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一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法

阅读：1029发布：2020-07-27

专利汇可以提供一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法，属于化工技术领域。本发明装置采用低NOx 燃烧器，通过控制欠氧可以控制NOx含量＜100mg/m3；本发明采用空气预热器将助燃风进行加热，可节能燃料 20％～30％，本发明还采用余热锅炉回收烟气中的余热，二者的设置均起到了节能的目的；本发明采用余热锅炉中心管调节阀调节换热烟气量，同时提高蒸汽的运行压力，从而保证烟气温度＞酸露点温度，可有效防止设备的酸腐蚀；本发明采用引风机保证整个系统负压，防止了有害气体的外泄，更加安全。，下面是一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：包括依次连接的鼓风机(1)、空气预热器(2)、燃烧器(3)、焚烧炉(5)、余热锅炉(6)、急冷器(8)、碱洗塔(9)、引风机(10)和烟囱(11)，以及设在焚烧炉(5)炉膛前端的混合入口(4)，所述混合入口(4)的入口端包括第一入口和第二入口，所述第一入口用于输送待处理尾气，第二入口与空气预热器(2)的出口端连接；
鼓风机(1)用于吸入空气，生成助燃风进入空气预热器(2)；
空气预热器(2)用于对助燃风进行加热，生成加热后的助燃风，并分为两路，第一路助燃风进入燃烧器(3)，第二路助燃风通过第二入口进入混合入口(4)；
燃烧器(3)用于对第一路助燃风进行燃烧，生成燃烧后的烟气进入焚烧炉(5)炉膛前端；
混合入口(4)用于将包括第二路助燃风与待处理尾气的混合气输入焚烧炉(5)炉膛前端；
焚烧炉(5)还包括炉膛后端，所述燃烧后的烟气与混合气在炉膛前端混合后，进入炉膛后端进行燃烧；
余热锅炉(6)用于对进入炉膛后端燃烧后的混合气体进行余热回收；
急冷器(8)用于对余热回收后的混合气体进行降温；
碱洗塔(9)用于对降温后的混合气体进行SO2吸收；
引风机(10)用于将进行SO2吸收后的混合气体输入至烟囱(11)；
烟囱(11)用于将进行SO2吸收后的混合气体排出。
2.根据权利要求1所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述余热锅炉(6)设有中心管和中心管调节阀(7)，所述中心管与余热锅炉(6)入口端和出口端连接，用于将燃烧后的燃烧气输出至余热锅炉(6)出口端，与余热锅炉(6)配合保证余热回收后的燃烧气在预设温度范围内；所述中心管调节阀(7)用于调节中心管的开闭程度。
3.根据权利要求2所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述预设温度范围为230～280℃。
4.根据权利要求2所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述余热锅炉(6)采用加热水生成水蒸汽的方法进行余热回收，生成的水蒸汽的压力不小于1.5MPa.g；生成的水蒸汽进入空气预热器(2)对助燃风进行加热。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述燃烧器(3)为强旋流半预混式低NOx燃烧器。
6.根据权利要求5所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述强旋流半预混式低NOx燃烧器的过量空气系数α＝0.70～0.80。
7.根据权利要求1～4任一项所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述进入炉膛后端燃烧后的混合气体的温度为500～760℃，其中干基O2的体积分数为3～
6％。
8.根据权利要求1～4任一项所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述加热后的助燃风的温度为160℃～280℃。
9.根据权利要求1～4任一项所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置，其特征在于：所述急冷器(8)将余热回收后的混合气体降温至60～80℃。
10.基于权利要求1～4任一项所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置实现的处理硫回收尾气的焚烧方法，其特征在于，包括如下步骤：
鼓风机(1)吸入空气，生成助燃风进入空气预热器(2)；
空气预热器(2)对助燃风进行加热，生成加热后的助燃风，并分为两路，第一路助燃风进入燃烧器(3)，第二路助燃风通过第二入口进入混合入口(4)的第二入口；
燃烧器(3)对第一路助燃风进行燃烧，生成燃烧后的烟气进入焚烧炉(5)炉膛前端；
从混合入口(4)第一入口输送待处理尾气，将包括第二路助燃风与待处理尾气的混合气输入焚烧炉(5)炉膛前端；
焚烧炉(5)将燃烧后的烟气与混合气在炉膛前端混合后，进入炉膛后端进行燃烧；
余热锅炉(6)对进入炉膛后端燃烧后的混合气体进行余热回收；
急冷器(8)对余热回收后的混合气体进行降温；
碱洗塔(9)对降温后的混合气体进行SO2吸收；
引风机(10)将进行SO2吸收后的混合气体输入至烟囱(11)；
烟囱(11)将进行SO2吸收后的混合气体排出。

