CN106000094A

CN106000094A - 脱硫反应塔及脱硫工艺

Info

Publication number: CN106000094A
Application number: CN201610617788.XA
Authority: CN
Inventors: 聂江宁; 罗三强; 罗海滔; 潘小玉; 凌斌
Original assignee: JIANGSU LANSHAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU LANSHAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2016-08-01
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种脱硫反应塔及脱硫工艺，所述反应塔内设有再生反应段、脱硫反应段、除雾器与净化气体出口，脱硫反应段位于再生反应段的上方，气体入口位于脱硫反应段。脱硫反应段浆液池与再生反应段气泡发生器的液体入口连接，气泡发生器气体入口与再生反应段的再生空气出口连接；再生反应段浆液池通过泵机向脱硫反应段的喷嘴输送加有催化剂的脱硫反应液。本发明可在一体式的反应塔内完成H₂S吸收、氧化、催化剂再生等过程，结构设计新颖，管路布置简单，节约成本。本发明反应塔对H₂S的吸收反应时间短，液气比低，反应效率高，反应塔本身产生的废气在内部循环，部分通过再生气接触浆液后排入净化气体中，不向外界直接排放废气，绿化环保。

Description

脱硫反应塔及脱硫工艺

技术领域

本发明涉及气体净化技术领域，具体为一种脱除H₂S的脱硫反应塔及脱硫工艺。

背景技术

当前国内煤气脱硫大都使用湿法，即以碱性溶液吸收硫化氢，生成硫氢酸盐，同时选择适当的氧化催化剂，将溶液中吸收硫化氢后的硫氢酸盐氧化生成单质硫，从而使脱硫溶液得到再生，并获得副产品硫磺。脱硫吸收装置多采用多级填料塔，并配套设置再生塔或再生槽。为了简化装置、减少占地面积，公开号为CN101434871B、CN104650993A、CN104226084A等专利公布了多种形式的一体式结构的联合塔，然而，由于单个塔的效率低，塔高达到30～40m，且为了满足更低的排放标准，达标运行，甚至需要采用多个单塔串联。

发明内容

本发明的技术目的是改进设备，提供一种新型的脱硫反应塔及脱硫工艺，使单塔脱硫化氢效率低、设备庞大等问题得到改善。

为了实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种脱硫反应塔，自下向上设有反应区、除雾器与净化气体出口，其特征在于：

所述反应区包括再生反应段与脱硫反应段，脱硫反应段位于再生反应段的上方，反应塔气体入口设置在脱硫反应段；

所述脱硫反应段的底部设有第一底板，脱硫反应段通过第一底板与再生反应段相隔，所述脱硫反应段内设有喷洒反应液的喷嘴，第一底板与反应塔塔壁构成第一浆液池；

所述再生反应段设有第二浆液池、气泡发生器、硫分离槽、催化剂储存及活化装置以及空气循环系统，所述硫分离槽设置在第二浆液池中，其槽口上沿高于第二浆液池的液面；所述气泡发生器的出口设置在第二浆液池的液面以下；所述空气循环系统包括空气自吸孔和设置在第二浆液池液面以上的再生空气出口，所述再生空气出口排出的气体通过风机经排气分支管路分别进入气泡发生器气体入口与脱硫反应段，所述空气自吸孔设置在再生反应段的塔壁上或所述风机的入口处；

上述结构中，所述第一浆液池设有第一浆液出口，所述第一浆液出口与气泡发生器的液体入口连接；所述第二浆液池设有第二浆液出口，所述第二浆液出口通过输液管路与脱硫反应段的喷嘴连接。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的技术方案还包括：

所述再生反应段在浆液池的底部设有排污口，在硫分离槽的上方设有沉淀盘，所述排污口通过设有排污泵的管路与沉淀盘连接，所述沉淀盘的底流进入硫分离槽，溢流进入第二浆液池。

所述脱硫反应段通过折流挡板构成弯折的气体流道，所述气体流道内布置有喷嘴。

所述气泡发生器的出口设置在硫分离槽外壁与反应塔塔壁之间，硫分离槽的槽底板向硫分离槽远离气泡发生器出口的一侧抬高倾斜，对应槽底板最低处的位置设有与反应塔外连通的硫浆液排出口。

作为优选，所述硫分离槽的横截面可设置为梯形，其横截面梯形两腰所在槽壁与反应塔塔壁之间布置有射流器的出口，且梯形下底边所在槽壁的下沿高于上底边所在槽壁的下沿，使硫分离槽的槽底板向所述下底边所在槽壁的一侧抬高倾斜。而所述上底边所在的槽壁可由反应塔塔壁构成。所述硫分离槽在其横截面梯形下底边所在槽壁与两腰所在槽壁的上部设有消泡隔板，所述消泡隔板靠近槽中心的一侧向下倾斜，所述消泡隔板可采用多孔板或网状编织材料。

