CN101856593B - 一种气体脱硫母液再生综合塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体脱硫装置中气体脱硫系统和母液再生系统的主要设备，属于工业气体脱硫技术领域。其特征在于：三塔合为一体，上塔为脱硫塔、中塔为反应塔、下塔为再生浮选塔。脱硫塔特征：塔中央设中央洗气管，与塔壁之间环形部分设一层或多层填料，填料层内周边设多层叶形防壁流圈；反应塔特征：塔中央设中央降液管，与塔壁间设低压双射流再生器；再生浮选塔特征：下部设环形贫母液收集槽，其上部设有狭缝母液通道，以均衡周边母液收集量。本发明为一种气体脱硫母液再生综合塔，集脱硫塔、反应塔、低压双射流再生器、再生浮选塔为一体，集气体脱硫、母液再生、副产品硫泡沫分离多种功能为一身，省去再生富液泵，节省材料、节省占地、节电显著。

Description

一种气体脱硫母液再生综合塔

(一)技术领域：

本装置涉及一种液相催化氧化法工业气体脱硫再生装置，属于工业气体脱硫技术领域。

(二)背景技术：

现有的气体脱硫再生装置包括工业气脱硫系统、脱硫母液再生系统及副产品硫泡沫加工处理系统。本技术不涉及副产品硫泡沫加工处理。工业气脱硫系统主要设备包括脱硫塔、贫液储槽、脱硫贫液泵。脱硫塔广泛采用填料塔，参考《化工机械工程手册》(中卷)P17-64图17-3-17。也有采用串联喷射式脱硫塔，参考《现代煤化工技术手册》P825图6-2-5。再生系统现有技术有两种方法：一种为高塔压缩空气再生；另一种为自吸式喷射再生。采用自吸式喷射再生投资省、操作方便，采用更加广泛，其再生系统主要设备包括反应槽、再生富液泵和自吸式喷射再生槽等。双吸自吸喷射再生槽专利号CN87106400A。

现有工艺流程：参考《现代煤化工技术手册》P821图6-2-2。气体进脱硫塔后与从塔顶喷淋下来的脱硫母液逆流接触，脱硫后的净化气经捕雾后由塔顶引出至下一道工序。吸收H₂S后的富母液从脱硫塔底排出经液封至反应槽，由再生富液泵加压后送往自吸式喷射器，自吸式喷射器富母液高速射流产生负压将空气吸入并与母液流体混合，短时间完成反应，生成的硫泡沫从再生浮选槽上部溢流至环形槽去硫泡沫处理系统。再生后的贫母液经液位调节器排至贫母液槽，再由脱硫贫液泵送至脱硫塔循环使用。其中再生富液泵扬程约60米，脱硫贫液泵扬程为45米以上。此脱硫再生装置工艺较复杂，能耗高、占地面积大、自吸式喷射器吸气量不稳定。“一种脱硫再生装置”专利号200420019648.5。为消除现有脱硫再生装置工艺较复杂、占地面积大和简化操作等目的，设计的脱硫再生装置将自吸式再生装置放在脱硫塔上部，省去了原装置中脱硫贫液泵和贫母液槽减少设备，减少了装置占地面积，有一定的进步意义。因为它仍采用自吸式再生器，吸气量不稳定的问题未能解决，自吸式再生器需要再生富液泵提供扬程较高，又放置在约40米高处，再生富液泵的扬程需要提高到约90米，节能效果不明显，特别是直径较大，装满母液的再生浮选器置于直径较小的脱硫塔以上，为此必然增加脱硫塔钢材用量，增加塔基础设计难度，使这一技术的推广使用受到影响。

(三)发明内容：

一种气体脱硫母液再生综合塔，其技术方案是“一种液相催化氧化法气体脱硫再生装置”(专利号：ZL200610140780.5)后续开发技术，是实施该发明专利优选的主体设备。

一种气体脱硫母液再生综合塔主要包括气体脱硫系统、母液再生系统的主体设备，其特征在于：三塔合为一体，上塔为脱硫塔1，其特征在于：脱硫塔1中心设有中央洗气管5，管中设有多层贫母液雾化喷头15，中央洗气管5与塔壁之间环形部分设脱硫塔填料层8，填料层内周壁设有多层叶形防壁流圈16；中塔是反应塔2，其特征在于：反应塔2中心设有中央降液管17与上塔中央洗气管5相接相通，与脱硫塔底部相通，中央降液管17至反应塔2底部与反应塔2相通，中央降液管17与反应塔壁之间设有多个低压双射流再生器20，低压双射流再生器20垂直安装，低压双射流再生器富母液入口[21]在反应塔2中部，低压双射流再生器液、气混合流体排出管25伸至下塔底且与之相通；下塔为再生浮选塔3，塔内设浮选内筒26(筒内设花板27)、外筒35，其上部沿塔壁设溢流环形槽28及硫泡沫出塔口29，顶侧设尾气出塔口30，其特征在于：再生浮选塔3中心设有垂直支柱36与反应塔2中央降液管17相接，浮选内筒26中，低压双射流再生器液、气混合流体排出管25穿过花板27至浮选内筒26下部，外筒35下部沿塔壁周边设有贫母液收集槽31，其上部设有狭缝形母液通道32，其贫母液收集槽31沿塔壁侧设有贫母液出塔口33，再生浮选塔3底部外壁设有塔座34，通过地脚螺栓与地基相连。

