CN106955566A - 一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺 - Google Patents

一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺，属于化学工业气体脱硫净化工艺技术领域。技术方案是：半水煤气管道（1）的端部伸入到脱硫塔（2）的下方内部，贫液管路的一端通过富液泵（8）与贫液槽（3）相连，另一端向上伸出后分为两路，一路伸入到半水煤气管道内，与喷射器相连接（9）相连，另一路伸入到脱硫塔的上方内部，与喷头一（5）相连；脱硫塔内部设有填料层（6），填料层位于喷头一（5）的下方；富液管路的一端与脱硫塔底部相连，另一端与富液槽（7）相连接。本发明使脱硫液与半水煤气在顺向方向上充分接触，既提高了脱硫效率，也不会增加系统阻力。在脱硫塔内进一步脱除原料气中的硫，不会造成堵塔。

Description

一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺
技术领域
本发明涉及一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺，属于化学工业气体脱硫净化工艺技术领域。
背景技术
合成氨原料气中,一般总会含有不同数量的无机硫化物和有机硫化物,这些硫化物的成分和含量，取决于气化所用原料的性质及其加工方法。原料气中硫化物的存在,会增加气体对金属的腐蚀,并使催化剂中毒。此外,硫本身也是一种重要的资源,为此,必须对原料气进行脱硫。已有技术的固定床半水煤气脱硫工艺，为半水煤气在罗茨风机加压的作用下自脱硫塔底部进入脱硫塔，与脱硫塔顶部来的脱硫液逆向在填料段充分接触吸收硫化氢，但是，随着原料煤硫化氢含量的提高，脱硫液在填料段内就释放出单质硫，造成脱硫塔填料堵塞影响生产。湿法脱硫传统的工艺特点是汽液两相逆流接触，通过填料、塔盘、筛板等内件装置增大汽液接触面积，达到提高脱硫效率的目的，但是，上述各种内件和填料的结构形式和原理决定了在塔内液体很难达到汽液两相都在分散状态，而湿法脱硫的最佳状态是汽液两相都为分散相，汽液接两相触面非常大脱硫效果高；同时，逆向接触增加了脱硫塔的系统阻力。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫顺流喷射吸收设备及工艺，采用顺向管道喷射装置，使脱硫液进入管道后呈雾状喷出，使汽液呈现分散相接触，到达提高脱硫效率的目的，同时利用喷射器的原理，高压液体通过喷射雾化喷头，对管道内的气体形成喷射抽力、喷嘴后形成负压区提高气体流速，降低系统阻力，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种脱硫顺流喷射吸收设备，包含半水煤气管道、脱硫塔、贫液槽、贫液泵、喷头一、填料层、富液槽、富液泵和喷射器，所述半水煤气管道的端部伸入到脱硫塔的下方内部，贫液管路的一端通过富液泵与贫液槽相连，另一端向上伸出后分为两路，一路伸入到半水煤气管道内，与喷射器相连接，另一路伸入到脱硫塔的上方内部，与喷头一相连；脱硫塔内部设有填料层，填料层位于喷头一的下方；富液管路的一端与脱硫塔底部相连，另一端与富液槽相连接，富液管路上设有富液泵；
所述喷射器设置在垂直布置的半水煤气管道上，喷射器的喷射方向与半水煤气的流向顺向设置，喷射器设有三个喷头，分别是喷头二、喷头三和喷头四，三个喷头在管道内由低到高分三层布置，三个喷头在管道的圆周方向均匀布置，相互间隔120度。
