CN102604688A

CN102604688A - 一种顶喷自吸式再生塔

Info

Publication number: CN102604688A
Application number: CN2012100853397A
Authority: CN
Inventors: 袁长胜; 张超群; 崔平; 刘家林; 张巨水
Original assignee: JIANGSU ZHONGXIAN GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGXIAN GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: CN102604688B

Abstract

本发明公开了一种顶喷自吸式再生塔，包括塔体和自吸式喷射再生器；在塔体内设置泡沫分离器和集泡堰；所述的集泡堰设在泡沫分离器与塔顶之间；所述的自吸式喷射再生器插入塔体内，使自吸式喷射再生器的溶液出口处于泡沫分离器与塔底之间；在集泡堰与塔顶之间的塔体上设有硫泡导出管；在塔顶上设有再生废气排出管；所述的自吸式喷射再生器的溶液出口与溶液导出管相连。该设备材料消耗较少，比一塔式脱硫装置钢材消耗量减少20～30%；与高塔再生装置相比较，运行动力消耗低，循环泵压力减小一半，并且省去专用空气压缩机，运行动力费用较低，脱硫操作稳定易调控，脱硫效率高，副反应生成盐较缓慢。

Description

一种顶喷自吸式再生塔

技术领域

本发明涉及气体脱硫工艺装置，具体涉及一种顶喷自吸式再生塔。

背景技术

气体的湿式催化氧化法脱硫脱氰工艺必需包含硫化氢吸收塔和脱硫循环液氧化再生塔。目前，国内煤化工行业的脱硫脱氰工艺装置有三种类型。

第一种类型是传统的两塔式装置，是一个脱硫吸收塔和一个溶液再生高塔，再生塔比脱硫塔高15～18m，再生塔顶设有溶液放大部和硫泡分离放大部。塔顶分离出的溶液经过液位调节器，利用高位压差自流到脱硫吸收塔顶部的溶液分配管上，喷淋塔内填料洗涤煤气。从脱硫吸收塔流下的脱硫富液经过液封槽、反应槽，最后用溶液循环泵以5～6MPa压力压入再生塔底部与压缩空气混合，气液自下而上进到塔顶放大部完成气泡分离和溶液分离，溶液经液位调节器流入脱硫塔循环脱硫，硫泡从放大部引出。高塔再生反应在塔底局部区域发生，由于液柱压力原因，使气液上行时两相很难形成分散相，因而两相接触反应效果差。溶液与气泡分离只有在塔顶放大部进行，分离时间只有几分钟。另外，由于操作气液比调节失衡易造成塔顶冒泡事故。

第二种类型的是槽式再生的一塔一槽式装置，是脱硫溶液用槽式再生代替高塔再生，用自吸喷射再生器代替压缩空气。除了配置富液再生泵外，还增加贫液循环泵。再生槽高7～8m，槽体最大直径是脱硫塔直径的1.4倍，相当于再生塔顶部放大部，或者说是取消再生塔的筒体支撑部保留塔顶放大部。再生槽顶部插入自吸式喷射再生器，其底端距槽底600～1000mm。富液泵7以0.30～0.35MPa压力将脱硫富液B压入喷射再生器与吸入的空气混合，在再生器的短时间内完成再生反应。从再生器喷出的反应液与气泡充分分散，在上升过程中气浮出硫泡，硫泡漫入上层的集泡堰导出槽外。溶液经液位调节器流出槽外导入贫液槽。其工艺优点是利用自吸式喷射再生器，空气与溶液充分混合，再生反应，其缺点是溶液与硫泡分离时间不够充分，溶液中悬浮硫含量偏高。另外，再生槽标高低再生废气排放污染环境，特别采用氨作碱源时，放散气含氨使环境恶化。

第三种类型是一塔式装置，一塔分成两段，上段为溶液再生槽，下段为脱硫塔，两段之间用球面钢板隔断，是脱硫塔和再生槽合而为一，将再生槽安置在脱硫塔顶上，其目的是省去贫液泵和减少一个塔基础位置。另外在脱硫塔底溶液槽内设置隔板式液封，省去液封槽和循环槽。溶液循环泵直接抽吸塔底溶液并压入塔顶各个喷射再生器，反应后溶液在再生槽内分离出硫泡，溶液经设在槽内的液位调节器和槽外的连通管自流入下段的脱硫塔顶各喷嘴喷淋填料。煤气从塔底进入，至塔顶出塔。上行通过3～4层填料与下行的脱硫溶液对流，硫化氢被吸收。流入塔底的溶液经过液封隔离煤气进入塔底溶液槽。因此，一塔式装置优点是系统平面布置简洁整齐，占地减小，一个系统配置一台循环液泵。但是由于将两个根本独立的设备叠加在一个塔位上，需要提高脱硫塔体对再生槽操作总重量的支撑强度，增加了整塔高度和重量，整塔高度为45～47m，其中再生槽高度为6～7m，脱硫塔高度为34m。富液再生泵压力要求大于75～80m。因此，泵后压力大小直接影响到喷射再生器的再生反应效果，再生槽的缺点被保留下来。技术关键是溶液与硫泡分离时间不够充分，脱硫吸收反应时间也不够充分，因而溶液悬浮硫多，循环溶液不清晰，喷嘴和填料易堵塞。

