硫化氢尾气，并对其进行热氧化生成含SO2和水蒸气的废气；催化氧化制酸单元用于接收废气，对其进行催化氧化形成SO3，并形成硫酸，硫酸被供给至酸性气酸洗除氨单元。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Ammonia containing acid gas waste gas treatment system

The utility model provides an acid gas containing ammonia exhaust gas treatment system, including acid gas ammonia pickling unit, ammonia acid gas thermal oxidation unit and catalytic oxidation of acid unit, acid gas containing ammonia gas treatment system also includes a liquid vacuum evaporation unit; acidic gas in ammonia sulfate pickling unit used for containing ammonia exposure to ammonia, and generate ammonium sulfate solution and water containing hydrogen sulfide and ammonia acid gas; liquor vacuum evaporation unit is used for receiving and concentration of acid gas in ammonium sulfate solution of ammonia pickling unit produced, and hydrogen sulfide dissolved in ammonium sulfate solution extraction to ammonia acid gas thermal oxidation unit; the removal of ammonia acid gas thermal oxidation unit is used for receiving the deamination of acidic gas, as well as from the mother liquor of vacuum evaporation unit containing hydrogen sulfide gas, and thermal oxidation of SO2 and water vapor containing waste The catalytic oxidation acid making unit is used for receiving the waste gas, and the catalytic oxidation is used to form SO3 and form sulfuric acid.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种含氨酸性气废气处理系统。
技术介绍
在石油化工和煤化工等生产过程中，原料中的硫和氮经过加工过程最终形成含氨、含硫化氢的酸性气，对于含氨及硫化氢的酸性气，目前的处理方法主要是采用克劳斯硫磺回收工艺将酸性气中的硫化氢转化成硫磺，同时酸性气中的氨在高温下燃烧成N2和氮氧化物。对于含硫量较小的酸性气(一般含硫量小于5000吨硫/年)，也可以采用络合铁法脱除硫化氢，脱除硫化氢后的含氨尾气再进入燃烧炉在高温下焚烧，使尾气中的氨和氮氧化物达标后排放。克劳斯硫磺回收工艺的基本原理是含H2S的酸性气在燃烧炉内与空气进行不完全燃烧，严格控制空气量，使H2S燃烧后生成的SO2量满足H2S/S02分子比等于或接近2，H2S和SO2在高温、催化剂下反应生成元素硫，受热力学条件的限制，剩余的H2S和SO2进入催化反应段在催化剂的作用下，继续反应生成元素硫。生成的元素硫经冷凝分离。反应的化学方程式如下:H2S+3/202—S02+H202H2S+S02—3/2S2+2H20在石油化工和煤化工实际生产过程中，由于原料中硫、氮含量的不同，脱硫工艺方法各异，产生的酸性气中硫化氢浓度高低不一，根据酸性气中硫化氢含量的不同，克劳斯工艺可以采用分流法和直流法(部分燃烧法)，分流法一般处理含较低硫化氢浓度(通常硫化氢浓度15 40%)的酸性气 ，是将约1/3气量的酸性气在制硫炉中燃烧，使其中的H2S全部烧成SO2,另外2/3的酸性气不经燃烧，直接在制硫炉后与SO2混合，并在随后的催化剂作用下发生克劳斯反应生成硫磺。分流法要求酸性气中不含氨和烃等杂质，如果含有氨和烃等杂质则不宜采用分流法。对于含较高硫化氢浓度的酸性气(通常硫化氢浓度大于40%)，一般采用直流法，直流法是全部酸性气都进入制硫炉，严格控制燃烧所需的氧量，使1/3的硫化氢氧化成S02，然后，SO2与剩余的硫化氢发生克劳斯反应，生成硫磺。酸性气中的氨则在制硫炉中会发生一系列反应，与氨有关的主要反应如下:2NH3+3/202—3H20+N22 NH3---N2+3H2 2NH3+S02N2+H2S+2H202NH3+5/202—3H20+2N0N0+l/202---NO2N02+S02—N0+S03在这些反应中，氨的分解反应需要足够高的反应温度,氨的分解温度至少1250°C以上。此外，直流法工艺中，制硫燃烧炉是在缺氧条件下运行，但是要使氨完全燃烧且生成的NOx最少，则多采用氧微过量，这与克劳斯工艺的配风要求是矛盾的，因此，如果酸性气中氨含量超过一定浓度，会因缺氧及反应温度低而使氨燃烧不完全，造成NOx超标及铵盐沉积等操作问题。并且，由于氨的燃烧需要消耗氧，随氧带入的N2、水等降低了硫的回收率。