CN110614013A - 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统及脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统及脱硫方法，该系统包括旋流雾幕吸收塔，转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔，通过传动机构与变频电机同步转动，转轴上固定有若干层甩液桶单元，每层甩液桶单元设有多个甩液桶，进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和降液旋流板上方；富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通，贫液槽与所述进液管连通，初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进气口连通，除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口，甩液桶使贫液形成均相雾幕与焦炉煤气接触传质，吸收H2S。本发明的脱除硫化氢的系统结构简单，脱硫效率高，脱硫塔体积小，处理量大。

Description

一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统及脱硫方法
技术领域
本发明设计化工设备领域，尤其涉及一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统及脱硫方法。
背景技术
针对工业气体中的硫化氢成份进行脱硫处理，应用较为广泛的现有湿法脱硫主要是采用传统的填料塔设备吸收硫化氢。这种技术的塔设备体积庞大，装置投资较大，液体循环量大，气阻高，开停车不方便，设备运行费用高，如德国史梯尔公司开发的专利技术，简称A-S法，液相靠重力场自上而下流动，因此液膜厚、液速低、停留时间长，造成H2S和CO2同时被吸收下来，导致碱的利用率大大降低。所以要达到H2S的排放标准需要减少液膜湍流，增高增大塔设备。
刘有智团队研发的旋转填料床利用高速旋转的填料产生超重力环境，传质单元高度可降低1～2个数量级，传质效率增强，单位设备体积的生产强度提高了1～2个数量级。但仍不适用于对焦化厂初冷工段处理后的焦炉煤气进行脱硫，因为焦化厂初冷工段处理后的焦炉煤气流量大，降低塔高至4m后，也进一步缩短了焦炉煤气在脱硫塔内的停留时间，停留时间仅为2～3s，虽然排出的富液中不含CO2，气体中H2S浓度理论上还有进一步降低的空间。且再生后的贫液回流至填料床中时，由于贫液中含悬浮硫，容易堵塞填料，降低塔内的流通截面积，增大旋转填料床的阻力，降低传质面积，导致脱硫效率随使用时间延长而降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在不增高塔体高度的条件下，延长含硫气流在旋转脱硫塔内的停留时间，使雾幕液滴保持最小粒径的状态下，充分与含硫气流接触传质，提高液滴对硫化氢的吸收率；本发明解决的另一个技术问题是不增高塔空间，降低投资，降低已有旋转脱硫塔的阻力，防止已有旋转脱硫塔堵塞，防止脱硫效率降低。
本发明所采用的技术方案是，一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，包括旋流雾幕吸收塔，转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔，通过传动机构与变频电机同步转动，转轴上固定有若干层甩液桶单元，每层甩液桶单元设有多个甩液桶，所述旋流雾幕吸收塔内周位于每层甩液桶单元的上部还设置有悬吊组件，用于分别将旋流板和降液旋流板悬挂固定各层甩液桶单元的上方和外周，进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至每层甩液桶单元上方；富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通，所述富液槽通过富液泵与再生槽相连，再生槽的出口管路连接贫液槽，贫液槽与所述进液管连通，初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进气口连通，除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口，所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转速为350～700rpm。
优选地，所述旋流板由旋流叶片组和罩筒组成，所述罩筒至少由外向内至少设置两圈，罩筒直径一次递减，所述旋流叶片组绕内层罩筒沿圆周均匀分布，所述旋流板通过牛腿筋板固定在所述旋流雾幕吸收塔内周。
进一步地，所述旋流叶片组径向角为10～20度，旋流叶片组仰角为5～25度，旋流叶片组绕旋流板圆心的旋转方向相同均为内向板，所述旋流板的开孔率为 30-40％。
进一步地，所述悬吊组件包括固定在所述壳体内的环形台、用于支撑环形台的支撑牛腿、搭挂在环形台上的法兰，由法兰内缘斜向内翻折的锥形围片。
优选地，所述降液旋流板为梯形薄板，下底固定连接锥形围片底缘和外侧罩筒的延伸段端部，降液旋流板沿锥形围片圆周均匀分布，锥形围片的高度长于外侧罩筒的延伸段的长度，使降液旋流板的仰角为20-35度。
优选地，所述降液旋流板的内开缝线径向角大于0度，外开缝线径向角等于0度，所述降液旋流板的开缝线旋向与旋流叶片组相反。