以上三种所述的脱硫液再生设备，共同的缺点是硫泡与溶液分离时间不充分，溶液界面不清晰，反应时间短。再生塔的缺点是空气和溶液压入塔底预混器后，气液两相从塔底到塔顶放大部因为液柱压力作用不能维持良好的分散，更容易形成连续相，因此实际氧化反应区域很小。硫泡和溶液进入塔顶放大部后，无论是槽式或塔式装置都显出分离时间不充分的缺点。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种顶喷自吸式再生塔，以实现将脱硫塔洗涤吸收后的富溶液在再生塔内氧化，使催化剂由还原态转化成氧化态，并且将吸收的硫化氢离子氧化，形成单质硫以硫泡方式从溶液中分离出来，使脱硫富液转变成贫液，恢复脱硫溶液对硫化氢的循环吸收能力。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种顶喷自吸式再生塔，包括塔体和自吸式喷射再生器；在塔体内设置泡沫分离器和集泡堰；所述的集泡堰设在泡沫分离器与塔顶之间；所述的自吸式喷射再生器插入塔体内，使自吸式喷射再生器的溶液出口处于泡沫分离器与塔底之间；在集泡堰与塔顶之间的塔体上设有硫泡导出管；在塔顶上设有再生废气排出管；所述的自吸式喷射再生器的溶液出口与溶液导出管相连。

所述的泡沫分离器包括漏斗形状的锥壳，在锥壳内设有若干个直径不相同的同心套锥，在同心套锥之间留有泡沫通道。

所述的自吸式喷射再生器设在塔的顶部、侧面或底部。

所述的集泡堰设在塔体的内壁上，形状呈锥台，底部直径大、上部直径小。

所述的溶液导出管为“Π”形管。

在所述的再生废气排出管内以及塔顶上均设有用于洗净废气和消泡的喷头。

本发明的顶喷自吸式再生塔不同于目前的再生槽和一塔式再生槽，本发明的再生装置是一种塔式装置，流体流动时间比槽式长一倍以上。泡沫分离采用泡沫分离器，而槽式再生是依靠溶液进入放大部后降低流速，随着时间的延长，泡沫分离器的分离效率提高，而槽式放大部由分离转换成沉降反而增加脱硫液中单质硫的夹带量。

有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：设备材料消耗较少，运行动力费用较低，脱硫操作稳定易调控，脱硫效率高，副反应生成盐较缓慢。

（1）本发明的再生塔装置材料重量与再生槽材料重量相当，是高塔再生装置的一半。一塔式脱硫装置由于将再生槽置于脱硫塔塔顶之上而使塔壁厚度必须补强，又因整塔重量和操作重量增加而必然增加基础土方量和基建材料消耗量，相比较本发明的脱硫装置比一塔式脱硫装置钢材消耗量减少20～30%。

（2）采用本发明的带有泡沫分离器的顶喷自吸再生塔的脱硫装置，脱硫循环液中含悬浮硫量小于10mg/L。硫氰酸铵含量为120～160mg/L，硫代硫酸铵50～100mg/L。一般煤气组成情况下，一级脱硫后煤气含硫化氢量小于100mg/m³。说明溶液活性高，脱硫效率高，脱氰效率高，成盐副反应缓慢。

（3）与高塔再生装置相比较，运行动力消耗低。循环泵压力减小一半，并且省去专用空气压缩机，动力电耗减少54%以上。具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益和社会效应。