该综合塔装置集脱硫塔1、反应塔2、低压双射流再生器20、再生浮选塔3为一体，集气体脱硫、母液再生、副产品硫泡沫分离多种功能为一身。按顺序由上而下垂直排列，母液利用位差完成各个程序，省去设备间输送管线，省去再生富液泵，节省材料、节省占地面积，节电达40％以上。

气体脱硫母液再生综合塔的上塔为脱硫塔1，气体进口在上部，中央洗气管5设置有多层贫母液雾化喷头15，其功能相当于多个喷射式脱硫塔串联使用。中央洗气管5与塔壁之间环形部分为脱硫塔填料层8，其填料层内周壁设有多层叶式防壁流圈16，可省去两层填料之间液体收集器和液体再分布器，减少塔高，提高脱硫效率。因采用中央洗气管5与脱硫塔填料层8串联操作，填料层高度可以降低。综合上述与目前脱硫采取的填料塔相比，足足省下反应塔2、再生浮选塔3叠加的高度，因中央洗气管5的存在可以作为填料层支撑栅板7的支点，大大减少填料层支撑栅板7的跨距，大大减少支撑栅板材料的用量。中央洗气管5分担脱硫塔1塔壁的载荷，塔壁材料用量减少。

气体脱硫母液综合塔的中塔为反应塔2，其中央设中央降液管17与脱硫塔1中央洗气管5相接相通，承载中央洗气管5下传的载荷，与脱硫塔1底部相通，富母液自流入反应塔2，因中央降液管17插至反应塔2底部，在液面下方起液封作用，取代了原脱硫系统脱硫塔外液封槽。中心降液管17与反应塔2塔壁之间布置多个低压双射流再生器20，低压双射流再生器富母液入口21在反应塔2中部，富母液从中央降液管17靠位差排至反应塔2底部转而向上流入低压双射流再生器富母液入口21，省去了现有脱硫再生系统反应槽至自吸式喷射器之间的输送管线。反应塔2液面至低压双射流再生器液、气混合室22之间高度差以提供富母液射流的动力，省去现有脱硫再生系统耗电最大的再生富液泵。低压双射流再生器液、气混合室22设有空气送入管道23与塔外相通，此装置比原脱硫再生系统只增加耗电很少的空气鼓风机即可。

气体脱硫母液再生综合塔下塔为再生浮选塔3：其中央设有垂直支柱36与反应塔2中央降液管17相接，将中央降液管17的载荷传至塔下面基础。浮选内筒26中设有低压双射流再生器液、气混合流体排出管25穿过花板27至下塔底部；外筒35周边设贫母液环形收集槽31，槽上部设有狭缝母液通道32，以均衡周边母液收集量，均衡外筒母液循环速度，有益再生浮选过程，减少贫母液硫悬浮物夹带量。下塔底部外壁设有塔座34，通过地脚螺栓与地基相连，因再生浮选塔3比脱硫塔1直径大，增加了综合塔的稳定性。

(四)附图说明：

附图：气体脱硫母液再生综合塔示意图

图中：1脱硫塔；2反应塔；3再生浮选塔；4脱硫气体入口；5中央洗气管；6中央洗气管出口；7填料层支撑栅板；8脱硫塔填料层；9除雾填料层；10脱硫塔净化气体出口；11脱硫塔贫母液入口；12贫母液入塔主管；13贫母液喷洒装置；14贫母液进中央洗气管分管；15贫母液雾化喷头；16叶形防壁流圈；17中央降液管；18中央降液管入口；19中央降液管出口；20低压双射流再生器；21低压双射流再生器富母液入口；22低压双射流再生器液、气混合室；23空气送入管道；24空气入塔进口；25低压双射流再生器液、气混合流体排出管；26浮选内筒；27花板；28溢流环形槽；29硫泡沫出塔口；30尾气出塔口；31贫母液环形收集槽；32狭缝母液通道；33贫母液出塔口；34塔座；35外筒；36垂直支柱。

