管8上設(shè)置壓力控制閥9，用于排出隨分離出的液體進(jìn)入胺液儲罐7的含硫氣體，并將之送回進(jìn)氣管線，在胺液儲罐7的頂部設(shè)有再生液回流管11。
[0034]含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離系統(tǒng)的處理工藝，包括如下步驟:
含有硫化氫的含硫氣體切向進(jìn)入旋流反應(yīng)器4，同時向旋流反應(yīng)器4內(nèi)噴入吸收液；在旋流反應(yīng)器4上部設(shè)有兩個切向進(jìn)氣管口 I，并在每個切向進(jìn)氣管口 I進(jìn)氣管道上都設(shè)置一個霧化噴嘴2，要求霧化噴嘴2的噴霧方向與氣體來流方向軸向相對，氣液充分混合后在旋流反應(yīng)器4借助其高度湍流度流場進(jìn)行快速傳質(zhì)反應(yīng)；
吸收液霧化后與含硫氣體接觸混合，氣液兩相流在切向力作用下旋轉(zhuǎn)流動，氣體和液體借助高湍流度迅速傳質(zhì)進(jìn)行硫化氫的吸收反應(yīng)，吸收硫化氫后的富酸胺液在離心力作用下甩向旋流反應(yīng)器器壁并沿器壁流出；反應(yīng)后在旋流反應(yīng)器4的錐段完成分離，液體從底流口經(jīng)過底流比調(diào)節(jié)閥5和富液排液管線6進(jìn)入胺液儲罐7，
由富液排液管線6排出，進(jìn)入胺液儲罐7，形成貧酸胺液和富酸胺液，貧酸胺液再次回流至進(jìn)入胺液儲罐7，完成吸收液的循環(huán)；底流比調(diào)節(jié)閥5可以改變底流比大小調(diào)節(jié)分離效率；在圖1中的胺液儲罐7內(nèi)，胺液中硫化氫濃度逐漸向底層擴(kuò)散，上層胺液硫化氫濃度降低，進(jìn)入吸收液循環(huán)管線14，底層胺液經(jīng)排液管10去再生系統(tǒng)，再生后的吸收液經(jīng)再生液回流管11注回胺液儲罐7，儲罐上部設(shè)置有逃逸氣排空管8和壓力控制閥9，用于排出隨分離出的液體進(jìn)入儲罐的含硫氣體，并將之送回進(jìn)氣管線。
[0035]經(jīng)過初步凈化后的含硫氣體進(jìn)入旋流反應(yīng)器4與霧化噴嘴3噴出的吸收液再次接觸進(jìn)行吸收反應(yīng)，絕大部分液體受重力作用向下排出旋流反應(yīng)器旋流反應(yīng)器4，少部分被氣流夾帶至氣液旋流分離器15，進(jìn)行氣液分離后，含硫氣體和吸收液分別單獨排出；
旋流反應(yīng)器4錐段分離出的凈化氣體從頂部排氣芯管17排出，排氣芯管17上部設(shè)置霧化噴嘴2，氣液再次混合反應(yīng)，之后在重力作用下，一部分液體沿排氣芯管17流下，進(jìn)入富液排出管6，一部分被氣流夾帶溢出；溢出氣流可直接外接氣液旋流分離器15，將夾帶出的液體進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體從上部出口溢出，分離出的液體從底流口排出循環(huán)回胺液儲罐7。
[0036]本發(fā)明所述的吸收液可以選擇乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等常用胺溶液或按一定配比組成的混合胺液。
[0037]實施例2
參照附圖2:旋流反應(yīng)器4主體上部外側(cè)套裝有暫存吸收液的外筒體16，主體上部環(huán)形均布有進(jìn)液孔18，外筒體16上部切向設(shè)有進(jìn)液口 3。吸收液循環(huán)管線14端部分成兩路，兩路管線分別連接插入進(jìn)液口 3和排氣芯管17內(nèi)的霧化噴嘴2。進(jìn)液孔18可為環(huán)形均布的多個圓形小孔。其他設(shè)置與工作原理與實施例1相同。
[0038]實施例3
參照附圖3:旋流反應(yīng)器4主體上部外側(cè)套裝有暫存吸收液的外筒體16，主體上部環(huán)形均布有進(jìn)液孔18，外筒體17上部切向設(shè)有進(jìn)液口 3。進(jìn)液孔18可為環(huán)形均布的多個長條孔。其他設(shè)置與工作原理與實施例2相同。
[0039]實施例4
參照附圖4:旋流反應(yīng)器4通過排氣芯管17串聯(lián)多個旋流反應(yīng)器4和/或氣液旋流分離器15，或串聯(lián)間隔設(shè)置的多個旋流反應(yīng)器4和氣液旋流分離器15。
[0040]氣液再次混合反應(yīng)，之后在重力作用下，一部分液體沿排氣芯管17流下，進(jìn)入富液排液管線6，一部分被氣流夾帶溢出，溢出氣流可根據(jù)凈化程度選擇繼續(xù)串聯(lián)一級或多級旋流反應(yīng)器4，可根據(jù)情況選擇繼續(xù)串聯(lián)一級或多級氣液分離器或外接下一級含硫氣體處理工藝裝置。其他設(shè)置與工作原理與實施例1相同。
[0041]實施例5
參照附圖5:胺液儲罐7內(nèi)設(shè)有相隔離的貧酸液空間和富酸液空間兩個空間，富酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)排液管10連接再生系統(tǒng)，貧酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)吸收液循環(huán)管線14進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。
[0042]胺液儲罐7罐體內(nèi)部分為貧酸液空間和富酸液空間，富酸液經(jīng)排液管10進(jìn)行再生，之后經(jīng)再生液回流管11進(jìn)入胺液儲罐7，貧酸液經(jīng)吸收液循環(huán)管線14進(jìn)入循環(huán)，逃逸氣排空管8設(shè)置在富酸液空間的上部；進(jìn)入吸收液循環(huán)管線14的吸收液在栗12的作用下，并有流量控制閥13控制流量進(jìn)入切向進(jìn)氣管口 I上的霧化噴嘴2或外筒體16和排氣芯管17內(nèi)插入的霧化噴嘴2。其他設(shè)置與工作原理與實施例1相同。
