脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，采用旋轉(zhuǎn)填料床作為氣-液傳質(zhì)設(shè)備，在旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口連接含硫氣體，進(jìn)液口通過(guò)貧液泵與貧液槽相連，旋轉(zhuǎn)填料床的排氣口與除霧器相連。本發(fā)明的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備脫硫效果好，脫硫率可達(dá)98％以上；設(shè)備占地面積小，超重力旋轉(zhuǎn)填料床設(shè)備體積約為傳統(tǒng)塔設(shè)備1/10；傳質(zhì)效率高，液體循環(huán)量小，氣相壓降小，運(yùn)行費(fèi)用低；開(kāi)停車方便，在幾分鐘內(nèi)整個(gè)工藝系統(tǒng)便可穩(wěn)定；在酸性體系中脫除硫化氫氣體，選擇性高，能夠大幅度降低堿耗；旋轉(zhuǎn)填料的類型與材質(zhì)可任意選取，不受限制。
【專利說(shuō)明】
脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種硫化氫脫除設(shè)備，適用于多種工業(yè)氣體中含硫化氫氣體的脫除。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)工業(yè)氣體中的硫化氫成份進(jìn)行脫硫處理技術(shù)很多，應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)有技術(shù)中主要有干法脫硫與濕法脫硫兩種。其中干法脫硫有錳礦法、氧化鋅法等。這些方法的脫硫劑不易再生，脫硫飽和后的脫硫劑必須廢棄，因此不但會(huì)增加脫硫成本，而且廢棄后的脫硫劑會(huì)造成環(huán)境污染。濕法脫硫主要是采用傳統(tǒng)的塔設(shè)備吸收硫化氫。這種技術(shù)的塔設(shè)備體積龐大，裝置投資較大，液體循環(huán)量大，氣阻高，開(kāi)停車不方便，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高。中國(guó)專利03135446.7公開(kāi)了一種“煙氣脫硫脫氮除塵工藝及裝置”。該工藝用于脫除鍋爐煙氣中的S02。其工藝復(fù)雜，反應(yīng)步驟多，在整個(gè)工藝過(guò)程中要用氨水反應(yīng)三次，而且設(shè)備龐大，實(shí)用性較差。
[0003]此外，對(duì)一些含H2S濃度較高的氣體，特別是對(duì)于工業(yè)氣體中CO2濃度較高的體系，如果采用傳統(tǒng)的填料塔設(shè)備，液相靠重力場(chǎng)自上而下流動(dòng)，因此液膜厚、液速低、停留時(shí)間長(zhǎng)，這對(duì)液膜控制的傳質(zhì)過(guò)程和選擇性吸收是很不利的，由于其在塔內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，造成H2S和CO2同時(shí)被吸收下來(lái)，導(dǎo)致堿的利用率大大降低。所以要達(dá)到H 2S的排放標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)必加大投資費(fèi)用而且這種設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用也很高。
[0004]旋轉(zhuǎn)填料床(Rotating Packed Bed，簡(jiǎn)稱RPB)又叫超重機(jī)或旋轉(zhuǎn)床，利用高速旋轉(zhuǎn)的填料產(chǎn)生超重力環(huán)境，在此超重力環(huán)境下傳質(zhì)效率得到極大提高，傳質(zhì)單元高度可降低I?2個(gè)數(shù)量級(jí)，傳質(zhì)效率增強(qiáng)，單位設(shè)備體積的生產(chǎn)強(qiáng)度提高了 I?2個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，將旋轉(zhuǎn)填料床技術(shù)替代傳統(tǒng)的塔設(shè)備用于化學(xué)工藝的傳質(zhì)過(guò)程具有較好的效果
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中已有將超重力裝置用于氣體脫硫方面的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有公開(kāi)具體工藝過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備。該設(shè)備采用超重力旋轉(zhuǎn)填料床技術(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)塔設(shè)備體積龐大，投資費(fèi)用高，占地面積大，運(yùn)行成本高，脫硫效率低等不足。
