[实用新型]硫磺回收装置H2S/SO2比值控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及硫磺回收装置控制技术领域，特别涉及一种硫磺回收装置H₂S/SO₂比值控制系统。

背景技术

硫磺回收装置是炼油企业污水处理流程中的一个环节，随着社会进步，对硫磺回收装置SO₂的排放要求越来越高。目前国内SO₂排放标准执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》，标准规定SO₂排放浓度小于960mg/Nm³。国家有关部门正在酝酿修订大气污染物综合排放标准，要求新建硫磺回收装置SO₂排放浓度小于400 mg/Nm³，特定地区小于200 mg/Nm³。

影响SO₂排放浓度的主要因素有酸性气质量、脱硫溶剂质量、吸收塔温度、催化剂性能、液硫脱气废气、配风控制等。

炼油过程中各种脱硫装置产生酸性气，其主要成分是硫化氢(H₂S)、氨(NH₃)、氮气(N₂)等。硫磺回收装置的作用是尽可能多地将酸性气中的硫成分转化为硫磺，尽量降低排入大气的排硫量。硫磺回收装置的工艺流程简介如下：

硫化氢和空气进入制硫燃烧炉，主要进行如下3个式子所示的化学反应：

2H₂S+O₂＝2H₂O+2S                               （1）

2H₂S+3O₂＝2SO₂+2H₂O                            （2）

2H₂S＋SO₂＝3S＋2H₂O                            （3）

约三分之二的硫化氢与氧气发生（式1）所示反应，生成硫蒸汽(S)和水(H₂O) ；约10％的硫化氢与氧气发生（式2）所示反应，生成二氧化硫(SO₂)和水(H₂O) ；约20％的硫化氢与二氧化硫发生（式3）所示反应，生成硫蒸汽(S)和水(H₂O)。

制硫燃烧炉反应过后的过程气，再相继进入反应转化炉和冷凝器。在反应转化炉中，大部分硫化氢(H₂S)和二氧化硫(SO₂)发生（式3）所示反应，生成硫蒸汽(S)和水蒸汽(H₂O)。

经冷凝器后，硫蒸汽(S)冷凝为液态，进入硫封罐。提取的硫成分占酸性气含硫总量的比例称为转化率。正常情况下，转化率高于95%。含小量硫成分的脱硫过程气进入加氢部分。

加氢装置将脱硫过程气中的绝大多数硫成分还原为硫化氢(H₂S)并分离，硫化氢返回制硫装置，含微量硫成分的过程气燃烧后排入大气。排空烟气中二氧化硫(SO₂)含量越少，对环境污染越轻。

在上述工艺过程中，希望制硫装置尽可能多地提取酸性气中的硫成分，即希望转化率尽可能高，以尽量降低排入大气的排硫量。

提高转化率的主要条件是，保证制硫燃烧炉和反应转化炉中硫化氢和二氧化硫的比值(H₂S/SO₂)稳定在最佳值。由（式3）可见，理论上，此最佳值为2。要保持H₂S/SO₂比值稳定，关键是保证进入制硫燃烧炉的空气量恰为所需量。

空气多了，（式2）所示反应多，SO₂偏多，H₂S/SO₂比值偏低；空气少了，（式2）所示反应少，SO₂偏少，H₂S/SO₂比值偏高；这两种情况都不利于（式3）所示反应。

但是，在实际操作中，所加空气量很难保持合适，主要有如下几方面原因：

（1） 酸性气流量波动。随着原油中含硫量波动，加工量的波动，以及上游装置的其它波动，不可避免引起酸性气流量波动；

（2） 酸性气中硫化氢（H₂S）含量波动。由于上述同样原因，酸性气中硫化氢含量波动；