CN103599687A - 卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法 - Google Patents

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于风清
沈郁
刘康炜
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明涉及一种卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，主要解决现有技术中填料塔存在填料更新、塔内清洗、流动阻力大的问题。本发明通过采用一种卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，含有有毒有害物质的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器，自下而上经过至少一层卷筒吸收区，与从所述吸收器上部向下流动的液态吸附剂接触后，从吸收器顶部的气体出口排出吸收器；其中，所述各层卷筒吸收区之间设有挡板，所述液态吸附剂从吸收器上部进入后通过多个喷头将液态吸附剂均匀分布在各吸收区，且所述挡板内、外壁上液态吸附剂呈液膜状向下流动的技术方案较好地解决了上述问题，可用于有毒有害气体的脱除中。

Description

卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法
技术领域
本发明涉及一种卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法。
技术背景
工业气体中经常会含有有毒、有害物质，如开采的天然气中含有H2S，SO2等有毒有害气体，天然气在管道传输过程中，有毒有害气体存在着泄漏、腐蚀管道等安全隐患。天然气净化的目的是脱除含硫天然气中的H2S、CO2、水份及其它杂质（如有机硫等），使净化后的天然气气质符合GB17820-1999《天然气》国家标准，并回收酸气中的硫，且使排放的尾气达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》的要求。天然气净化工艺中按照脱硫脱碳工艺过程本质可将其分为化学反应类、物理分离类、化学物理类及生化类等。化学反应类：包括胺法（对不同天然气组成有广泛的适应性）、热钾碱法（宜用于合成气脱除CO2）、直接转化法（适用于低H2S含量的天然气脱硫，也可用于处理贫H2S酸气）、非再生性方法（适用于天然气含硫量很低的工况）等。物理类包括物理溶剂法（适用于天然气中酸气分压高且重烃含量低的工况）、分子筛法（13X和5A，适用于已脱除H2S的天然气进一步脱除硫醇）、膜分离法（适用于高酸气浓度的天然气处理，可作为第一步脱硫脱碳措施，与胺法组合是一种好的安排）、低温分离法（系为CO2驱油后的伴生气处理而开发的工艺）等。化学物理类：包括化学物理溶剂法（适用于天然气中有机硫需要脱除的工况，高酸气分压更有利，但重烃含量高时不宜用）等。
胺法是用于脱除工业气体中包括硫化氢在内的多种有害组分的现有方法中应用较普遍的一种。天然气脱硫中常用的醇胺有MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA、MDEA等。它们在结构中都有—OH基（羟基）和氮（所谓的胺基氮）。羟基可以降低化合物的蒸汽压，并增加化合物水中的溶解度，因而可以配制成水溶液；而胺基则使化合物水溶液呈现碱性，以促使其对酸性组分的吸收。叶启亮等考察了MEA、MDEA对H2S、CO2的脱除效率（华东理工大学学报，2002，（28）2：127-130），发现在合适的气液比时，添加一定量的添加剂可以明显提高脱除效率。但是现有技术中胺法脱硫脱碳一般均采用填料塔，不可避免会存在填料更新、塔内清洗、流动阻力大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中填料塔存在填料更新、塔内清洗、流动阻力大的问题，提供一种新的卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法。该方法用于有毒有害气体的脱除中，具有流动阻力小、不需要填料、清洗简单的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，含有有毒有害物质的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器，自下而上均匀通过卷筒吸收区中的至少一层卷筒间隙，与从所述吸收器上部向下流动的液态吸附剂接触后，从吸收器顶部的气体出口排出吸收器；其中所述液态吸附剂从吸收器上部进入后通过喷头将液态吸附剂均匀分布在各层卷筒的内外壁上，且所述各层卷筒内、外壁上液态吸附剂呈液膜状向下流动。
上述技术方案中，优选地，所述液态吸附剂选自一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA），二异丙醇胺（DIPA）和/或N-甲基二乙醇胺（MDEA）醇胺衍生物溶液中的至少一种；所述卷筒吸收区中各层卷筒之间设有挡板。
上述技术方案中，优选地，所述有毒有害物质主要为H2S、SO2、CO2酸性气体中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述卷筒吸收区的层数视气体处理量的大小确定，喷头数量和位置的设定要保证吸附剂均匀分布于卷筒吸收区各层卷筒的挡板内、外壁上。
上述技术方案中，优选地，所述液态吸附剂可以通过解吸后循环使用。
上述技术方案中，优选地，所述吸收器的操作条件为：操作温度为30-80℃，操作压力以表压计为0.01-0.2MPa。
本发明中，由于采用卷筒降膜式吸收器，并且各层卷筒内、外壁上液态吸附剂均能呈液膜状向下流动，实现气液反应吸收有毒有害气体，增加了气液接触面积，提高了有毒有害气体吸收能力，减少了吸收阻力，而且不降低气体传输的流量和效率。装置设计简单方便，吸收效率高，可以减少甚至杜绝气体管道传输过程硫化氢等酸性气体对管道的腐蚀作用，降低财产损失。更重要的是可以因此减少有毒有害气体的释放，保护生命健康，保护环境。目前天然气一般要输送到天然气净化厂脱硫净化，但有些气井离净化厂较远，需要用管道输送含硫化氢天然气至净化厂。未经脱硫处理的天然气直接输送至净化厂，在输送过程中会给管道带来严重腐蚀，同时也会带来安全健康问题。采用本发明的方法可以先在现场脱硫，经过初步净化后再输送到净化厂。这样一方面可以减轻净化厂的脱硫负荷，另一方面又减轻了输送过程中天然气对管道的腐蚀。另外，大型公共场合空气通常比较污浊，利用本发明方法也可以净化空气，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的吸收器结构示意图。
图2为本发明所述方法的吸收器俯视图。
1为气体出口管线；2为吸收区顶部气体出口；3为喷头；4为挡板；5为气体入口管线；6为吸附剂流出管线；7为吸附剂入口管线；8为吸收器；9为吸附剂流动管线。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
含有有毒有害物质（H2S、SO2、CO2的含量分别为800ppm、300ppm、500ppm）的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器，自下而上经过四层卷筒吸收区，与从吸收器上部向下流动的液态吸附剂接触后，从吸收器顶部的气体出口排出吸收器。各层卷筒吸收区之间设有挡板，液态吸附剂从吸收器上部进入后通过多个喷头将液态吸附剂均匀分布在各吸收区，且挡板内、外壁上液态吸附剂呈液膜状向下流动。液态吸附剂选自二乙醇胺（DEA），液态吸附剂可以通过解吸装置解吸后循环使用。所述吸收器的操作条件为：反应温度为75℃，操作压力以表压计为0.05MPa。
经过检测，吸收器出口的气体中，H2S、SO2、CO2的含量分别为0ppm、0ppm、0ppm。
【实施例2】
按照实施例1所述的方法和步骤，含有有毒有害物质（H2S、SO2、CO2的含量分别为800ppm、300ppm、500ppm）的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器，自下而上经过三层卷筒吸收区。液态吸附剂选自一乙醇胺（MEA）。所述吸收器的操作条件为：反应温度为75℃，操作压力以表压计为0.05MPa。
经过检测，吸收器出口的气体中，H2S、SO2、CO2的含量分别为1ppm、0ppm、0ppm。
【实施例3】
按照实施例1所述的方法和步骤，含有有毒有害物质（H2S、SO2、CO2的含量分别为800ppm、300ppm、500ppm）的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器。液态吸附剂选自N-甲基二乙醇胺（MDEA）。所述吸收器的操作条件为：反应温度为75℃，操作压力以表压计为0.2MPa。
经过检测，吸收器出口的气体中，H2S、SO2、CO2的含量分别为0ppm、0ppm、0ppm。
【实施例4】
按照实施例1所述的方法和步骤，含有有毒有害物质（H2S、SO2、CO2的含量分别为800ppm、300ppm、500ppm）的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器。液态吸附剂选自二乙醇胺（DEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA），二乙醇胺（DEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）的质量比为1：1。所述吸收器的操作条件为：反应温度为35℃，操作压力以表压计为0.015MPa。
经过检测，吸收器出口的气体中，H2S、SO2、CO2的含量分别为0ppm、0ppm、0ppm。