[0007]本發(fā)明的一種脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，包括氣-液反應(yīng)裝置，與該氣-液反應(yīng)裝置排液口相連的富液槽和與氣-液反應(yīng)裝置進(jìn)液口相連的貧液槽，其中的氣-液反應(yīng)裝置為旋轉(zhuǎn)填料床，所述旋轉(zhuǎn)填料床地進(jìn)氣口連接含硫氣體，進(jìn)液口與貧液栗和貧液槽相連，所述旋轉(zhuǎn)填料床的排氣口與除霧器相連，所述旋轉(zhuǎn)填料床中填料層的轉(zhuǎn)速為200?3000rpmo
[0008]所述的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，其中的富液槽通過(guò)富液栗與再生槽相連，再生槽的出口管路連接貧液槽。
[0009]本發(fā)明的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)脫硫效果好，脫硫率可達(dá)98%以上；
[0011](2)設(shè)備占地面積小，超重力旋轉(zhuǎn)填料床設(shè)備體積約為傳統(tǒng)塔設(shè)備1/10 ;
[0012](3)傳質(zhì)效率高，液體循環(huán)量小，氣相壓降小，運(yùn)行費(fèi)用低；
[0013](4)開(kāi)停車方便，在幾分鐘內(nèi)整個(gè)工藝系統(tǒng)便可穩(wěn)定；
[0014](5)在酸性體系中脫除硫化氫氣體，選擇性高，由于氣液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中停留時(shí)間短，不足一秒鐘，因此，可應(yīng)用于選擇性脫除酸性體系中(如二氧化碳濃度較大的酸性體系中)的硫化氣，脫硫液對(duì)硫化氣的吸收在瞬間完成，從而提尚了吸收的選擇性，減少了副反應(yīng)，能夠大幅度降低堿耗；
[0015](6)旋轉(zhuǎn)填料的類型與材質(zhì)可任意選取，不受限制。
[0016](7)氣液接觸方式不受限制，可以是逆流、錯(cuò)流等任意方式的氣液接觸。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備流程圖
[0018]圖2是旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，包括一臺(tái)旋轉(zhuǎn)填料床2，該旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣14通含硫氣體9，排氣口 13通過(guò)除霧器I與大氣連通。旋轉(zhuǎn)填料床2的進(jìn)液口 12通過(guò)貧液栗8與貧液槽7相連，排液口 13則與富液槽3相連。富液槽3的出液口連通富液栗4并通過(guò)該富液栗4與一個(gè)再生槽6連通。再生槽6的出液口與貧液槽7相通。貧液槽7內(nèi)充有配制好的脫硫液。
[0021]工作時(shí)，開(kāi)啟電機(jī)16并根據(jù)待處理的氣體流量及含硫氣體中含硫濃度調(diào)整轉(zhuǎn)速(通常在200?3000rpm之間進(jìn)行調(diào)整)。含硫氣體9經(jīng)輸氣管路、旋轉(zhuǎn)填料床進(jìn)氣口 14進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床2，氣體自下而上沿軸向通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的填料層18。同時(shí)貧液槽7中的脫硫液由貧液栗8打入液體進(jìn)口 12并由此進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔，通過(guò)轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中心的液體分布器將脫硫液均勻噴灑在填料層18內(nèi)側(cè)，脫硫液在離心力作用下沿填料層徑向向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，在此期間與含硫氣體接觸并進(jìn)行傳質(zhì)。在高速旋轉(zhuǎn)的填料層18產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力作用下，氣-液傳質(zhì)得到強(qiáng)化，氣液兩相在高湍動(dòng)、強(qiáng)混合的作用下完成對(duì)硫化氫氣體的吸收，脫硫后的氣體由旋轉(zhuǎn)填料床氣體出口 13排出，經(jīng)除霧器I將夾帶的少量液體分離后排空。吸收硫化氫后的富液被高速旋轉(zhuǎn)的填料拋到外殼17的內(nèi)壁匯入下部后經(jīng)排液口 15排出進(jìn)入富液槽3。進(jìn)入富液槽3內(nèi)的富液由富液栗4打入再生槽6。再生槽6內(nèi)的富液經(jīng)處理再生后送入貧液槽7循環(huán)使用。再生過(guò)程中產(chǎn)生的硫沫進(jìn)入硫沫槽5進(jìn)行處理。