说明书全文

一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法，属于化工技术领域。

背景技术

[0002] 随着我国石油化工、煤化工、天然气净化等行业的快速发展，其配套硫磺回收装置产生大量尾气排入大气中，该尾气中含有H2S、SO2、S单质及CS2等有害物质，造成了严重的环境污染。

[0003] 与此同时，由于社会的飞速发展，当代社会的人们更加重视环保，世界各地也提出了许多有关环保的法规。

[0004] 我国环保部2015年5月16日发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571)，该标准规定SO2的排放限值为100mg/m3，NOx的排放限值为150mg/m3，特别地区SO2的的排放限值为50mg/m3，NOx的排放限值为100mg/m3。并规定新建企业于2015年7月1日执行此标准，现有企业于2017年7月1日执行此标准。

[0005] 《大气污染物综合排放标准》(GB16297)规定SO2排放限值为960mg/m3，NOx排放限值为1400mg/m3，新标准中的排放要求要远小于此值，为达到新标准的要求，不仅新建的硫回收装置尾气要达标排放，国内已建的数百套硫回收装置也需要相应增加尾气处理设施。

[0006] 硫回收尾气处理工艺主要有：

[0007] 1、硫回收尾气→加氢还原→SCOT→尾气焚烧

[0008] 该工艺是将尾气中的含S组分，如SO2、S单质、CS2等通过加氢反应还原成H2S，然后通过胺液吸收H2S后再解吸，解吸出的H2S作为原料循环至硫回收装置。

[0009] 该工艺存在的问题是:①由于催化剂性能的限制，通过加氢反应器后仍有一部分SO2和有机硫没有完成加氢反应，从而混入尾气焚烧装置；②由于受到反应平衡的影响，尾气中仍有部分H2S没有被吸收，这部分硫化氢也混入焚烧装置。从而导致尾气焚烧后SO2含量在450mg/m3以上。

[0010] 2、硫回收尾气→催化氧化→尾气焚烧

[0011] 该工艺是通过选择性氧化催化剂将尾气中H2S氧化成S单质，将S单质分离后的尾气进入尾气焚烧装置。

[0012] 该工艺存在的问题是：由于选择性氧化催化剂性能的限制，转化率提高程度有限，仍有约1％的硫化物进入尾气焚烧装置，导致排放烟气中SO2无法达标排放。

[0013] 3、硫回收尾气→尾气焚烧→酸性气吸收

[0014] 该工艺是将含H2S、SO2、S单质及CS2等有害物质尾气中直接进行高温氧化，将含S物质氧化成SO2，含SO2的烟气再通过碱液/氨液进行吸收，最终使SO2达标排放。

[0015] 但该工艺仍存在明显的问题：①由于硫回收尾气热值很低，焚烧时需要大量的燃气进行补燃，成本高；②由于燃烧器设计不合理，往往导致NOx排放不能达标；③烟气中余热没有回收，造成能源浪费。④系统为正压运行，容易造成有害气体外泄，不满足GB18484的相关要求。

发明内容

[0016] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种处理硫回收尾气的焚烧装置及方法，该装置具有焚毁率高、节约能源、NOx生成量低、负压运行、防酸露点腐蚀的优点。

[0017] 本发明的技术解决方案是：一种处理硫回收尾气的焚烧装置，包括依次连接的鼓风机、空气预热器、燃烧器、焚烧炉、余热锅炉、急冷器、碱洗塔、引风机和烟囱，以及设在焚烧炉炉膛前端的混合入口，所述混合入口的入口端包括第一入口和第二入口，所述第一入口用于输送待处理尾气，第二入口与空气预热器的出口端连接；

