[发明专利]处理含硫排放气体的构造和方法

说明书

本申请要求2011年9月21日提交的共同待审的美国临时申请系列号61/537446的优先权。

发明领域

本发明的领域是含硫排放气体，尤其是来自液硫储存和处理的排放气体的处理系统和方法。

发明背景

许多生产厂，包括各种精炼厂、煤气厂、提质厂（upgrading plants）和包括硫回收单元（SRU）的气化厂，其产生通常为未脱气形式并通常含有200至350 ppmw H2S的液硫。如果该液硫未脱气，在储存、处理、装载和/或运输过程中会释放H2S，这将在空气中产生H2S的爆炸性混合物。此外，当从未脱气的液体或固体硫中释放时，H2S具有毒性危害以及有毒气味问题。

为了管理H2S释放，各种方法和系统是本领域中已知的，包括经排放气体收集H2S。但是，这样的收集通常需要喷射器或鼓风机以将收集的H2S送往适当位置，这增加大量的资本和/或运营费用。为避免来自排放气体的H2S释放，可以将来自未脱气硫装料的排放气体送往焚烧炉。遗憾地是，这样的输送增加排放到大气中的SO2并且也不合意。如果必须处理较大体积的脱气（例如池内脱气），排出的气流经过长行程的夹套管道送往硫回收单元（SRU）主燃烧器或反应炉室（mRF）。在美国专利No. 4,478,811中显示了这种构造的典型实例，在美国专利申请No. 2002/0159938中显示了有点类似的系统。遗憾地是，这样大的排放体积通常造成SRU中的燃烧空气控制和炉温不足以及管道腐蚀和堵塞的问题。本文中论述的这些和所有其它外来资料全文经此引用并入本文。当并入的参考资料中的术语的定义或用法与本文中提供的该术语的定义不一致或相反时，适用本文中提供的该术语的定义并且不适用该参考资料中该术语的定义。

在另一些已知方法和系统中，用空气吹扫硫储存池（rundown pits）（或储罐）。尽管这种吹扫在概念上简单，但排放气体不能送往氢化反应器（或相关联的加热器/还原气体发生器（RGG）），因为排放气体中的氧倾向于毒化氢化催化剂。另外，难以从装载臂（例如卡车、火车或船舶）收集排放气体，因为它们通常不位于SRU或任何焚烧炉或催化或热氧化器附近。类似地，储罐也可能位置较远并因此加剧输送含硫排放气体的困难。

例如在WO 97/10174中描述了另一些已知的排放气体管理方法，其中液硫在单独和连续排列的隔室中脱气。在此，精细分散的含氧气体流在搅拌下与液硫合并以降低残留硫化物/多硫化物浓度。遗憾地是，尽管这样的方法至少在概念上有效，但需要大量材料和复杂性物质。在WO 95/06616中遇到类似问题，其中利用护罩（shroud）和叶轮用汽提气体处理液硫。在如美国专利No. 7,927,577中所示的另一些系统和方法中，液体喷射泵或喷射器利用泵压的液硫再循环流作为动力流体增进硫行进的压力并因此在液硫内提供夹带和充分搅拌，以在硫收集管道和相关系统内同时发生脱气。但是，此类系统通常增加设备成本和复杂性。

在另一些已知系统中，如WO 02/088023中所述，硫在储存池外在升高的压力下用氧化气体脱气。由此获得的废气然后用作喷射器中的动力流体，其从硫储存池中带出吹扫气体。本文所用的术语“储存池”和“储罐”在与液硫收集结合使用时，在本文中可互换使用并且是指接收来自制硫工艺的液硫（最通常经由硫冷凝器）的容器。尽管这样的构造和方法有利地改进至少一些运行参数，但仍有一些缺点。最重要地是，在将废气和吹扫气体送入SRU时，通常不利地影响SRU的运行。为避免这些缺点，可以将废气和吹扫气体送入氧化器。但是，此类处理导致产生必须适当处置的硫氧化物。

因此，尽管本领域中已知有各种用于处理含硫排放气体的系统和方法，但它们全部或几乎全部具有一个或多个缺点。因此，仍然需要改进的处理含硫排放气体的构造和方法。

发明概述

本发明的主题提供处理源自液硫的各种含酸性气体的料流的装置、设备和方法。在本发明的主题的尤其优选的方面中，将所有含酸性气体的料流再循环至硫回收单元和尾气处理单元以便由含酸性气体的料流不产生硫排放。从另一角度看，所预期的构造和方法能在不将含酸性气体的料流送往燃烧器（其会产生硫氧化物排放物）的情况下运行。进一步指出，通过将液硫产品脱气至极低H2S含量，在储存或处理过程中没有遇到显著的H2S释放。最优选将来自池外脱气的含酸性气体的料流在压力下送入SRU的主反应炉，同时将来自储存池的含酸性气体的吹扫气流送入尾气单元（例如还原气体发生器、加热器和/或氢化器）。