焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置，提供了一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法，該方法流程為：經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣和加熱后的強(qiáng)堿性吸附液同時(shí)進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器；一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器中吸收了硫化氫的吸附液至循環(huán)液槽，經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)泵抽送至脫附、再生一體化裝置；脫附、再生一體化裝置中利用金屬離子催化劑氧化脫附出單質(zhì)硫，并對(duì)其進(jìn)行分離回收；多酚物質(zhì)與空氣中氧生成醌，醌將脫附、再生一體化裝置中被還原的金屬離子催化劑氧化復(fù)活，使其恢復(fù)氧化脫硫能力，完成吸附—脫硫—再生的循環(huán)。本發(fā)明還提供了焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收的相關(guān)裝置。
【專利說(shuō)明】
焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于能源與環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體的回收方法，適用于焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收過(guò)程。具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體的回收方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]H2S是一種無(wú)色刺激性氣體，具有強(qiáng)烈的臭雞蛋氣味，極性分子，相對(duì)分子質(zhì)量為34.08，嗅覺(jué)閾值約為0.00041??111，相對(duì)密度為1.19(空氣密度為1)，熔點(diǎn)為-85.5°(:，沸點(diǎn)為-60.4°C，易溶于水和乙醇。
[0003]焦?fàn)t煤氣回收凈化后不僅可以作為民用和工業(yè)燃?xì)馐褂?，而且還可以用來(lái)發(fā)電和生產(chǎn)甲醇、合成氨、二甲醚、尿素、海綿鐵等化工產(chǎn)品。焦?fàn)t煤氣中H2S含量一般在2?6 g/m3(因煤含硫量高低而異)，脫硫是焦?fàn)t煤氣凈化中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。常用的焦?fàn)t煤氣脫硫方法是濕式氧化法，其基本原理是利用氨水或碳酸鈉堿液吸收焦?fàn)t煤氣中的1125，再將離子態(tài)的硫(HS-)氧化為單質(zhì)硫，堿液也隨之得到再生。常用的方法有栲膠法、PDS法、ADA法、888法、配合鐵法等。濕式氧化法的優(yōu)點(diǎn)在于脫硫范圍寬、脫硫精度高、操作范圍廣、脫硫劑便于運(yùn)輸、容易再生、能回收硫資源，其缺點(diǎn)是脫硫液硫容小、液體循環(huán)量大、電力消耗高、脫硫填料塔傳質(zhì)效果較差、填料易堵塞等。焦?fàn)t煤氣中的酸性組分主要是H2S和C02，通常CO2的體積分?jǐn)?shù)約1.0%?2.5%，在濕式氧化法脫硫過(guò)程中，堿液在吸收H2S的同時(shí)，勢(shì)必會(huì)吸收一定量的CO2，從而造成脫硫液循環(huán)量大，能耗高。尋求一種快速高效的H2S脫除工藝與設(shè)備，強(qiáng)化堿液對(duì)H2S的吸收，減小氣液接觸時(shí)間，抑制堿液對(duì)C02的吸收，對(duì)于焦?fàn)t煤氣脫硫意義重大。
[0004]國(guó)內(nèi)大多采用塔式設(shè)備脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫，如中國(guó)專利201210412620.7公開了單塔脫除煤氣中硫化氫的系統(tǒng)，中國(guó)專利201510263677.9公開了脫硫塔串聯(lián)脫除煤氣中硫化氫等。但采用塔式設(shè)備進(jìn)行硫回收脫硫效率不顯著、方法復(fù)雜、占地面積大、投資高、附帶設(shè)備較多。如前述，目前未見到采用多級(jí)旋流器進(jìn)行焦?fàn)t煤氣硫化氫回收的研究報(bào)道。
[0005]因此，本石油化工與環(huán)保領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種能夠降低成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，
同時(shí)提高效果的焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種新的焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置，克服了現(xiàn)有方法與裝置存在的不足。
[0008]一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法，其特征在于:
(I)噴淋脫硫:經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度為30?80°C的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)栗也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器;焦?fàn)t煤氣從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的焦?fàn)t煤氣持續(xù)切割，形成無(wú)數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出；
(2)脫附、再生單元:經(jīng)噴淋脫硫的富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)栗抽送至脫附、再生一體化裝置中部，空氣同時(shí)由底部進(jìn)入脫附、再生一體化裝置;脫附、再生一體化裝置中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附、再生一體化裝置中多酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，完成方法的脫硫一再生循環(huán)。
[0009]優(yōu)選的，步驟(I)中所述的多級(jí)旋流噴射吸附器為2?5級(jí)。
[0010]優(yōu)選的，步驟(I)中所述的單級(jí)旋流噴射吸附器操作壓降為I?5kpa。