附图说明

图1是顶喷自吸式再生塔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，顶喷自吸式再生塔的塔体1外形是圆筒形，在塔体1内设置泡沫分离器2；在泡沫分离器2至塔顶之间的塔体1内设置集泡堰3，在泡沫分离器2至塔顶之间的塔体1上设硫泡导出管5；在塔上设有自吸式喷射再生器4，自吸式喷射再生器4下端的溶液出口处于泡沫分离器2与塔底之间，自吸式喷射再生器的溶液出口与溶液导出管7相连，溶液导出管7为“Π”形管。在塔顶设有再生废气排出管6，在再生废气排出管6内以及塔顶上均设有用于洗净废气和消泡的喷头。

泡沫分离器2包括呈漏斗形锥壳，在锥壳内设有若干个直径不相同的同心套锥，套锥数量可以为1~10个或更多个，在同心套锥之间留有泡沫通道，通道的宽度由溶液流量和流速决定。各层锥体内的溶液流速不同，内层套锥的溶液和泡沫下降到泡沫通道平面时泡沫迅速进入通道流入外一层套锥，经过逐层分离最终泡沫向上进入硫泡层，溶液向下流入锥底导液管。其工作原理是，对于定态流动且密度稳定的流体，在通过流管时其流速与流管截面积成反比，两种不同密度互不相溶的介质在垂直向下流动时轻重两种介质更容易分离。随着压力梯度增加，泡沫状的轻介质更容易与溶液重介质朝相背方向分离。本发明的塔泡沫分离器沿锥体向下时，锥体截面积减小，液压增加，溶液向下流动硫泡向上集合，在到达两锥相套的界面处硫泡受液压作用而迅速从两锥体的间隙旁路返回泡沫分离器顶面的硫泡层。向下流动的脱硫贫液逐层分出硫泡而变得清晰。漏斗与导液管连接将溶液从塔下部引出流入贫液槽。

集泡堰3设置在泡沫分离器2到塔顶部之间的内壁上，呈锥台形，底部直径大、上部直径小，泡沫从下向上涌流时泡沫厚度增加，溢入集泡堰的硫泡带液量少，即使泡沫产量很少的情况也能使泡沫集中和溢入集泡堰，泡沫流动截面积下大上小，有利泡沫的集中和减小硫泡带液量，与目前采用的槽式、高塔式、一塔式均不同，它们采用的集泡方式都是在放大部的外侧再增设一个扩大部作为硫泡堰，依靠液位调节器调节放大部的液位高度使硫泡溢出放大部流入硫泡堰，这种方式泡沫层薄，溢流入硫泡堰的硫泡带液量多，液位调节操作较难。而本发明的集泡堰3使泡沫向中央集合，泡沫厚，在相同泡沫产量条件下，本发明的集泡堰更稳定更容易分离出泡沫，而且可以省去设置塔内液位调节器。

自吸式喷射再生器4可以安装在塔顶、塔体侧面或塔底，确保自吸式喷射再生器4下端的溶液出口处于泡沫分离器2与塔底之间。再生喷射气液混合物冲至塔底然后反向以分散的气泡与溶液向上流过泡沫分离器外壁上升至分离层，溶液下降流入泡沫分离器逐层分离夹带的硫泡，最终将泡沫与溶液清晰分离。

Claims

1.一种顶喷自吸式再生塔，其特征在于：包括塔体（1）和自吸式喷射再生器（4）；在塔体（1）内设置泡沫分离器（2）和集泡堰（3）；所述的集泡堰（3）设在泡沫分离器（2）与塔顶之间；所述的自吸式喷射再生器（4）插入塔体（1）内，使自吸式喷射再生器（4）的溶液出口处于泡沫分离器（2）与塔底之间；在集泡堰（3）与塔顶之间的塔体（1）上设有硫泡导出管（5）；在塔顶上设有再生废气排出管（6）；所述的自吸式喷射再生器（4）的溶液出口与溶液导出管（7）相连。

2.根据权利要求1所述的顶喷自吸式再生塔，其特征在于：所述的泡沫分离器（2）包括漏斗形状的锥壳，在锥壳内设有若干个直径不相同的同心套锥，在同心套锥之间留有泡沫通道。

3.根据权利要求1所述的顶喷自吸式再生塔，其特征在于：所述的自吸式喷射再生器（4）设在塔的顶部、侧面或底部。

4.根据权利要求1所述的顶喷自吸式再生塔，其特征在于：所述的集泡堰设在塔体（1）的内壁上，形状呈锥台，底部直径大、上部直径小。

5.根据权利要求1所述的顶喷自吸式再生塔，其特征在于：所述的溶液导出管（7）为“Π”形管。

6.根据权利要求1所述的顶喷自吸式再生塔，其特征在于：在所述的再生废气排出管（6）内以及塔顶上均设有用于洗净废气和消泡的喷头。