CN102895862B - 单塔脱除煤气中硫化氢的方法和系统 - Google Patents

单塔脱除煤气中硫化氢的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单塔脱除煤气中硫化氢的方法,包括第一次喷淋脱硫;第二次喷淋脱硫;煤气排出和硫膏制备,本发明还公开了这种方法所采用的设备,包括筒体(1)、带双层喷淋结构的脱硫塔、内设换热器I(2)的底液槽(3)、带换热器II(4)的再生槽(5)和与再生槽(5)连接的硫膏制备系统(6)等,这种方法和系统大大节约了脱硫成本,仅使用一套本系统即可同时达到较为理想的脱硫状态,其占地面积小、结构较为简单、煤气在处理过程中上升的阻力较小,从而提高脱硫效率,不会发生填料堵塞,清洗和更换均十分方便。

Description

单塔脱除煤气中硫化氢的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种脱除煤气中硫化氢的方法及系统。 
背景技术
按照《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规的要求,各种含硫煤制成煤气用于燃烧,需要脱除煤气中的硫。煤气中的硫可分为燃烧后脱出的二氧化硫和燃烧前脱出的硫化氢两种,因燃烧后烟气量增大较多,处理起来十分复杂,因此在生产中通常是在燃烧前就需要脱出硫化氢。在现有技术中,脱除硫化氢的工艺多为旋流塔、填料塔和气液分离塔组合起来进行脱硫,即三塔脱硫法,这种工艺所需的设备结构均较为复杂,占地面积大,气体阻力也相当大,填料易堵塞并且清洗更换十分困难。
发明内容
针对上述不足,本发明的目的之一是提供一种单塔脱除煤气中硫化氢的方法。
一种单塔脱除煤气中硫化氢的方法,包括如下步骤:
第一次喷淋脱硫:煤气进入脱硫塔底部与脱硫底液进行传热、传质,然后脱硫底液进入底液槽进行热交换后回收用于再次对煤气喷淋脱硫,如此循环;第二次喷淋脱硫:经第一次喷淋脱硫后的煤气在脱硫塔内向上运动,与脱硫液再次进行传热、传质,然后脱硫液进入再生槽与催化剂反应,同时进行热交换和氧化反应,生成硫泡沫并还原催化剂,反应后的脱硫液再回收用于对煤气喷淋脱硫,如此循环;煤气排出和硫膏制备:经两次喷淋脱硫处理后的煤气从脱硫塔顶部排出;硫泡沫从再生槽顶部溢流排出,制备成硫磺块。
所述脱硫液和脱硫底液均被雾化成0.01至0.5mm后再对煤气进行喷淋,从而更好地将脱硫液或脱硫底液雾化,使其与煤气更好地进行传热与传质;直径在0.2至0.3mm之间的脱硫液或脱硫底液质量均大于各自液滴总质量的90%。
本发明的另一目的是提供一种上述方法所采用的系统。
上述单塔脱除煤气中硫化氢方法采用的系统,包括筒体、带双层喷淋结构的脱硫塔、内设换热器I的底液槽、带换热器II的再生槽和与再生槽连接的硫膏制备系统,其中:第一层喷淋结构位于脱硫塔底部,包括下排液口、进气管和下喷淋管,底液槽的一端与下排液口连通,另一端与下喷淋管连通;第二层喷淋结构位于脱硫塔中部,包括上喷淋管、固定在筒体内壁上并且底部设置上排液口的接水槽、位于接水槽上方的挡水板,其中,再生槽的入口与上排液口连通,出口与上喷淋管连通;上喷淋管的上端依次设置除雾器和出气管。
所述再生槽的底部连接鼓风机,用于向再生槽内鼓入空气,快速生成硫泡沫并还原催化剂。
再生槽的入口与上排液口之间设置加药斗,用于加入催化剂或其他药剂。
所述底液槽与下喷淋管之间、再生槽与上喷淋管之间均设置有动力泵,分别用于将脱硫液、脱硫底液的循环利用提供动力支持。
所述挡水板的外径大于接水槽的内径,以使所有的脱硫液均流入接水槽,不会溅出而流入到下喷淋层,从而使脱硫液和脱硫底液完全不混合,有利于脱硫传热、传质的顺利进行。
所述挡水板由内向外倾斜设置,从而可使从上喷淋层出来的脱硫液顺利流至接水槽中,顺利进入再生槽。
所述接水槽的底板由内向外倾斜设置,以使上述脱硫液更顺利地进入再生槽。