[0011 ]優(yōu)選的，步驟(I)中所述的旋流噴射吸附器側(cè)壁小孔直徑為0.5?5_。
[0012]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑有效硫容可達(dá)0.80g/L以上，脫硫后H2S含量可達(dá)5mg/Nm3以下。
[0013]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑可循環(huán)使用。
[0014]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出。
[0015]本發(fā)明所述的方法適用于適用于焦?fàn)t煤氣工況。
[0016]另一方面，本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法采用的裝置。該裝置包括:
單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，該噴射吸附器的上部設(shè)有經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣的入口、強(qiáng)堿性吸附液的入口 ；該噴射吸附器的底部與收集吸附液的循環(huán)液槽管路連接;該噴射吸附器的頂部設(shè)有凈化后氣體出口 ；
以及與循環(huán)液槽管路連接用于脫附單質(zhì)硫并回收的脫附、再生一體化裝置。
[0017]進(jìn)一步的，所述經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣從吸附器頂部的入口是切向進(jìn)入。
[0018]進(jìn)一步的，所述強(qiáng)堿性吸附液的入口是從吸附器側(cè)壁小孔噴入。
[0019]本發(fā)明的方法特點(diǎn)如下:
(I)采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)和并聯(lián)，有效提高去除硫化氫效果，增加硫化氫氣體處理量。
[0020](2)金屬離子催化劑脫硫效率高，再生完全，可長(zhǎng)期循環(huán)使用。
[0021](3)金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出。
[0022](4)該方法適用于焦?fàn)t煤氣工況。
[0023]本發(fā)明的裝置特點(diǎn)如下:
單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%以上。
[0024]該裝置易集成，除油罐、旋流噴射吸附器、脫附、再生一體化裝置直徑小，減少了裝置的總占地面積和總投資。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的單級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的多級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的旋流噴射吸附器內(nèi)壁噴射示意圖。
[0028]符號(hào)說(shuō)明:
I強(qiáng)堿性吸附液儲(chǔ)罐;2強(qiáng)堿性吸附液輸送栗;3旋流噴射吸附器;4循環(huán)液槽;5循環(huán)栗;6脫附、再生一體化裝置;7空氣儲(chǔ)罐;8除油罐;9 二級(jí)旋流噴射吸附器。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下:
如圖2所示，煉化工廠排放的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器3和9，同時(shí)儲(chǔ)罐I中強(qiáng)堿性吸附液由輸送栗2輸送至旋流噴射吸附器3和9中，3中去除硫化氫后的氣體進(jìn)入多級(jí)旋流噴射吸附器9凈化;旋流噴射吸附器3和9中含硫化物吸附液進(jìn)入循環(huán)液槽4，經(jīng)循環(huán)液槽4加熱后由循環(huán)栗5輸送至脫附、再生一體化裝置6中；儲(chǔ)罐7中空氣也進(jìn)入脫附、再生一體化裝置6，6產(chǎn)生的硫磺單質(zhì)輸送至后續(xù)設(shè)備進(jìn)行回收處理，6中多酚物質(zhì)與空氣中氧生成醌，醌將脫附、再生一體化裝置中被還原的金屬離子催化劑氧化復(fù)活，使其恢復(fù)氧化脫硫能力，完成吸附一脫硫一再生的循環(huán)。
[0030]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體的回收方法，該方法包括: 焦?fàn)t煤氣進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度30?80°C的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)栗也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氫氣體從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的硫化氫氣體持續(xù)切割，形成無(wú)數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出；
富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)栗抽送至脫附、再生一體化裝置中部，同時(shí)空氣由底部進(jìn)入。脫附、再生一體化裝置中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附、再生一體化裝置中多酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力完成方法的脫硫一再生循環(huán)。
[0031 ]在本發(fā)明中，焦?fàn)t煤氣和強(qiáng)堿性吸附液自身的流動(dòng)形成離心場(chǎng)與壓力梯度場(chǎng)，依靠離心場(chǎng)和壓力梯度場(chǎng)進(jìn)行旋流吸附。
[0032]在本發(fā)明中，多級(jí)旋流噴射吸附器進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，可提高去除硫化氫效果，增加硫化氫處理量。
[0033]在本發(fā)明中，循環(huán)液槽既是加熱裝置，也是混合裝置。
[0034]在本發(fā)明中，脫附、再生一體化裝置中金屬離子催化劑溶液從頂部噴淋，富含硫化物吸附液從底部逆流而上，充分接觸反應(yīng)。
[0035]在本發(fā)明的第二方面，提供了一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體的回收裝置，該裝置包括: 單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，用于吸附焦?fàn)t煤氣中硫化氫；
與旋流噴射吸附器連接的循環(huán)液槽，用于加熱流入其中的液體；
