CN102631832A - 酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法 - Google Patents

酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法，目前工业生产上已知的常规的脱硫方法虽多，但同样存在较多问题。本发明装置包括鼓泡吸收器、降膜吸收塔、第一离心泵、双氧水高位槽、过滤器、储罐、第二离心泵；本发明工艺流程如下：首先将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收中；其次将经鼓泡吸收器理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将气体排空；最后待鼓泡吸收器和降膜吸收塔中硫化氢经双氧水氧化后产生的硫达到一定量后，将吸收液打入过滤器过滤除硫，经循环后回到降膜吸收塔，且补加浓双氧水。本发明工艺流程简洁、操作简单、实用经济。

Description

酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法
技术领域
本发明属于化学化工技术领域，尤其涉及一种酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法。
背景技术
硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，嗅觉阈值为0.00041ppm，本品是强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺激作用，对人体危害极大。在化工生产过程中难免有的硫化氢副产物产生，在采矿、有色金属冶炼、煤的低温焦化、含硫石油开采和提炼，在橡胶、制革、染料、制糖等工业过程中都有硫化氢产生。
在技术上，尾气中H2S的脱除方法分为:(1)吸收法:物理溶剂吸收,化学溶剂吸收;(2)吸附法:不可再生的吸附剂吸附,可再生的吸附剂吸附;(3)氧化法:干法氧化,湿法氧化;(4)分解法:热分解,微波技术分解;(5)生物法。一般工业生产中大量采用的是前三类。对于工业生产中产生的酸性气体中含少量硫化氢的尾气处理方法，如在2-巯基吡啶工业生产中，
Figure 2012100758960100002DEST_PATH_IMAGE002
2-氯吡啶在碳酸钠存在下与硫氢化钠反应，生成2-巯基吡啶钠盐，然后用盐酸中和生成2-巯基吡啶，为使主原料反应完全，然而现实中反应不可能100%完全，所以反应物中硫氢化钠、碳酸钠和盐酸总是过量的，反应装置体系中的尾气含少量硫化氢气体（H2S）、二氧化碳气体（CO2）和氯化氢气体（HCl）,除去硫化氢气体和氯化氢气体是我们工艺上必须考虑做好的事，特别是硫化氢气体脱除是工艺上考虑的重中之重的事。
对一种酸性气体中含有的少量硫化氢的脱除方法，按目前工业生产上已知的常规的脱硫方法，(1)吸收法，包括物理溶剂吸收和化学溶剂吸收，需使用吸附溶剂，如用碱液吸收，因存在相对大量的二氧化碳气体，需消耗较大量的碱液，且需二次处理，这样在经济上是不合理，对环境也会造成二次污染；(2)吸附法，包括不可再生的吸附剂吸附和可再生的吸附剂吸附，都需用到吸附剂，需用到吸附剂或对吸附剂再生处理，会增加成本和二次污染，不适用一种酸性气体中含少量硫化氢脱除方法；(3)氧化法，克劳斯法和选择性干法氧化,需专用设备，回收率分别是94
Figure 2012100758960100002DEST_PATH_IMAGE004
96%和95
Figure 504942DEST_PATH_IMAGE004
99%，还需加吸收法除残余硫化氢。铁离子湿式氧化法脱除硫化氢，也需专用设备，对设备的腐蚀要求高。目前已知的常规氧化法脱硫化氢适用于硫化氢量大的脱除，不适用于酸性气体中含少量硫化氢脱除；(4)分解法:包括热分解和微波技术分解，需特殊专用设备，设备造价高，气体中含盐酸气对设备腐烂要求相当高，也不适用酸性气体中含少量硫化氢脱除。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种酸性气体中少量硫化氢脱除装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
酸性气体中少量硫化氢脱除装置，包括鼓泡吸收器、降膜吸收塔、第一离心泵、双氧水高位槽、过滤器、储罐、第二离心泵；鼓泡吸收器气体进口通过管道接产生酸性气体的反应釜；鼓泡吸收器气体出口通过管道接降膜吸收塔的气体进口；降膜吸收塔的气体出口通过管道接风机；降膜吸收塔的第一液体进口接双氧水高位槽的液体出口；降膜吸收塔的第二液体进口通过管道接第二离心泵第一液体出口；降膜吸收塔的第一液体出口通过第一离心泵接过滤器的液体进口，同时降膜吸收塔的第一液体出口通过第一离心泵回到降膜吸收塔的第四液体进口形成自循环；降膜吸收塔的第三液体进口接冷却水进水管，降膜吸收塔的第二液体出口接冷却水出水管；过滤器的液体出口通过管道接储罐的液体进口，接储罐的液体出口通过管道接第二离心泵进口，第二离心泵第一液体出口接降膜吸收塔的第二液体进口，第二离心泵第二液体出口通过管道接至废水处理中心；储罐的气体进口接真空系统；
所述的管道材料为加强聚丙烯材料。
酸性气体中少量硫化氢脱除方法，包括如下工艺流程：
步骤(1). 将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器所用的双氧水浓度为1
Figure 868928DEST_PATH_IMAGE004
35%，鼓泡吸收器中双氧水量为100
Figure 42551DEST_PATH_IMAGE004
300KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 429670DEST_PATH_IMAGE004
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2). 将经鼓泡吸收器处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔中双氧水浓度为0.5
Figure 677768DEST_PATH_IMAGE004
10%；降膜吸收塔中双氧水量为400
Figure 630680DEST_PATH_IMAGE004
1000KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度小于0.00041 g/M3，低于人嗅觉阈值；选用的风机规格如下：风量为500