[0018] 鼓风机用于吸入空气，生成助燃风进入空气预热器；

[0019] 空气预热器用于对助燃风进行加热，生成加热后的助燃风，并分为两路，第一路助燃风进入燃烧器，第二路助燃风通过第二入口进入混合入口；

[0020] 燃烧器用于对第一路助燃风进行燃烧，生成燃烧后的烟气进入焚烧炉炉膛前端；

[0021] 混合入口用于将包括第二路助燃风与待处理尾气的混合气输入焚烧炉炉膛前端；

[0022] 焚烧炉还包括炉膛后端，所述燃烧后的烟气与混合气在炉膛前端混合后，进入炉膛后端进行燃烧；

[0023] 余热锅炉用于对进入炉膛后端燃烧后的混合气体进行余热回收；

[0024] 急冷器用于对余热回收后的混合气体进行降温；

[0025] 碱洗塔用于对降温后的混合气体进行SO2吸收；

[0026] 引风机用于将进行SO2吸收后的混合气体输入至烟囱；

[0027] 烟囱用于将进行SO2吸收后的混合气体排出。

[0028] 进一步地，所述余热锅炉设有中心管和中心管调节阀，所述中心管与余热锅炉入口端和出口端连接，用于将燃烧后的燃烧气输出至余热锅炉出口端，与余热锅炉配合保证余热回收后的燃烧气在预设温度范围内；所述中心管调节阀用于调节中心管的开闭程度。

[0029] 进一步地，所述预设温度范围为230～280℃。

[0030] 进一步地，所述余热锅炉采用加热水生成水蒸汽的方法进行余热回收，生成的水蒸汽的压力不小于1.5MPa.g；生成的水蒸汽进入空气预热器对助燃风进行加热。

[0031] 进一步地，所述燃烧器为强旋流半预混式低NOx燃烧器。

[0032] 进一步地，所述强旋流半预混式低NOx燃烧器的过量空气系数α＝0.70～0.80。

[0033] 进一步地，所述进入炉膛后端燃烧后的混合气体的温度为500～760℃，其中干基O2的体积分数为3～6％。

[0034] 进一步地，所述加热后的助燃风的温度为160℃～280℃。

[0035] 进一步地，所述急冷器将余热回收后的混合气体降温至60～80℃。

[0036] 基于所述的一种处理硫回收尾气的焚烧装置实现的处理硫回收尾气的焚烧方法，包括如下步骤：

[0037] 鼓风机吸入空气，生成助燃风进入空气预热器；

[0038] 空气预热器对助燃风进行加热，生成加热后的助燃风，并分为两路，第一路助燃风进入燃烧器，第二路助燃风通过第二入口进入混合入口的第二入口；

[0039] 燃烧器对第一路助燃风进行燃烧，生成燃烧后的烟气进入焚烧炉炉膛前端；

[0040] 从混合入口第一入口输送待处理尾气，将包括第二路助燃风与待处理尾气的混合气输入焚烧炉炉膛前端；

[0041] 焚烧炉将燃烧后的烟气与混合气在炉膛前端混合后，进入炉膛后端进行燃烧；

[0042] 余热锅炉对进入炉膛后端燃烧后的混合气体进行余热回收；

[0043] 急冷器对余热回收后的混合气体进行降温；

[0044] 碱洗塔对降温后的混合气体进行SO2吸收；

[0045] 引风机将进行SO2吸收后的混合气体输入至烟囱；

[0046] 烟囱将进行SO2吸收后的混合气体排出。

[0047] 本发明与现有技术相比的优点在于：

[0048] (1)本发明采用低NOx燃烧器，通过控制欠氧可以控制NOx含量＜100mg/m3；

[0049] (2)本发明采用空气预热器将助燃风进行加热，可节能燃料20％～30％，本发明还采用余热锅炉回收烟气中的余热，二者的设置均起到了节能的目的；

[0050] (3)本发明采用余热锅炉中心管调节阀调节换热烟气量，同时提高蒸汽的运行压力，从而保证烟气温度＞酸露点温度，可有效防止设备的酸腐蚀；

[0051] (4)本发明采用引风机保证整个系统负压，防止了有害气体的外泄，更加安全。附图说明

[0052] 图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

[0053] 下面结合本发明的优选实施例和附图对本发明进行进一步解释和说明。

[0054] 如图1所示，一种处理硫回收尾气的焚烧装置，包括依次连接的鼓风机1、空气预热器2、燃烧器3、焚烧炉5、余热锅炉6、急冷器8、碱洗塔9、引风机10和烟囱11，以及设在焚烧炉5炉膛前端的混合入口4，所述混合入口4的入口端包括第一入口和第二入口，所述第一入口用于输送待处理尾气，第二入口与空气预热器2的出口端连接。