Claims (6)

1.一种卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，含有有毒有害物质的气体从底部进入卷筒降膜式吸收器，自下而上均匀通过卷筒吸收区中的至少一层卷筒间隙，与从所述吸收器上部向下流动的液态吸附剂接触后，从吸收器顶部的气体出口排出吸收器；其中所述液态吸附剂从吸收器上部进入后通过喷头将液态吸附剂均匀分布在各层卷筒的内外壁上，且所述各层卷筒内、外壁上液态吸附剂呈液膜状向下流动。
2.根据权利要求1所述卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，其特征在于所述液态吸附剂选自一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA），二异丙醇胺（DIPA）和/或N-甲基二乙醇胺（MDEA）醇胺衍生物溶液中的至少一种；所述卷筒吸收区中各层卷筒之间设有挡板。
3.根据权利要求1所述卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，其特征在于所述有毒有害物质主要为H2S、SO2、CO2酸性气体中的至少一种。
4.根据权利要求1所述卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，其特征在于所述卷筒吸收区的层数视气体处理量的大小确定，喷头数量和位置的设定要保证吸附剂均匀分布于卷筒吸收区各层卷筒的挡板内、外壁上。
5.根据权利要求1所述卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，其特征在于所述液态吸附剂可以通过解吸后循环使用。
6.根据权利要求1所述卷筒降膜式有毒有害气体吸收方法，其特征在于所述吸收器的操作条件为：操作温度为30-80℃，操作压力以表压计为0.01-0.2MPa。
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