本发明的有益效果为:将现有技术中的三塔脱硫法改进为单塔脱硫法,解决了因设备过多而带来的生产成本高,占地面积大,设备结构复杂的技术问题,并且,通过两次脱硫喷淋处理工艺,使煤气中的硫化氢的脱硫效果更加好,脱硫处理更加彻底,在第二次喷淋步骤中,脱硫液进入再生槽进行氧化反应,生成的硫泡沫不但可以用于还原催化剂,还可以进入硫膏制备系统,用于制作成硫磺块;采用两次喷淋处理工艺,减小了煤气在脱硫塔中的气体阻力,也不会造成填料堵塞。
根据上述单塔脱硫法所配备的系统带有双层喷淋结构,并且该双层喷淋结构还可进一步改进为更多层喷淋结构,其使上层的脱硫液与下部的脱硫底液完全不相混合,脱硫液和脱硫底液均被雾化处理后再与煤气进行传热传质反应,从而使脱硫处理效果更加彻底;将脱硫液和脱硫底液在热交换处理后再次回收利用,大大节约了脱硫成本,仅使用一套本系统即可同时达到较为理想的脱硫状态,其占地面积小、结构较为简单、煤气在处理过程中上升的阻力较小,从而提高脱硫效率,不会发生填料堵塞,清洗和更换均十分方便。 
附图说明
图1为本发明所述的脱硫系统的结构示意图。 
具体实施方式
为了更加清楚地理解本发明的目的、技术方案及有益效果,下面结合附图对本发明做进一步的说明,但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
一种单塔脱除煤气中硫化氢的方法,包括如下步骤:
第一次喷淋脱硫:煤气进入脱硫塔底部与脱硫底液进行传热、传质,然后脱硫底液进入底液槽进行热交换后回收用于再次对煤气喷淋脱硫,如此循环;
第二次喷淋脱硫:经第一次喷淋脱硫后的煤气在脱硫塔内向上运动,与脱硫液再次进行传热、传质,然后脱硫液进入再生槽与催化剂反应,同时进行热交换和氧化反应,生成硫泡沫并还原催化剂,反应后的脱硫液再回收用于对煤气喷淋脱硫,如此循环;
煤气排出和硫膏制备:经两次喷淋脱硫处理后的煤气从脱硫塔顶部排出;硫泡沫从再生槽顶部溢流排出,制备成硫磺块。
上述所述脱硫液和脱硫底液均被雾化成0.01至0.5mm后再对煤气进行喷淋;直径在0.2至0.3mm之间的脱硫液或脱硫底液质量均大于各自液滴总质量的90%。
如图1所示, 上述单塔脱除煤气中硫化氢方法采用的系统,包括筒体1、带双层喷淋结构的脱硫塔、内设换热器I2的底液槽3、带换热器II4的再生槽5和与再生槽5连接的硫膏制备系统6,其中:
第一层喷淋结构位于脱硫塔底部,包括下排液口7、进气管8和下喷淋管9,底液槽3的一端与下排液口7连通,另一端与下喷淋管9连通,脱硫底液在底液槽3中与换热器I2进行热交换后,从下喷淋管9中经雾化后喷出,与煤气进行传热传质后,经下排液口7回流至底液槽3,再次进行热交换,如此循环;
第二层喷淋结构位于脱硫塔中部,包括上喷淋管10、固定在筒体1内壁上并且底部设置上排液口11的接水槽12、位于接水槽12上方的挡水板13,其中,再生槽5的入口与上排液口11连通,出口与上喷淋管10连通,脱硫液从上喷淋管10经雾化后喷出,在催化剂的作用下与煤气进行传热传质后,由挡水板13和热水槽12收集后,经上排液口11流至再生槽5,催化剂从再生槽5前加入,利用脱硫液的流动与脱硫液混合均匀,在再生槽5中与热交换器II4进行热交换后,再回收进入上喷淋管10中,经雾化后喷出,如此循环;
上喷淋管10的上端依次设置除雾器14和出气管15,经两次喷淋处理后的煤气再经过除雾处理,从出气管15中排出。
所述再生槽5的底部连接鼓风机16,用于向再生槽5内鼓入空气,使其与脱硫液进行氧化反应,并生成硫泡沫19,还原催化剂;再生槽5的入口与上排液口11之间设置加药斗17,用于加入催化剂;所述底液槽3与下喷淋管9之间、再生槽5与上喷淋管10之间均设置有动力泵18,为脱硫液和脱硫底液的回流提供动力;所述挡水板13的外径大于接水槽12的内径;所述挡水板13由内向外倾斜设置;所述接水槽12的底板由内向外倾斜设置。

