CN103861430B - 低压瓦斯脱硫填料吸收塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低压瓦斯脱硫的填料吸收塔，填料吸收塔由上至下依次包括气体出口、除沫器、液体分布器、上填料层、气液收集再分布器、下填料层、气体分布器和塔底部设置液体出口；液体分布器上部设置液体进口，气体分布器下部设置气体进口。除沫器为并流式除沫结构；气液收集再分布器采用了导向百叶窗连接窄槽式多级分布器。本发明既保证除沫效率，又显著降低了压力降，提高了单位塔截面内气体的流动面积，降低阻力，设备结构简单、投资成本小、便于推广。

Description

低压瓦斯脱硫填料吸收塔
技术领域
本发明涉及的是一种低压瓦斯脱硫的填料吸收塔，是低压瓦斯气脱硫系统的核心装置。应用于石油开采、石油炼制等领域，满足油田、炼油厂等回收利用瓦斯气体的需求，特别适合于低压瓦斯气体回收利用的场合。
背景技术
胺液吸收法脱硫是工业过程中应用最为广泛的一种脱硫方法。当瓦斯气体的压力较高时，可直接进行脱硫处理，然而在石油开采、石油炼制过程中产生的瓦斯气体通常都比较低，例如；炼油厂的瓦斯气体压力只有0.01MPa左右。采用传统的填料吸收塔，其阻力降较大而需要先进行增压操作，而增压操作不仅增大能耗和成本，瓦斯气中的硫化氢会腐蚀增压设备。在脱硫装置末端提供负压可实现低压瓦斯脱硫操作，可以避免硫化氢对减压设备的腐蚀(减顶瓦斯常压脱硫工艺及装置，QTJ20070405)，但是减压设备仍会带来非常大的能耗和设备投资。要实现对低压瓦斯气体直接进行脱硫操作，需要填料吸收塔同时具备高效率和低阻力降。填料吸收塔的阻力降主要来自于除沫器和填料层，气液分布器和填料的性能是影响脱硫效率的关键。相关的研究未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于低压瓦斯脱硫的填料吸收塔，该填料吸收塔阻力降小、脱硫效率高。
本发明是通过下述技术方案加以实现的：
一种用于低压瓦斯脱硫的填料吸收塔，填料吸收塔由上至下依次包括气体出口1、除沫器2、液体分布器4、上填料层5、气液收集再分布器6、下填料层7、气体分布器8和塔底部设置液体出口10；液体分布器4上部设置液体进口3，气体分布器8下部设置气体进口9。
所述的除沫器2为并流式除沫结构，气相沿上下锥形导流板由外向内旋流，流向除沫网筒内部，经折流后向上流出塔外，被除沫网筒捕集的雾沫液滴被气流吹出，随气流并流并沿惯性抛物线轨迹汇流至下锥体中心部位，经液流管导入下级液体分布器。
除沫器的主要结构尺寸范围随脱硫塔处理能力而定。
所述的上填料层5和下填料层7采用规整金属板波纹填料，经机械拉毛处理后其表面微观毛刺的平均高度在10-50μm，上填料层高度为3000－6000mm。下填料层与上填料层的高度相同。
所述的气液收集再分布器6采用了导向百叶窗连接窄槽式多级分布器。
本发明的优点在于：采用具有并流式结构的除沫器，由于气流沿导向支撑旋流进入除沫丝网，可以选用较薄的除沫网筒厚度实现同样的气流流动路径，从而既保证除沫效率，又显著降低了压力降，由外向内斜向下并流还有利于被丝网捕集的液滴的分离和汇集；填料层在普通波纹板填料的基础上，通过对波纹板进行机械拉毛处理，在表面形成微观毛刺与尖点，提高亲水能力，更有利于水性液体的成膜，在填料表面形成均匀的液膜，增大了传质界面，强化了气液传质过程，并使阻力降较小；气液收集再分布器表面也经过与填料同样处理，使其具有一定吸收传质作用，降低填料的装填高度，分布器采用超常规窄槽设计，提高了单位塔截面内气体的流动面积，可以降低阻力，提高气液传质的效率；操作压力低、阻力降小、设备结构简单、投资成本小、便于推广。
附图说明
图1为本发明的填料吸收塔结构示意图；
图2为除沫器的结构示意图；
图3为气液收集再分布器的结构示意图；
其中：1为气体出口、2为除沫器、3为液体进口、4为液体分布器、5为上填料层、6为气液收集再分布器、7为下填料层、8为气体分布器、9为气体进口、10为液体出口。11为导流板；12为除沫网筒；13为挡板；14为液流管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明通过实施例加以详细说明：采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液吸收瓦斯气体中硫化氢的填料吸收塔。该填料吸收塔的结构示意图见图1，该填料吸收塔总高8000-11000mm；塔顶除沫器2采用图2所示并流式除沫器，除沫器直径为600mm，高度为500mm；液体分布器4上部设有液体进口3，进口位置距塔顶距离大于2000mm；上填料层5和下填料层7高度相同，均为3000-6000mm，在上填料层5和下填料层7之间设有气液收集再分布器6，分布器采用百叶窗-窄槽多级结构，百叶窗与槽一一对应，百叶窗厚度1-2mm，窗叶间距100-250mm，槽间距与百叶窗间距相同，槽宽15-30mm，；在气体分布器8下部设有气体进口9，气体进口位置距塔底距离大于2000mm。
上填料层5和下填料层7采用机械拉毛处理的波纹规整金属填料，拉毛处理后表面微观毛刺的平均高度控制在10-50μm。
利用上述填料吸收塔，采用MDEA溶液吸收瓦斯气中的硫化氢，过程如下：在常温下MDEA吸收液从塔的上部进入吸收塔，经液体分布器后流入填料层中，瓦斯气体从塔下部进入吸收塔，经气体分布器后均匀流入填料层，在填料层内气液两相逆流流动，瓦斯气中的硫化氢被MDEA溶液吸收，在填料层内流过一定高度后气体和液体的分布效果会变差，气液传质效率有所下降，气液两相在流经气液收集分布器后得以再分布，气液两相的传质效率得以提高，实现了气液两相的高效传质。脱硫后的瓦斯气体经塔顶除沫器后排出，充分吸收硫化氢后的MDEA富液从塔底流出进入后序处理工艺。
压力为5000Pa，硫化氢含量为5000-10000ppm的瓦斯气体，以1000-1500m3/h的流量经过上述填料吸收塔脱硫后，硫化氢的含量降低到50ppm以下，处理后的瓦斯气体的压力仍能保持在3500Pa以上，仍有足够的压力流入后序工艺。MDEA溶液的流量控制在5-20m3/h。