Figure 240784DEST_PATH_IMAGE004
4000 M3/h。
所述的降膜吸收塔中操作温度为0
Figure 911937DEST_PATH_IMAGE004
50℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在1
Figure 898479DEST_PATH_IMAGE004
6；
所述的降膜吸收塔可选一级塔、二级塔或三级塔，所用塔型可用填料塔、降膜塔或泡罩塔，优选降膜塔。
步骤(3).待鼓泡吸收器和降膜吸收塔中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵打入过滤器过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐、第二离心泵回到降膜吸收塔，并且在降膜吸收塔中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心。
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的硫化氢与双氧水的反应方程式如下：
Figure 2012100758960100002DEST_PATH_IMAGE006
；
所述的降膜吸收塔中补加的浓双氧水浓度为30
Figure 784526DEST_PATH_IMAGE004
50%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔中双氧水的浓度达到0.510%；
作为优选，步骤(1)中鼓泡吸收器所用的双氧水浓度为3
Figure 910931DEST_PATH_IMAGE004
15%；
作为优选，步骤(2)中降膜吸收塔中双氧水浓度为1
Figure 494972DEST_PATH_IMAGE004
5%；操作温度为5
Figure 235526DEST_PATH_IMAGE004
40℃，双氧水溶液PH值控制在1
Figure 249749DEST_PATH_IMAGE004
3；风机风量为1000
Figure 646226DEST_PATH_IMAGE004
3000 M3/h； 
作为优选，步骤(3)中降膜吸收塔中补加的浓双氧水浓度为3035%。
本发明有益效果如下：
本发明用一定浓度的双氧水吸收液作脱硫剂，得到了很好的脱硫化氢效果，出口的硫化氢浓度小于0.00041 g/M3，酸性气体中的盐酸气体被水吸收，二氧化碳少部份被水吸收后排放，因双氧水氧化硫化氢后生成水，不会造成二次污染，为绿色环保脱硫方法。且本发明工艺流程简洁、操作简单、设备投资相对较少；总的来说是实用且经济。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图中，鼓泡吸收器1、降膜吸收塔2、第一离心泵3、双氧水高位槽4、过滤器5、储罐6、第二离心泵7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，酸性气体中少量硫化氢脱除装置，包括鼓泡吸收器1、降膜吸收塔2、第一离心泵3、双氧水高位槽4、过滤器5、储罐6、第二离心泵7；鼓泡吸收器1气体进口通过管道接产生酸性气体的反应釜；鼓泡吸收器1气体出口通过管道接降膜吸收塔2的气体进口；降膜吸收塔2的气体出口通过管道接风机；降膜吸收塔2的第一液体进口接双氧水高位槽4的液体出口；降膜吸收塔2的第二液体进口通过管道接第二离心泵7第一液体出口；降膜吸收塔2的第一液体出口通过第一离心泵3接过滤器5的液体进口，同时降膜吸收塔2的第一液体出口通过第一离心泵3回到降膜吸收塔2的第四液体进口形成自循环；降膜吸收塔2的第三液体进口接冷却水进水管，降膜吸收塔2的第二液体出口接冷却水出水管；过滤器5的液体出口通过管道接储罐6的液体进口，接储罐6的液体出口通过管道接第二离心泵7进口，第二离心泵7第一液体出口接降膜吸收塔2的第二液体进口，第二离心泵7第二液体出口通过管道接至废水处理中心；储罐6的气体进口接真空系统；
所述的管道材料为加强聚丙烯材料。
酸性气体中少量硫化氢脱除方法，包括如下工艺流程：
步骤(1). 将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器1中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器1所用的双氧水浓度为1
Figure 583730DEST_PATH_IMAGE004
35%，鼓泡吸收器1中双氧水量为100
Figure 955806DEST_PATH_IMAGE004
300KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 839579DEST_PATH_IMAGE004
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2). 将经鼓泡吸收器1处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔2，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔2中双氧水浓度为0.5
Figure 955303DEST_PATH_IMAGE004
10%；降膜吸收塔2中双氧水量为400
Figure 608132DEST_PATH_IMAGE004
1000KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度小于0.00041 g/M3，低于人嗅觉阈值；选用的风机规格如下：风量为500
Figure 88792DEST_PATH_IMAGE004
4000 M3/h。
所述的降膜吸收塔2中操作温度为0
Figure 443550DEST_PATH_IMAGE004
50℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在1
Figure 113697DEST_PATH_IMAGE004
6；
所述的降膜吸收塔2可选一级塔、二级塔或三级塔，所用塔型可用填料塔、降膜塔或泡罩塔，优选降膜塔。
步骤(3).待鼓泡吸收器1和降膜吸收塔2中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵3打入过滤器5过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐6、第二离心泵7回到降膜吸收塔2，并且在降膜吸收塔2中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心。