[0043]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，包括旋流反應(yīng)器(4)，其特征在于:所述的旋流反應(yīng)器(4)的下部通過富液排液管線(6)連接胺液儲罐(7) —側(cè)，胺液儲罐(7)另一側(cè)通過吸收液循環(huán)管線(14)連接旋流反應(yīng)器(4)上部進(jìn)液端，旋流反應(yīng)器(4)上部通過排氣裝置連接氣液旋流分離器(15); 所述的旋流反應(yīng)器(4)包括主體和切向進(jìn)氣管口(1)，主體的上部設(shè)有切向進(jìn)氣管口(I )，切向進(jìn)氣管口( I)設(shè)有一個或數(shù)個，多個切向進(jìn)氣管口( I)繞旋流反應(yīng)器(4)外側(cè)呈軸對稱設(shè)置； 所述主體內(nèi)設(shè)有連通外界的排氣芯管(17)，在所述的切向進(jìn)氣管口(I)內(nèi)和/或排氣芯管(17)的管體內(nèi)插入霧化噴嘴(2)，切向進(jìn)氣管口( I)內(nèi)的霧化噴嘴(2)的噴霧方向與切向進(jìn)氣管口(I)內(nèi)氣體來流方向相對設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述的主體分為上下連接為一體的兩部分，上部為圓柱形筒體，下部為內(nèi)徑逐漸縮小的錐形筒體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述的主體上部外側(cè)套裝有暫存吸收液的外筒體(16)，主體上部環(huán)形均布有進(jìn)液孔(18)，所述的外筒體(17 )上部切向設(shè)有進(jìn)液口( 19 )。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸收液循環(huán)管線(14)端部分成三路，三路管線分別連接插入兩組切向進(jìn)氣管口(I)和排氣芯管(17)內(nèi)的霧化噴嘴(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:吸收液循環(huán)管線(14)端部分成兩路，兩路管線分別連接插入進(jìn)液口(19)和排氣芯管(17)內(nèi)的霧化噴嘴(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述的旋流反應(yīng)器(4)通過排氣芯管(17)串聯(lián)多個旋流反應(yīng)器(4)和/或氣液旋流分離器(15)，或串聯(lián)間隔設(shè)置的多個旋流反應(yīng)器(4)和氣液旋流分離器(15)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述的胺液儲罐(7)內(nèi)設(shè)有相隔離的貧酸液空間和富酸液空間兩個空間，富酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)排液管連接再生系統(tǒng)，貧酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)吸收液循環(huán)管線(14)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)的處理工藝，其特征在于:包括如下步驟: 含有硫化氫的含硫氣體切向進(jìn)入旋流反應(yīng)器(4)，同時向旋流反應(yīng)器(4)內(nèi)噴入吸收液； 吸收液霧化后與含硫氣體接觸混合，氣液兩相流在切向力作用下旋轉(zhuǎn)流動，氣體和液體借助高湍流度迅速傳質(zhì)進(jìn)行硫化氫的吸收反應(yīng)，吸收硫化氫后的富酸胺液在離心力作用下甩向旋流反應(yīng)器器壁并沿器壁流出； 由富液排液管線(6)排出，進(jìn)入富酸胺液儲罐(7)，形成貧酸胺液和富酸胺液，貧酸胺液再次回流至進(jìn)入富酸胺液儲罐(7)，完成吸收液的循環(huán)； 經(jīng)過初步凈化后的含硫氣體進(jìn)入旋流反應(yīng)器(4)入口管與霧化噴嘴(2)噴出的吸收液再次接觸進(jìn)行吸收反應(yīng)，一部分液體在旋流反應(yīng)器(4)內(nèi)得到分離，另一部分液滴被氣流夾帶至氣液旋流分離器(15)繼續(xù)進(jìn)行氣液離心分離，含硫氣體和吸收液分別單獨排出。
【專利摘要】一種含硫氣體脫硫用旋流反應(yīng)分離一體化系統(tǒng)及工藝，屬于氣體脫硫凈化工藝領(lǐng)域。包括旋流反應(yīng)器（4），其特征在于：所述的旋流反應(yīng)器（4）的下部通過富液排液管線（6）連接胺液儲罐（7）一側(cè)，胺液儲罐（7）另一側(cè)通過吸收液循環(huán)管線（14）連接旋流反應(yīng)器（4）上部進(jìn)液端，旋流反應(yīng)器（4）上部通過排氣裝置連接氣液旋流分離器（15）。本發(fā)明實現(xiàn)了氣液混合、反應(yīng)、分離一體化，解決傳統(tǒng)脫硫吸收塔存在的占用空間大、總壓降大的問題。旋流反應(yīng)器總體高度不超過8m，與板式塔和填料塔的幾十米的高度相比，極大節(jié)省了裝置所占空間和裝置初始投資；旋流反應(yīng)器內(nèi)部適應(yīng)性強(qiáng)、操作靈活、無動部件，操作不宜發(fā)生故障，相對體積較小，檢修方便。
【IPC分類】B01D53/78, B01D45/12, B01D53/52
【公開號】CN105107356
【申請?zhí)枴緾N201510470111
【發(fā)明人】王振波, 楊新蒙, 朱麗云, 孫治謙, 陳阿強(qiáng), 李彬, 金有海
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月4日