所述第一浆液出口通过U型液封管与气泡发生器液体入口连接，作用在于防止脱硫反应段煤气泄漏。

所述硫分离槽的上部设有硫泡沫的溢流口，所述溢流口与反应塔外部的溢流罐连接。

所述再生空气出口管道内设有气液分离装置。

一种基于如上所述脱硫反应塔的脱硫工艺，其特征在于，从所述再生空气出口排出的再生空气进入脱硫反应段的部分控制在进入气泡发生器部分的5%～20%。

有益效果：

1）本发明反应塔采用喷雾脱硫，H₂S吸收反应时间短，液气比低，因此其反应塔的高度与直径可小于传统技术；

2）催化剂再生气体循环使用，提高了空气利用率;

3)催化剂储存及活化装置内置在反应塔内，催化剂活化产生的废气在设备内部循环，并通过再生气排入煤气中，不向外界排放活化废气；

4）本发明反应塔可在一体式的反应塔内完成H₂S吸收、氧化，催化剂再生等过程，结构设计新颖，管路布置简单，节约投资成本和运行成本。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2为一实施例的立体结构示意图；

图3为图2实施例的主视结构示意；

图4为图2实施例的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的技术方案及技术效果，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1至图4所示的一种脱硫反应塔，设有圆柱形的反应塔，所述反应塔设有气体入口23、反应区、除雾器1与净化气体出口24等组成部分。

所述反应区包括再生反应段15与脱硫反应段22，脱硫反应段22位于再生反应段15的上方，所述气体入口23位于脱硫反应段22。

所述脱硫反应段22的底部设有由防沉积蝶型板构成的第一底板25，脱硫反应段23通过第一底板25与再生反应段22相隔离，脱硫反应段23的上部通过若干上下交替开口的折流挡板构成了上下往复的弯折气体流道，所述气体流道内布置有雾化喷嘴2，第一底板23与反应塔塔壁构成积蓄喷淋液的第一浆液池。

所述再生反应段22设有第二浆液池14、气泡发生器7、硫分离槽16、催化剂储存及活化装置、空气循环系统、沉淀盘（未图示）以及排污口10。

所述硫分离槽16设置在第二浆液池14中，其槽口上沿高于第二浆液池14的液面，所述气泡发生器7的出口则设置在第二浆液池14的液面以下。所述空气循环系统包括设置在第二浆液池14液面以上的再生空气出口20和空气自吸孔（未图示），所述空气自吸孔设置在反应塔的塔壁上，所述再生空气出口20排出的气体通过风机8经分支管路分别进入气泡发生器气体入口4与脱硫反应段22。

所述催化剂存储及活化装置设有两个以上可交替使用的催化剂储存罐19，设备运行时，活化好催化剂的存储罐投放催化剂到浆液池中，与此同时，对另一存储罐加热或鼓入活化气体，使罐中的催化剂活化。所述催化剂存储罐19的出口通过设有计量泵17的输送管路与第二浆液池14连接。

所述沉淀盘设置在再生反应段15的顶部，用于沉淀分离第二浆液池排污口2排出的颗粒物，排污口2设置在第二浆液池14的底部，通过排污泵11向沉淀盘输送沉淀的浆液，所述沉淀盘中含颗粒物的底流进入硫分离槽16，溢流则排入第二浆液池14中。位于再生反应段22底部的第二底板为防沉积底板，所述排污口14设置在第二底板中心的最低点。

所述第一浆液池设有第一浆液出口3，所述第一浆液出口3通过U型液封管与气泡发生器的液体入口6连接；所述第二浆液池14设有第二浆液出口12，所述第二浆液出口12通过设有循环泵13的输液管路与脱硫反应段22的雾化喷嘴2连接，向脱硫反应段22输送加有催化剂的脱硫反应液。

本实施例中，如图2所述，所述硫分离槽16的横截面呈梯形，其上底边所在槽壁由反应塔塔壁构成，其下底边及两腰所在槽壁由三块矩形竖板构成。梯形两腰所在槽壁与反应塔塔壁之间均布置有射流器的出口，下底边所在槽壁的下沿高于上底边所在槽壁的下沿，使硫分离槽的槽底板向所述下底边所在槽壁的一侧逐渐抬高倾斜。对应槽底板最低处的位置设有与反应塔外连通的硫浆液排出口9。所述硫分离槽16在其横截面梯形下底边所在槽壁与两腰所在槽壁的上部设有向槽内腔向下倾斜的消泡隔板20。