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的硫化氢与双氧水的反应方程式如下：
；
所述的降膜吸收塔2中补加的浓双氧水浓度为3050%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔2中双氧水的浓度达到0.510%；
作为优选，步骤(1)中鼓泡吸收器所用的双氧水浓度为3
Figure 834824DEST_PATH_IMAGE004
15%；
作为优选，步骤(2)中降膜吸收塔中双氧水浓度为1
Figure 196666DEST_PATH_IMAGE004
5%；操作温度为540℃，双氧水溶液PH值控制在1
Figure 427107DEST_PATH_IMAGE004
3；风机风量为1000
Figure 688324DEST_PATH_IMAGE004
3000 M3/h； 
作为优选，步骤(3)中降膜吸收塔中补加的浓双氧水浓度为3035%。
实施例1
步骤(1).将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器1中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器1所用的双氧水浓度为1%，鼓泡吸收器1中双氧水量为100KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 163616DEST_PATH_IMAGE004
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2).将经鼓泡吸收器1处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔2，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔2中双氧水浓度为0.5%；降膜吸收塔2中双氧水量为400KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度为0.00039 g/M3，低于人嗅觉阈值；选用的风机规格如下：风量为500 M3/h。
所述的降膜吸收塔2中操作温度为0℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在1；
步骤(3).待鼓泡吸收器1和降膜吸收塔2中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵3打入过滤器5过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐6、第二离心泵7回到降膜吸收塔2，并且在降膜吸收塔2中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心。
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的降膜吸收塔2中补加的浓双氧水浓度为30%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔2中双氧水的浓度达到0.5%；
实施例2
步骤(1).将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器1中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器1所用的双氧水浓度为25%，鼓泡吸收器1中双氧水量为200KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 980263DEST_PATH_IMAGE004
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2). 将经鼓泡吸收器1处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔2，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔2中双氧水浓度为5.5%；降膜吸收塔2中双氧水量为750KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度为0.00032 g/M3，低于人嗅觉阈值；选用的风机规格如下：风量为2000 M3/h。
所述的降膜吸收塔2中操作温度为25℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在3.5；
步骤(3).待鼓泡吸收器1和降膜吸收塔2中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵3打入过滤器5过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐6、第二离心泵7回到降膜吸收塔2，并且在降膜吸收塔2中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心。
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的降膜吸收塔2中补加的浓双氧水浓度为40%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔2中双氧水的浓度达到5.5%；
实施例3
步骤(1).将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器1中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器1所用的双氧水浓度为35%，鼓泡吸收器1中双氧水量为300KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 533253DEST_PATH_IMAGE004