(五)具体实施方式：

具体工艺过程：气体由脱硫气体入口4进入脱硫塔1，沿中央洗气管5，向下与贫母液雾接触被初步净化后，由中央洗气管出口6进入环状填料层底部，经填料层支撑栅板7进入脱硫塔填料层8与从塔顶喷淋下来母液接触，脱硫后的净化气经除雾填料层9除雾后，由脱硫塔净化气体出塔口10排至下一工序。带压贫母液自脱硫塔贫母液入口11经贫母液入塔主管12至脱硫塔1顶贫母液喷洒装置13向填料层均匀喷洒，一部分贫母液由贫母液主管12分出，由贫母液进中央洗气管分管14至贫母液雾化喷头15雾化，在中央洗气管5中脱硫气经多层雾化吸收，使脱硫气体得到初步净化，吸收硫化氢气体后的富母液直接进入中央降液管17。由贫母液喷洒装置13向脱硫塔填料层8均匀喷洒的贫母液与脱硫气体逆向大面积反复接触，使脱硫气体得到进一步净化，贫母液向下通过脱硫塔填料层8时易产生壁流效应，即大量母液在周边塔壁汇集且沿壁而下，降低脱硫效率。本技术采用叶形防壁流圈16，因防壁流圈的导向作用，迫使壁上母液反复重返脱硫塔填料层8，提高母液脱硫效率。吸收硫化氢后的富母液经中央降液管入口18进入中央降液管17，母液完成脱硫过程，贫母液转化成富母液。汇集于中央降液管17的富母液靠液位压力从插入反应塔2底部的中央降液管出口19排出进入反应塔2，向上经低压双射流再生器富母液入口21流入低压双射流再生器液、气混合室22形成射流，并与空气射流剧烈混合反应，射流垂直而下经低压双射流再生器液、气混合流体排出管25继续反应后进入再生浮选塔3。低压空气由空气入塔进口24进入，经空气送入管道23送入低压双射流再生器液、气混合室22形成射流与母液射流相混合并反应，混合流体由浮选内筒26下部排出，夹带副产品硫磺泡沫的液、气混合流向上穿过花板27形成的副产品硫磺泡沫气浮至液面，通过溢流环形槽28的堰板收集至槽内，经硫泡沫出塔口29流入硫泡沫加工系统。再生后的空气尾气由尾气出塔口30去尾气处理设备。再生后贫母液至浮选内筒26上方与气体及硫泡沫分离进入外筒35向下流去，部分贫母液由浮选内筒26下部进内筒循环，另一部分经贫母液环形收集槽31上部狭缝母液通道32汇集至贫母液环形收集槽31由贫母液出塔口33排至塔外下一设备。

Claims (1)

1.一种气体脱硫母液再生综合塔，主要包括脱硫系统和母液再生系统的主体设备，其特征在于：上塔为脱硫塔(1)、中塔为反应塔(2)、下塔为再生浮选塔(3)，三塔合为一体；

上塔为脱硫塔(1)，脱硫气体入口(4)在综合塔上部，脱硫塔(1)中央设有中央洗气管(5)，管中设有多层贫母液雾化喷头(15)，中央洗气管(5)与塔壁之间环形部分设一层或多层填料，脱硫塔填料层(8)内内周壁设有多层叶式防壁流圈(16)；

中塔是反应塔(2)，反应塔(2)中央设有中央降液管(17)，中央降液管(17)与上塔中央洗气管(5)相接相通，中央降液管(17)与脱硫塔(1)底部相通，富母液靠液位压力从插入反应塔(2)底部的中央降液管出口(19)排出进入反应塔(2)，反应塔(2)其特征在于：中央降液管(17)与塔壁之间设有多个低压双射流再生器，低压双射流再生器垂直安装，低压双射流再生器富母液入口(21)在反应塔(2)中部，反应塔(2)液面至低压双射流再生器液、气混合室(22)之间高度差提供富母液射流的动力，其低压双射流再生器液、气混合流体排出管(25)直伸至下塔底部，低压双射流再生器液、气混合室(22)设有空气送入管道(23)与塔外相通；

下塔为再生浮选塔(3)，再生浮选塔(3)由浮选内筒(26)、外筒(35)构成，内筒(26)筒内设花板(27)，外筒(35)上部设有溢流环形槽(28)和硫泡沫出塔口(29)，顶侧设尾气出塔口(30)，再生浮选塔(3)其特征在于：中央设有垂直立柱(36)，垂直立柱(36)与反应塔(2)中央降液管(17)相接，浮选内筒(26)中低压双射流再生器液、气混合流体排出管(25)穿过花板(27)至下塔底部，外筒(35)下部周边设贫母液环形收集槽(31)，贫母液环形收集槽(31)上部设有狭缝形母液通道(32)，贫母液环形收集槽(31)沿塔壁侧设有贫母液出塔口(33)。

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