所述再生空气出口21的管道内设有气液分离装置21（除雾器）。所述硫分离槽20的上部设有硫泡沫的溢流口，所述溢流口与反应塔外部的溢流罐连接。

脱硫工艺流程：

在脱硫反应段22中，待处理的气体从气体入口23进入脱硫反应段22，与雾化喷嘴2喷出的含有催化剂的反应液充分接触吸收H₂S，H₂S被吸收进入液相的同时，在催化剂的作用下，HS^-被氧化成单质硫，落入第一浆液池，净化后的气体经除雾器1去除雾滴后流向气体出口24。

第一浆液池中脱硫反应段22产生的的脱硫反应液浆液通过自流或者增压泵进入再生反应段15的气泡发生器液体入口6，与气泡发生器气体入口7中进入的再生空气混合后进入再生反应段15的第二浆液池14。由于气泡发生器7的作用，再生空气被分散成细小的气泡与第一浆液池排出的浆液混合，形成气泡流。浆液中的催化剂与空气中的O₂接触后再生，浆液中的单质硫结晶形成较大颗粒被微气泡浮选出来，形成硫泡沫。由于第二浆液池底部出口、循环泵13及排污泵11等的抽吸作用，上部的气泡流向下流动，其中的微小气泡在下降过程中不断与硫等固体接桥团聚成大气泡，气泡达到一定尺寸后，浮力作用占主导，气泡带着硫上浮，沿硫分离槽16底部斜面上升至另一侧，当硫泡沫的高度超过硫分离槽16的上沿时溢流进入硫分离槽16内部，该过程延长了气泡与脱硫反应液的接触时间，促进了催化剂的再生及氧化析硫。在硫分离槽16内，单质硫形成的泡沫经过消泡隔板后，单质硫逐渐沉降至硫分离槽16底部，硫分离槽底部的斜面底板结构使含硫浆液进一步浓缩汇集至最低点，从硫浆液排出口9排至塔外水力旋流器、过滤机等脱水设备，最终生成副产品硫磺。当积存在硫分离槽16中的硫泡沫超过硫分离槽溢流口后，溢流出的泡沫排出至塔外溢流罐，经过消泡后亦排至塔外脱水设备。

硫分离槽16上部设有若干催化剂活化储存罐19，催化剂采用单一或者多种不同类型催化剂需要活化时，多个活化储存罐可以满足不同活化要求，可以交替活化及使用，活化后的催化剂通过计量泵加到第二浆液池4内。

再生反应段15内未反应的再生空气经风机8加压后进入气泡发生器，循环使用。由于风机8的抽吸作用，微气泡反应再生段上部成负压状态，通过设在塔壁上的空气自吸孔可向系统补充空气，通过风机8进气口的调节阀可控制吸收空气量。风机8后段设有排气分支管路，可将部分再生气体排入脱硫反应段22的第一浆液池中，与浆液池中反应液接触后随气体排出设备。而从所述再生空气出口20排出的再生空气进入脱硫反应段22的部分（体积）一般为进入气泡发生器部分（体积）的5%～20%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims

1.一种脱硫反应塔，自下向上设有反应区、除雾器与净化气体出口，其特征在于：

所述脱硫反应段的底部设有第一底板，脱硫反应段通过第一底板与再生反应段相隔，第一底板与反应塔塔壁构成第一浆液池，脱硫反应段内设有喷洒反应液的喷嘴；

2.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述再生反应段在浆液池的底部设有排污口，在硫分离槽的上方设有沉淀盘，所述排污口通过设有排污泵的管路与沉淀盘连接，所述沉淀盘的底流进入硫分离槽，溢流进入第二浆液池。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述脱硫反应段通过折流挡板构成弯折的气体流道，所述气体流道内布置有喷嘴。

4.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述气泡发生器的出口设置在硫分离槽外壁与反应塔塔壁之间，硫分离槽的槽底板向硫分离槽远离气泡发生器出口的一侧抬高倾斜，对应槽底板最低处的位置设有与反应塔外连通的硫浆液排出口。

5.根据权利要求4所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述硫分离槽的横截面呈梯形，其横截面梯形两腰所在槽壁与反应塔塔壁之间均布置有射流器的出口，且梯形下底边所在槽壁的下沿高于上底边所在槽壁的下沿，使硫分离槽的槽底板向下底边所在槽壁的一侧抬高倾斜。

6.根据权利要求5所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述硫分离槽在其横截面梯形下底边所在槽壁与两腰所在槽壁的上部设有消泡隔板，所述消泡隔板靠近槽内腔中心的一侧向下倾斜。

7.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述第一浆液出口通过U型液封管与气泡发生器液体入口连接。

8.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述硫分离槽的上部设有硫泡沫的溢流口，所述溢流口与反应塔外部的溢流罐连接。

9.根据权利要求1所述的一种脱硫反应塔，其特征在于，所述再生空气出口管道内设有气液分离装置。

10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述脱硫反应塔的脱硫工艺，其特征在于，从所述再生空气出口排出的再生空气进入脱硫反应段的部分为进入气泡发生器部分的5%～20%。