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2).将经鼓泡吸收器1处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔2，气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔2中双氧水浓度为10%；降膜吸收塔2中双氧水量为1000KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度为0.00040 g/M3，低于人嗅觉阈值；选用的风机规格如下：风量为4000 M3/h。
所述的降膜吸收塔2中操作温度为50℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在6；
步骤(3).待鼓泡吸收器1和降膜吸收塔2中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵3打入过滤器5过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐6、第二离心泵7回到降膜吸收塔2，并且在降膜吸收塔2中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心。
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的降膜吸收塔2中补加的浓双氧水浓度为50%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔2中双氧水的浓度达到10%；
实施例4
按照实施例1的步骤，只将鼓泡吸收器1和降膜吸收塔2中双氧水换成水，通过风机排出的剩余气体硫化氢气味浓重，明显高于人嗅觉阈值。

Claims (6)

1. 酸性气体中少量硫化氢脱除装置，其特征在于，包括鼓泡吸收器（1）、降膜吸收塔（2）、第一离心泵（3）、双氧水高位槽（4）、过滤器（5）、储罐（6）、第二离心泵（7）；鼓泡吸收器（1）气体进口通过管道接产生酸性气体的反应釜；鼓泡吸收器（1）气体出口通过管道接降膜吸收塔（2）的气体进口；降膜吸收塔（2）的气体出口通过管道接风机；降膜吸收塔（2）的第一液体进口接双氧水高位槽（4）的液体出口；降膜吸收塔（2）的第二液体进口通过管道接第二离心泵（7）第一液体出口；降膜吸收塔（2）的第一液体出口通过第一离心泵（3）接过滤器（5）的液体进口，同时降膜吸收塔（2）的第一液体出口通过第一离心泵（3）回到降膜吸收塔（2）的第四液体进口形成自循环；降膜吸收塔（2）的第三液体进口接冷却水进水管，降膜吸收塔（2）的第二液体出口接冷却水出水管；过滤器（5）的液体出口通过管道接储罐（6）的液体进口，接储罐（6）的液体出口通过管道接第二离心泵（7）进口，第二离心泵（7）第一液体出口接降膜吸收塔（2）的第二液体进口，第二离心泵（7）第二液体出口通过管道接至废水处理中心；储罐（6）的气体进口接真空系统。
2.根据权利要求1所述的酸性气体中少量硫化氢脱除装置，其特征在于，所述的管道的材料为加强聚丙烯材料。
3.一种使用如权利要求1所述装置的酸性气体中少量硫化氢脱除方法，其特征在于，包括如下工艺流程：
步骤(1).将反应釜中产生的含有硫化氢的酸性气体尾气，通过管道通入装有双氧水的鼓泡吸收器（1）中；
所述的步骤(1)中鼓泡吸收器（1）所用的双氧水浓度为1                                               35%，鼓泡吸收器（1）中双氧水量为100
Figure 386167DEST_PATH_IMAGE002
300KG；
所述的酸性气体尾气中硫化氢的浓度为0
Figure 643710DEST_PATH_IMAGE002
50g/M3, 平均为5g/M3； 
步骤(2). 将经鼓泡吸收器（1）处理后的气体，再进入装有双氧水的降膜吸收塔（2），气体和双氧水溶液同向降膜吸收后，通过风机将剩余气体排空；
所述的步骤(2)中降膜吸收塔（2）中双氧水浓度为0.5
Figure 682073DEST_PATH_IMAGE002
10%；降膜吸收塔（2）中双氧水量为400
Figure 222775DEST_PATH_IMAGE002
1000KG；
所述的通过风机排出的剩余气体中硫化氢浓度小于0.00041 g/M3；选用的风机规格如下：风量为500
Figure 679296DEST_PATH_IMAGE002
4000 M3/h；
所述的降膜吸收塔（2）中操作温度为050℃，该操作温度可通过冷却水调节；双氧水溶液PH值控制在1
Figure 618750DEST_PATH_IMAGE002
6；
所述的降膜吸收塔（2）可选一级塔、二级塔或三级塔，所用塔型可用填料塔、降膜塔或泡罩塔，优选降膜塔；
步骤(3).待鼓泡吸收器（1）和降膜吸收塔（2）中的双氧水将硫化氢氧化且产生的硫达到一定量后，将吸收液通过第一离心泵（3）打入过滤器（5）过滤除去硫，然后将吸收液依次经过储罐（6）、第二离心泵（7）回到降膜吸收塔（2），并且在降膜吸收塔（2）中补加浓双氧水，循环使用，使用2次后将吸收液排至废水处理中心；
所述的吸收液为双氧水将硫化氢氧化后产生的混合液；
所述的硫化氢与双氧水的反应方程式如下：
Figure 2012100758960100001DEST_PATH_IMAGE004
；
所述的降膜吸收塔（2）中补加的浓双氧水浓度为30
Figure 759881DEST_PATH_IMAGE002
50%，使补加浓双氧水后降膜吸收塔（2）中双氧水的浓度达到0.5
Figure 70908DEST_PATH_IMAGE002
10%。
4.根据权利要求3所述的酸性气体中少量硫化氢脱除方法，其特征在步骤(1)中所述的鼓泡吸收器（1）所用的双氧水的浓度为315%。
5.根据权利要求3所述的酸性气体中少量硫化氢脱除方法，其特征在步骤(2)中所述的降膜吸收塔（2）中双氧水浓度为1
Figure 855510DEST_PATH_IMAGE002
5%，操作温度为5
Figure 548135DEST_PATH_IMAGE002
40℃，双氧水溶液PH值控制在1
Figure 962936DEST_PATH_IMAGE002
3，风机风量为1000
Figure 718534DEST_PATH_IMAGE002
3000 M3/h。
6.根据权利要求3所述的酸性气体中少量硫化氢脱除方法，其特征在步骤(3)中所述的降膜吸收塔（2）中补加的浓双氧水浓度为30
Figure 156468DEST_PATH_IMAGE002
35%。
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