Claims (1)

1.一种用于低压瓦斯脱硫的填料吸收塔，填料吸收塔由上至下依次包括气体出口(1)、除沫器(2)、液体分布器(4)、上填料层(5)、气液收集再分布器(6)、下填料层(7)、气体分布器(8)和塔底部设置液体出口(10)；其特征是采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液吸收瓦斯气体中硫化氢的填料吸收塔；填料吸收塔总高8000-11000mm；塔顶除沫器(2)为并流式除沫器，除沫器直径为600mm，高度为500mm；液体分布器(4)上部设有液体进口(3)，进口位置距塔顶距离大于2000mm；上填料层(5)和下填料层(7)高度相同，均为3000-6000mm，在上填料层(5)和下填料层(7)之间设有气液收集再分布器(6)，分布器采用百叶窗-窄槽多级结构，百叶窗与槽一一对应，百叶窗厚度1-2mm，窗叶间距100-250mm，槽间距与百叶窗间距相同，槽宽15-30mm；在气体分布器(8)下部设有气体进口(9)，气体进口位置距塔底距离大于2000mm；上填料层(5)和下填料层(7)采用机械拉毛处理的波纹规整金属填料，拉毛处理后表面微观毛刺的平均高度控制在10-50μm；气相沿上下锥形导流板由外向内旋流，流向除沫网筒内部，经折流后向上流出塔外，被除沫网筒捕集的雾沫液滴被气流吹出，随气流并流并沿惯性抛物线轨迹汇流至下锥体中心部位，经液流管导入下级液体分布器。
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