所述喷头二、喷头三和喷头四向下喷淋；喷头二、喷头三和喷头四结构相同，喷头的喷出口为锥台形状，喷出口的外圆直径大于内圆直径；喷出口的最大纵截面为等腰梯形，梯形的两腰相互垂直。
所述三个喷头在管道内由低到高等距离布置。
一种脱硫顺流喷射吸收工艺，采用上述所限定的脱硫顺流喷射吸收设备，工艺步骤如下：
半水煤气在罗茨风机加压的作用下进入半水煤气管道，贫液槽内的脱硫液经贫液泵打入到贫液管路的一路，流入喷射器内，经喷射器的喷头二、喷头三和喷头四后，通过喷出口使脱硫液进入半水煤气管道后呈雾状喷出，与半水煤气充分接触，脱除硫质，脱除出来的硫质与脱硫液一起顺着半水煤气管道进入到脱硫塔底部，经富液泵打入富液槽内，脱除出来的硫质与脱硫液进入融硫工序；
经步骤脱硫后的半水煤气顺着半水煤气管道进入到脱硫塔内，贫液槽内的脱硫液经贫液泵打入到贫液管路的另一路后自喷头一喷下，喷入填料层内，经步骤脱硫后的半水煤气与喷入到填料层内的脱硫液逆向接触后，再进一步的脱硫，进一步脱硫后的半水煤气排出脱硫塔外，进入到后续工段。
本发明的特别之处是在半水煤气管道内设置喷射器，该喷射器与半水煤气流向顺向安装，并在喷射器上安装喷头二、喷头三和喷头三，三个喷头在管道内由低到高分三层布置，三个喷头在管道的圆周方向均匀布置，相互间隔120度。所述喷头二、喷头三和喷头四向下喷淋；喷头二、喷头三和喷头四结构相同，喷头的喷出口为锥台形状，喷出口的外圆直径大于内圆直径；喷出口的最大纵截面为等腰梯形，梯形的两腰相互垂直。三个喷头上下间距根据半水煤气管道管径及喷射覆盖面积确定，使脱硫液进入半水煤气管道后呈雾状喷出，与半水煤气均匀，全面接触，不留死角，从而提高脱硫效率，且不增加系统阻力。进入脱硫塔内的半水煤气中的硫已经被大量脱除，少量的经脱硫塔进一步脱除，少量的硫质不会造成堵塔，也进一步提高了脱硫效率。尤其是使用硫含量高的原料煤时，也可以将半水煤气中的硫含量脱除至工艺指标内，为后续生产提供合格的原料气。
本发明的积极效果：结合固定床半水煤气的脱硫工艺、目前各种脱硫设备的特点，利用喷射器的原理，设计高效顺向喷射半水煤气管道脱硫工艺及高效喷射器。使脱硫液与半水煤气在顺向方向上充分接触，既提高了脱硫效率，也不会增加系统阻力。在脱硫塔内进一步脱除原料气中的硫，不会造成堵塔，可以将原料气中的硫含量控制的很低，特别适用于脱除硫含量较高的原料气脱硫工艺。
附图说明
图1为本发明背景技术结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明喷射器结构示意图；
图4为本发明喷射器的喷头结构示意图；
图5为本发明喷射器的三个喷头布置俯视示意图；
图中：半水煤气管道1、脱硫塔2、贫液槽3、贫液泵4、喷头一5、填料层6、富液槽7、富液泵8、喷射器9、喷头二10、喷头三11、喷头四12、喷出口13。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
一种脱硫顺流喷射吸收设备，包含半水煤气管道1、脱硫塔2、贫液槽3、贫液泵4、喷头一5、填料层6、富液槽7、富液泵8和喷射器9，所述半水煤气管道1的端部伸入到脱硫塔2的下方内部，贫液管路的一端通过富液泵8与贫液槽3相连，另一端向上伸出后分为两路，一路伸入到半水煤气管道1内，与喷射器9相连接，另一路伸入到脱硫塔2的上方内部，与喷头一5相连；脱硫塔2内部设有填料层6，填料层6位于喷头一5的下方；富液管路的一端与脱硫塔2底部相连，另一端与富液槽7相连接，富液管路上设有富液泵8；