总之，对于低硫化氢浓度、高含氨的酸性气，采用克劳斯硫回收工艺时，酸性气燃烧炉温度低，不仅影响硫磺回收率，同时氨分解不完全；为使氨分解完全，需要提高炉温，势必在原料酸性气中添加燃料气，这样一方面增加能耗，另一方面在实际操作中，经常由于燃料气在缺氧环境下燃烧不完全，易造成黑硫磺。因此，克劳斯硫回收工艺并不适合处理含氨较高的酸性气。络合铁法脱除硫化氢的基本原理是:在液体介质中，采用铁离子络合物作为催化齐 ，在常温下硫化氢直接转化成元素硫，形成几微米至几十微米的硫磺颗粒。同时，铁离子催化剂被还原成亚铁离子，用过的催化剂用空气氧化再生后循环使用。生成的固体硫磺经沉降、过滤后形成含硫约60%的硫磺饼。当采用络合铁法处理含氨酸性气时，同样需要对进料气中NH3的含量进行控制，过高的NH3含量会导致硫磺颗粒细小，沉降效果差，过滤脱水困难。反应过程中生成的硫磺无法脱出系统，最终导致系统无法正常运行，尾气还必须采用专门的燃烧炉焚烧，能耗很高。因此，络合铁法硫化氢脱除工艺同样不适合含氨较高的酸性气处理。
技术实现思路
鉴于目前的含氨酸性气处理工艺中存在的上述问题，本技术的目的是提出一种含氨酸性气废气处理系统，能够有效地处理酸性气中的含氨和含硫化合物，使其全部得到资源化的回收利用，同时，满足严格的排放标准，操作弹性好。本技术提供一种含氨酸性气废气处理系统，其包括顺次连接的酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元，以及催化氧化制酸单元；所述含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元，其连接于所述酸性气酸洗除氨单元与所述脱氨酸性气热氧化单元之间；所述酸性气酸洗除氨单元用于接收含氨酸性气，所述酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气；所述母液真空蒸发单元用于接收及浓缩所述酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元；所述脱氨酸性气热氧化单元用于接收脱氨酸性气以及来自于母液真空蒸发单元的含硫化氢尾气，并对其进行热氧化生成含SO2和水蒸气的废气；所述催化氧化制酸单元用于接收所述废气，对其进行催化氧化生成SO3，并形成硫酸，所述硫酸被供给至所述酸性气酸洗除氨单元，用于脱氨。其中，所述脱氨酸性气热氧化单元的液硫供应单元，所述液硫供应单元用于为所述脱氨酸性气热氧化单元提供液硫；所述含氨酸性气废气处理系统还包括连接于所述催化氧化制酸单元的硫酸冷却和输送单元，所述硫酸冷却和输送单元用于将所述催化氧化制酸单元产生的硫酸冷却并输送到所述酸性气酸洗除氨单元。其中，所述酸性气酸洗除氨单元包括酸洗塔、母液槽、循环喷淋泵和冷却器，所述酸洗塔用硫酸将进料酸性气中的氨洗涤下来，并转化成硫酸铵，所述母液槽用于收集从所述酸洗塔的塔顶流下来的硫酸和硫酸铵混合溶液，所述循环喷淋泵用于将所述母液槽内的混合溶液循环到所述酸洗塔顶部的分布器，所述冷却器用于冷却循环溶液，取出浓硫酸稀释过程中以及硫酸与氨反应过程中的热量。其中，所述母液真空蒸发单元包括真空蒸发器和真空泵，所述真空蒸发器用于接收来自所述母液槽的硫酸铵母液，所述真空蒸发器内设置搅拌器，外层设置蒸汽夹套，使用低压蒸汽对硫酸铵母液进行蒸发浓缩，所述真空泵用于为所述真空蒸发器提供所需要的真空度，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元。所述真空蒸发器与所述母液槽之间设置连接管线及流量调节装置，所述流量调节装置能够调节进入所述真空蒸发器的硫酸铵母液的流量，所述真空蒸发器的底部设置流量调节装置，所述流量调节装置能够调节排出真空蒸发器的硫酸铵浓缩液的流量。其中，所述脱氨酸性气热氧化单元包括燃烧炉，所述燃烧炉包括进气口、及燃烧室，所述脱氨酸性气、来自所述真空蒸发器的含硫化氢的尾气、所述液硫及助燃空气分别从四个进气口进入所述燃烧室内混合燃烧以生成SO2和水蒸气。其中，所述催化氧化制酸单元包括反应器和制酸设备，所述反应器内设有催化剂床，在催化剂床内，所述燃烧炉产生的燃烧废气中的SO2和O2反应生成SO3,所述制酸设备内从下至上依次设置了两级玻璃管冷凝器、风机、除雾器以及排烟装置，所述制酸设备用于接收来自所述反应器的含有SO3和水蒸气的废气，所述两级玻璃管冷凝器用于将来自所述反应器的废气中的SO3与水冷凝结合成为硫酸，所述风机用于为所述制酸设备的废气冷却提供冷却空气，所述除雾器用于去除所述制酸设备中的剩余酸雾，剩余气体由所述排烟装置排放。其中，所述硫酸冷却和输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，包括顺次连接的酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元、及催化氧化制酸单元，所述含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元，其连接于所述酸性气酸洗除氨单元与所述脱氨酸性气热氧化单元之间；所述酸性气酸洗除氨单元用于接收含氨酸性气，所述酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气(5)；所述母液真空蒸发单元用于接收及浓缩所述酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元；所述脱氨酸性气热氧化单元用于接收所述脱氨酸性气(5)以及来自于所述母液真空蒸发单元的含硫化氢的尾气(9)，并对其进行热氧化生成含SO2和水蒸气的废气（11）；所述催化氧化制酸单元用于接收所述废气（11），对其进行催化氧化生成SO3，并形成硫酸（27），所述硫酸（27）被供给至所述酸性气酸洗除氨单元，用于脱氨。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡惊雷，
申请(专利权)人：美景北京环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：