[0022]實(shí)施例1
[0023]脫除工業(yè)中煤氣的硫化氫:工藝待處理煤氣氣量為15000m3/h，硫化氫含量為1200mg/m3。配制脫硫液120m3，純堿總堿度為20g/L，碳酸鈉為0.2?0.6mol/L，pH值7?10，選用CoS催化劑，濃度為20?80ppm。
[0024]開(kāi)啟超重力旋轉(zhuǎn)填料床，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為600r/min待旋轉(zhuǎn)填料床穩(wěn)定后(約兩分鐘)，開(kāi)啟液閥，啟動(dòng)貧液栗，通過(guò)調(diào)節(jié)液量至100m3/h，同時(shí)開(kāi)啟富液栗，待液相運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，開(kāi)啟氣相，通過(guò)調(diào)節(jié)閥逐步達(dá)到15000m3/h。通過(guò)蒸汽管道給液相體系加熱，控制溫度在30?50°C ;氣液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中高湍動(dòng)、強(qiáng)混合、界面極速更新的情況下進(jìn)行吸收，待整個(gè)工藝系統(tǒng)穩(wěn)定后，即可對(duì)氣體進(jìn)出口進(jìn)行硫化氫含量的檢測(cè)。硫化氫脫除率可達(dá)98%以上。
[0025]實(shí)施例2
[0026]對(duì)酸性體系氣體中硫化氫的脫除，待處理氣體為工業(yè)合成氣中酸性體系氣體(該氣體中二氧化碳體積含量占98.6%，硫化氫體積含量占0.68%，濃度為10.6g/m3)，工藝待處理氣量為30000m3/h，硫化氫含量為10600mg/m3。首先配制脫硫液，液量為300m3/h，純堿總堿度為35g/L，碳酸鈉為0.1?0.4mol/L, pH值7?10，選用DDS催化劑，催化劑不同組分濃度根據(jù)工藝要求配制，其余同實(shí)例I。根據(jù)超重力旋轉(zhuǎn)填料床停留時(shí)間短的特點(diǎn)，脫硫液對(duì)硫化氫的吸收在瞬間完成，從而提高了吸收的選擇性，減少了副反應(yīng)，降低了堿耗；待工藝體系穩(wěn)定后，硫化氫脫除率可達(dá)85%以上，CO2濃度進(jìn)出口變化不足0.5%。
[0027]實(shí)施例3
[0028]脫除天然氣中的硫化氫，天然氣氣量為30000m3/h，硫化氫濃度為2400mg/m3。本實(shí)施例是在傳統(tǒng)塔設(shè)備脫硫效果達(dá)不到規(guī)定要求的情況下采用旋轉(zhuǎn)填料床裝置進(jìn)行的試驗(yàn)。操作工況為液體循環(huán)量400m3/h，原工藝中塔的高度32m，直徑3.5m，脫除率75%，采用本工藝后，旋轉(zhuǎn)填料床直徑2m，高度為3m，液量為250m3/h，純堿總堿度為40g/L，碳酸鈉為0.1?
0.5mol/L, pH值7?10，選用ADA催化劑，濃度為2?3g/L。待工藝體系穩(wěn)定后，硫化氫脫除率可達(dá)98%以上，硫化氫的出口濃度低于50mg/m3，本工藝與傳統(tǒng)濕法相比，設(shè)備體積不及塔設(shè)備的1/10，液體循環(huán)量降低60%，硫化氫脫除率提高23%，操作費(fèi)用降低30%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，包括氣-液反應(yīng)裝置，與該氣-液反應(yīng)裝置排液口(15)相連的富液槽(3)和與氣-液反應(yīng)裝置進(jìn)液口(12)相連的貧液槽(7)，其特征在于所述的氣-液反應(yīng)裝置為旋轉(zhuǎn)填料床(2)，所述旋轉(zhuǎn)填料床(2)的進(jìn)氣口(14)連接含硫氣體(9)，進(jìn)液口(12)通過(guò)貧液栗(8)與貧液槽(7)相連，所述旋轉(zhuǎn)填料床(2)的排氣口(13)與除霧器⑴相連，所述旋轉(zhuǎn)填料床⑵中填料層(18)的轉(zhuǎn)速為200?3000rpm。2.按照權(quán)利要求1的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，其特征在于所述的富液槽(3)通過(guò)富液栗(4)與再生槽(6)相連，再生槽￠)的出口管路連接貧液槽(7)。3.按照權(quán)利要求2的脫除工業(yè)氣體中硫化氫的設(shè)備，其特征在于所述的再生槽(7)還連接一個(gè)硫沫槽(5)。
【文檔編號(hào)】B01D53/52GK105879628SQ201410617145
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月28日
【發(fā)明人】劉德舉, 譚慶友
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