所述喷射器9设置在垂直布置的半水煤气管道1上，喷射器9的喷射方向与半水煤气的流向顺向设置，喷射器9设有三个喷头，分别是喷头二10、喷头三11和喷头四12，三个喷头在管道内由低到高分三层布置，三个喷头在管道的圆周方向均匀布置，相互间隔120度。
所述喷头二10、喷头三11和喷头四12向下喷淋；喷头二10、喷头三11和喷头四12结构相同，喷头的喷出口13为锥台形状，喷出口13的外圆直径大于内圆直径；喷出口的最大纵截面为等腰梯形，梯形的两腰相互垂直。
所述三个喷头在管道内由低到高等距离布置。
一种脱硫顺流喷射吸收工艺，采用上述所限定的脱硫顺流喷射吸收设备，工艺步骤如下：
半水煤气在罗茨风机加压的作用下进入半水煤气管道1，贫液槽3内的脱硫液经贫液泵4打入到贫液管路的一路，流入喷射器9内，经喷射器9的喷头二10、喷头三11和喷头四12后，通过喷出口13使脱硫液进入半水煤气管道1后呈雾状喷出，与半水煤气充分接触，脱除硫质，脱除出来的硫质与脱硫液一起顺着半水煤气管道1进入到脱硫塔2底部，经富液泵8打入富液槽7内，脱除出来的硫质与脱硫液进入融硫工序；
经步骤脱硫后的半水煤气顺着半水煤气管道1进入到脱硫塔2内，贫液槽3内的脱硫液经贫液泵4打入到贫液管路的另一路后自喷头一5喷下，喷入填料层6内，经步骤脱硫后的半水煤气与喷入到填料层6内的脱硫液逆向接触后，再进一步的脱硫，进一步脱硫后的半水煤气排出脱硫塔2外，进入到后续工段。
附图1为背景技术机构示意图，主要包括半水煤气管道1、脱硫塔2、贫液槽4、贫液泵3、喷头一5、填料层6、富液槽7和富液泵8；流程简要说明如下：半水煤气经罗茨风机打入半水煤气管道1自脱硫塔2底部进入脱硫塔，贫液槽4中的脱硫液经贫液泵3加压自脱硫塔2上部进入脱硫塔，并通过喷头一5喷入填料层6，与半水煤气逆向接触吸收硫化氢而达到脱硫的目的，随着原料煤硫化氢含量的提高，脱硫液在填料层内就释放出单质硫，造成脱硫塔填料堵塞影响生产。
由于脱硫塔直径较大，顶部脱硫液喷下来总是存在死角，而且由于填料层的结构形式和原理决定了在塔内液体很难达到汽液两相都在分散状态，而湿法脱硫的最佳状态是汽液两相都为分散相，汽液接两相触面非常大脱硫效果高，因此造成脱硫效率较低，同时，逆向接触增加了脱硫塔的系统阻力。
附图2、3、4、5为本发明实施例结构示意图，包括半水煤气管道1、脱硫塔2、贫液槽3、贫液泵4、喷头一5、填料层6、富液槽7、富液泵8、喷射器9、喷头二10、喷头三11和喷头四12。流程简要说明如下：在半水煤气管道1内设置喷射器9，半水煤气在罗茨风机加压的作用下进入半水煤气管道1，贫液槽3内的脱硫液经贫液泵4打入喷射器9，经喷射器9上安装的喷头二10、喷头三11和喷头四12，通过喷出口13使脱硫液进入半水煤气管道1后呈雾状喷出，与半水煤气呈现分散相充分接触，脱除出来的硫质进入脱硫液经富液泵8打入富液槽7，进入融硫工序。大量脱硫后的半水煤气在脱硫塔2内经填料层6与自喷头一5喷下的脱硫液逆向接触，进一步脱硫后进入后续工段。
进入脱硫塔2内的半水煤气中的硫已经被大量脱除，少量的经脱硫塔进一步脱除，少量的硫质不会造成堵塔，也进一步提高了脱硫效率。尤其是使用硫含量高的原料煤时，也可以将半水煤气中的硫含量脱除至工艺指标内，为后续生产提供合格的原料气。
所述喷射器9为顺流喷射器，与半水煤气流向顺向设置；