[0055] 一、鼓风机1用于吸入空气，生成助燃风进入空气预热器2；

[0056] 二、空气预热器2用于对助燃风进行加热，生成加热后的助燃风，并分为两路，第一路助燃风进入燃烧器3，第二路助燃风通过第二入口进入混合入口4。

[0057] 优选地，采用余热锅炉6所产蒸汽通过对鼓风机1出口的助燃风进行加热，加热至160℃～280℃，从而减小燃料气的用量，节能燃料气约20％～30％。

[0058] 三、燃烧器3用于对第一路助燃风进行燃烧，生成燃烧后的烟气进入焚烧炉5炉膛前端。

[0059] 具体的，燃烧器3位于焚烧炉5前端，其上设有一次助燃风入口和燃料气喷枪，燃烧器内通过控制过量空气系数α＝0.70～0.80，保证欠氧燃烧最大限度抑制NOx的生成，可控制NOx含量＜100mg/m3。

[0060] 优选地，燃烧器3为强旋流半预混式低NOx燃烧器，过量空气系数α＝0.70～0.80。

[0061] 四、混合入口4用于将包括第二路助燃风与待处理尾气的混合气输入焚烧炉5炉膛前端；

[0062] 五、焚烧炉5还包括炉膛后端，所述燃烧后的高温烟气与混合气在炉膛前端混合后，进入炉膛后端进行燃烧。

[0063] 具体的，焚烧炉5内壁敷设耐火材料，在燃烧器3后的焚烧炉5前端，二次助燃风和尾气通过入口4进入炉膛，并预留一定空间供燃烧器产生的高温烟气与含硫尾气、二次助燃风充分混合，混合完全的烟气再进入焚烧炉后段进行充分燃烧，燃烧效率＞99.9％，焚毁去除率＞99.99％。

[0064] 优选地，焚烧炉尾部温度在500～760℃之间，烟气中干基O2含量(体积分数)在3～6％之间。

[0065] 六、余热锅炉6用于对燃烧后的混合气体进行余热回收。

[0066] 所述余热锅炉采用加热水生成水蒸汽(steam)的方法进行余热回收，生成的水蒸汽的压力不小于1.5MPa.g；生成的水蒸汽进入空气预热器对助燃风进行加热。优选地，通过余热锅炉6回收烟气中的余热，产生蒸汽，蒸汽用于空气预热器2加热助燃风，起到了节能的目的。为了防止酸露点腐蚀，设计蒸汽额定压力≥1.5MPa.g。

[0067] 优选地，余热锅炉6设置中心管和中心管设置调节阀7，保证在任何负荷下，余热锅炉6出口烟气温度保持在230℃～280℃之间，大于酸露点温度。余热锅炉6后烟气温度在230～280℃之间，所产蒸汽的额定压力≥1.5MPa.g。

[0068] 七、急冷器8用于对余热回收后的混合气体进行降温；

[0069] 八、碱洗塔9用于对降温后的混合气体进行SO2吸收。

[0070] 优选地，为了保护碱洗塔并打开碱洗温度窗口，热烟气通过急冷器8降温至60～80℃后进入碱洗塔9。

[0071] 优选地，碱洗塔9为填料塔，塔内设置除雾装置。碱洗塔9设置填料，经过多级吸收，保证SO2含量＜50mg/m3。

[0072] 九、引风机10用于将进行SO2吸收后的混合气体输入至烟囱11。

[0073] 优选地，通过引风机10保证整个系统负压运行，可防止有害气体外泄，使系统更加安全可靠。达标后的烟气最终通过烟囱11排入大气，烟囱高度满足标准要求。

[0074] 十、烟囱11用于将进行SO2吸收后的混合气体排出。烟囱11排放的烟气中SO2含量＜50mg/m3，NOx含量＜100mg/m3。

[0075] 本发明在实现硫回收尾气有机物完全分解的同时，采用NOx燃烧器将NOx含量控制在100mg/m3以下，并且通过加热助燃空气节能燃料20％。此外，通过余热锅炉回收烟气余热，进一步节能的同时通过设置中心管调节装置和增大蒸汽运行压力防止设备酸露点腐蚀。最后，烟气经过急冷、碱洗后通过引风机排入烟囱，整个系统负压运行，防止有害气体外泄，更加安全可靠。

[0076] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

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