與循環(huán)液槽連接的脫附、再生一體化裝置，用于脫附單質(zhì)硫并回收，金屬離子催化劑再生；
在本發(fā)明中，單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%以上。
[0036]多級(jí)旋流噴射吸附器可集成，脫附、再生一體化裝置直徑小，減少了裝置總占地面積和總投資。
[0037]本發(fā)明方法和裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:
采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)，有效提高去除硫化氫效果;金屬離子催化劑脫硫效率高，再生完全，可循環(huán)使用；金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出；該方法適用于焦?fàn)t煤氣工況;該裝置易集成，旋流噴射吸附器、脫附、再生一體化裝置直徑小，減少了裝置的總占地面積和總投資。
[0038]以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例并不限制本發(fā)明的范圍。
[0039]實(shí)施例1:
單級(jí)旋流噴射吸附器100000 Nm3/h焦?fàn)t煤氣脫硫。
[0040]高硫焦?fàn)t煤氣組成如下v%:CO: 7%，H2:56%，CO2:3%，N2:5%，CH4: 25%，CnHm: 2.5%，O2:0.5%，H2S:15g/Nm3o
[0041]技術(shù)效果:該焦?fàn)t煤氣流量大，含硫量較高，采用該新型焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置，使單級(jí)旋流噴射吸附器出來(lái)的硫化氫濃度降至1.5g/Nm3以下，效率為90%以上，制成副廣品硫橫100kg/h，大大提尚了硫化氣回收效果與處理量。
[0042]實(shí)施例2:
多級(jí)旋流噴射吸附器100000 Nm3/h焦?fàn)t煤氣脫硫。
[0043]高硫焦?fàn)t煤氣組成如下v%:CO: 7%，H2:56%，CO2:3%，N2:5%，CH4: 25%，CnHm: 2.5%，O2:0.5%，H2S:15g/Nm3o
[0044]技術(shù)效果:該焦?fàn)t煤氣流量大，含硫量較高，采用該新型焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法與裝置，多級(jí)串聯(lián)，使第一級(jí)旋流噴射吸附器出來(lái)的硫化氫濃度降至100mg/Nm3以下，第二級(jí)旋流噴射吸附器出來(lái)的硫化氫濃度降至30mg/Nm3以下，總體效率為99.8%，制成副產(chǎn)品硫磺1500kg/h，大大提高了硫化氫回收效果與處理量。采用可再生循環(huán)的金屬離子催化劑，使硫磺單質(zhì)回收率極大提高。和其他方法及裝置相比，本發(fā)明的方法及裝置簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0045]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法，其特征在于: (1)噴淋脫硫:經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度為30?80°C的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)栗也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器;焦?fàn)t煤氣從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的焦?fàn)t煤氣持續(xù)切割，形成無(wú)數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出； (2)脫附、再生單元:經(jīng)噴淋脫硫后富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)栗抽送至脫附、再生一體化裝置中部，空氣同時(shí)由底部進(jìn)入脫附、再生一體化裝置;脫附、再生一體化裝置中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附、再生一體化裝置中多酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，完成方法的脫硫一再生循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的多級(jí)旋流噴射吸附器為2?5級(jí)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的單級(jí)旋流噴射吸附器操作壓降為I?5kpa。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的旋流噴射吸附器側(cè)壁小孔直徑為0.5?5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑有效硫容可達(dá)0.80g/L以上，脫硫后H2S含量可達(dá)5mg/Nm3以下。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑可循環(huán)使用。7.如權(quán)利要求1所述一種焦?fàn)t煤氣硫化氫氣體回收方法采用的裝置，該裝置包括: 單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，該噴射吸附器的上部設(shè)有經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣的入口、強(qiáng)堿性吸附液的入口 ；該噴射吸附器的底部與收集吸附液的循環(huán)液槽管路連接;該噴射吸附器的頂部設(shè)有凈化后氣體出口 ； 以及與循環(huán)液槽管路連接用于脫附單質(zhì)硫并回收的脫附、再生一體化裝置。8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述經(jīng)除油罐除油后的焦?fàn)t煤氣從吸附器頂部的入口是切向進(jìn)入。9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述強(qiáng)堿性吸附液的入口是從吸附器側(cè)壁小孔噴入。
【文檔編號(hào)】C01B17/04GK106047424SQ201610494585
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】王依謀, 馬良, 張革松, 劉安林, 李兵, 賈虹, 何夢(mèng)雅
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué), 上海浙容化工科技有限公司