Claims (9)

1.一种单塔脱除煤气中硫化氢的方法,包括如下步骤:
第一次喷淋脱硫:煤气进入脱硫塔底部与脱硫底液进行传热、传质,然后脱硫底液进入底液槽进行热交换后回收用于再次对煤气喷淋脱硫,如此循环;
第二次喷淋脱硫:经第一次喷淋脱硫后的煤气在脱硫塔内向上运动,与脱硫液再次进行传热、传质,然后脱硫液进入再生槽与催化剂反应,同时进行热交换和氧化反应,生成硫泡沫并还原催化剂,反应后的脱硫液再回收用于对煤气喷淋脱硫,如此循环;
煤气排出和硫膏制备:经两次喷淋脱硫处理后的煤气从脱硫塔顶部排出;硫泡沫从再生槽顶部溢流排出,制备成硫磺块。
2.如权利要求1所述的单塔脱除煤气中硫化氢的方法,其特征在于:所述脱硫液和脱硫底液均被雾化成0.01至0.5mm后再对煤气进行喷淋;直径在0.2至0.3mm之间的脱硫液或脱硫底液质量均大于各自液滴总质量的90%。
3.如权利要求1所述单塔脱除煤气中硫化氢方法采用的系统,其特征在于:包括筒体(1)、带双层喷淋结构的脱硫塔、内设换热器I(2)的底液槽(3)、带换热器II(4)的再生槽(5)和与再生槽(5)连接的硫膏制备系统(6),其中:
第一层喷淋结构位于脱硫塔底部,包括下排液口(7)、进气管(8)和下喷淋管(9),底液槽(3)的一端与下排液口(7)连通,另一端与下喷淋管(9)连通;
第二层喷淋结构位于脱硫塔中部,包括上喷淋管(10)、固定在筒体(1)内壁上并且底部设置上排液口(11)的接水槽(12)、位于接水槽(12)上方的挡水板(13),其中,再生槽(5)的入口与上排液口(11)连通,出口与上喷淋管(10)连通;
上喷淋管(10)的上端依次设置除雾器(14)和出气管(15)。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于:所述再生槽(5)的底部连接鼓风机(16)。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于:再生槽(5)的入口与上排液口(11)之间设置加药斗(17)。
6.如权利要求3、4、5任一所述的系统,其特征在于:所述底液槽(3)与下喷淋管(9)之间、再生槽(5)与上喷淋管(10)之间均设置有动力泵(18)。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于:所述挡水板(13)的外径大于接水槽(12)的内径。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于:所述挡水板(13)由内向外倾斜设置。
9.如权利要求8所述系统,其特征在于:所述接水槽(12)的底板由内向外倾斜设置。
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