所述喷头二10、喷头三11和喷头四12在半水煤气管道的圆形管道内呈120°夹角设置，喷射角度为45-60°，三个喷头上下间距根据半水煤气管道1管径及喷射覆盖面积确定，间距可以相等，也可以不等。
本发明结合固定床半水煤气的脱硫工艺、目前各种脱硫设备的特点，利用喷射器的原理设计高效顺向喷射半水煤气管道脱硫工艺，使脱硫液与半水煤气在顺向方向上充分接触，既提高了脱硫效率，也不会增加系统阻力。在脱硫塔内进一步脱除原料气中的硫，不会造成堵塔，可以将原料气中的硫含量控制的很低，特别适用于脱除硫含量较高的原料气脱硫工艺。

Claims (4)

1.一种脱硫顺流喷射吸收设备，其特征在于：包含半水煤气管道（1）、脱硫塔（2）、贫液槽(3)、贫液泵(4)、喷头一(5)、填料层（6）、富液槽（7）、富液泵（8）和喷射器（9），所述半水煤气管道（1）的端部伸入到脱硫塔（2）的下方内部，贫液管路的一端通过富液泵(8)与贫液槽(3)相连，另一端向上伸出后分为两路，一路伸入到半水煤气管道(1)内，与喷射器(9)相连接，另一路伸入到脱硫塔(2)的上方内部，与喷头一(5)相连；脱硫塔(2)内部设有填料层(6)，填料层(6)位于喷头一(5)的下方；富液管路的一端与脱硫塔(2)底部相连，另一端与富液槽(7)相连接，富液管路上设有富液泵(8)；
所述喷射器(9)设置在垂直布置的半水煤气管道(1)上，喷射器(9)的喷射方向与半水煤气的流向顺向设置，喷射器（9）设有三个喷头，分别是喷头二(10)、喷头三(11)和喷头四(12)，三个喷头在管道内由低到高分三层布置，三个喷头在管道的圆周方向均匀布置，相互间隔120度；
所述喷头二（10）、喷头三（11）和喷头四（12）向下喷淋；喷头二（10）、喷头三（11）和喷头四(12)结构相同，喷头的喷出口(13)为锥台形状，喷出口 (13)的外圆直径大于内圆直径；喷出口的最大纵截面为等腰梯形，梯形的两腰相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫顺流喷射吸收设备，其特征在于：所述三个喷头在管道内由低到高等距离布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种脱硫顺流喷射吸收设备，其特征在于：所述填料层（6）为两层，上下布置在脱硫塔（2）内。
4.一种脱硫顺流喷射吸收工艺，采用权利要求1所限定的脱硫顺流喷射吸收设备，其特征在于如下工艺步骤：
半水煤气在罗茨风机加压的作用下进入半水煤气管道（1），贫液槽（3）内的脱硫液经贫液泵(4)打入到贫液管路的一路，流入喷射器(9)内，经喷射器(9)的喷头二(10)、喷头三(11)和喷头四(12)后，通过喷出口(13)使脱硫液进入半水煤气管道(1)后呈雾状喷出，与半水煤气充分接触，脱除硫质，脱除出来的硫质与脱硫液一起顺着半水煤气管道(1)进入到脱硫塔（2）底部，经富液泵（8）打入富液槽（7）内，脱除出来的硫质与脱硫液进入融硫工序；
经步骤脱硫后的半水煤气顺着半水煤气管道（1）进入到脱硫塔（2）内，贫液槽（3）内的脱硫液经贫液泵（4）打入到贫液管路的另一路后自喷头一（5）喷下，喷入填料层（6）内，经步骤脱硫后的半水煤气与喷入到填料层（6）内的脱硫液逆向接触后，再进一步的脱硫，进一步脱硫后的半水煤气排出脱硫塔（2）外，进入到后续工段。
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