基于以上的降液旋流板和旋流板使进气口引出的气流经降液旋流板和旋流叶片组后的气流方向相反，降低气流流速，使进液管引出的吸收液经所述降液旋流板和旋流板，至少三次被向上升的气流吹散成液滴，并朝反方向运动，还被甩液筒均匀分散成微小的液滴雾幕，既增加了传质面积，又增加了传质时间。
进一步地，所述降液旋流板上底均与环形支架连接，环形支架的截面直径大于所述甩液筒单元的外径。
进一步地，多个所述甩液桶同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼，所述孔眼的直径为5mm，密度为4100～4160个/m2。
由以上的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统的脱除焦炉煤气中硫化氢方法，包括以下步骤：
S1.使吸收液被甩液筒分散成雾幕与自下向上经过的含硫气流传质，吸收硫化氢后的雾幕被甩至脱硫塔内壁，沿锥形围片、降液旋流板表面分布形成液膜；
S2.使含硫气流经过降液旋流板时，吹散分布在降液旋流板表面的液膜形成雾态液滴；
S3.雾态液滴被分散到下层旋流板的旋流叶片组上，被自下向上螺旋上升的含硫气流吹散成雾态液滴；
S4.使含硫气流经过降液旋流板时和经过旋流叶片组时形成的螺旋上身气流方向分别相反，延长含硫气流在降液旋流板和旋流叶片组之间与雾幕的传质时间。
本发明提供的技术方案提供的脱硫塔，有以下优点：
1.本发明中贫液经甩液桶甩出雾化成雾幕，与向上流动的焦炉煤气两相接触传质，雾化后的液滴直径为1～50μm，传质接触面积大于旋转填料床中形成的液膜；
2.贫液雾幕呈均相与含焦炉煤气接触传质，两相接触均匀；
3.一方面，吸收H2S后的液滴甩至塔壁，沿锥形围片、降液旋流板表面分布形成液膜，含硫气流经过降液旋流板时，吹散分布在降液旋流板表面的液膜再次形成雾态液滴，雾态液滴被分散到下层旋流板的旋流叶片组上，被自下向上螺旋上升的含硫气流再次吹散成雾态液滴，即液滴在每层被连续吹散分散三次，增加了液体在塔内的保持大比表面积传质的时间；另一方面使含硫气流经过降液旋流板和经过旋流叶片组时形成的螺旋上身气流方向分别相反，延长含硫气流在降液旋流板和旋流叶片组之间与雾幕的传质时间；增加液滴和气流两方面停留时间使传质效率大为提升，处理后脱硫气体的含硫量较未安装旋流板和降液旋流板的技术方案降低50％；
4.本发明的脱硫塔未设填料层，焦炉煤气与雾幕进行传质，因而阻力更小，缩小了脱硫塔的高度和体积；
5.本发明的系统旋流板和降液旋流板的开孔率大于筛网环形板，焦炉煤气中的萘即使生成沉淀，也不会堵塞旋流板和降液旋流板。
附图说明
图1为对比例1的脱硫塔剖视结构示意图；
图2为本发明图1的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例2的脱硫塔剖视结构示意图；
图4为本发明图3的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例2的脱硫塔剖视结构示意图；
图6为本发明图5的俯视结构示意图；
图7为本发明图5中旋流板的俯视结构示意图；
图8为本发明图5中降液旋流板及甩液桶单元的俯视结构示意图；
图9为本发明图3的后视结构示意图；
图10为本发明实施例2的系统示意图；
图11为A-S填料脱硫塔净化焦炉煤气时H2S、CO2吸收率与时间的关系图；
图12为本发明的旋流板叶片组甩出的液滴的运动示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
对比例1
如图1～2所示，旋流雾幕吸收塔2内安装了转轴10、两层甩液桶单元11、进液管101，环形筛网盘14每层甩液桶单元设有四个甩液桶13，环形筛网盘和甩液桶单元之间形成环形通道；各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132，所述孔眼的直径为5mm，密度为4160个/m2。所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔，筛孔直径为10mm，密度为2400个/m2，环形筛网盘内缘设有围片143。甩液桶上设置的三棱柱体，起到搅动贫液的作用，使贫液在甩液桶内做离心运动。
工艺待处理焦炉煤气气量为40000m3/h，每立方米的焦炉煤气含H2S 1000mg、HCN300mg、NH3 400mg、CO2 5500mg温度25℃，入口气体压力10kpa，脱硫塔压降5Kpa，从塔底进入向上经过甩液筒单元，采用含NH3为5％的氨水与PDS催化剂的混合物喷洒，PDS即双核酞菁钴六磺酸铵，喷洒量为280t/h模拟焦炉煤气，喷洒至每层甩液筒单元之上，变频器调节甩液桶单元转轴转速为 350r/min。塔内温度为35～40℃；塔高为4m，塔径为3m，焦炉煤气在塔内停留时间为2～3s，排出的富液中不含CO2，待整个工艺系统稳定后，对气体进出口进行硫化氢含量的检测。排气口排出的气体H2S浓度最佳值达到16mg/m3，运行半年后，而当夏季入口主管焦炉煤气温度为35℃时的正常工况下，由于温度升高氨水中H2S的饱和蒸汽压升高，H2S的吸收效率降低，排气口排出的气体H2S浓度平均值20～25mg/m3,使用湿式静电除雾器收集从排气口夹带的液滴比采用旋风除尘器收集的液滴，同时检测除雾器出口液滴浓度，湿式静电除雾器的液滴出口浓度比旋风除尘器的液滴出口浓度降低26％，说明出口气体含粒径为1～5μm的液滴，贫液在甩液桶单元中甩出形成雾幕，液滴大小为1～50μm。
实施例2
如图3～6所示，本发明涉及的旋流雾幕吸收塔2，包括穿过所述旋流雾幕吸收塔2中轴的转轴10，转轴10通过传动机构20与变频电机30同步转动，转轴上固定有四层甩液桶单元11，每层甩液桶单元设有四个甩液桶13，旋流雾幕吸收塔2内周位于每层甩液桶单元的上部还设置有悬吊组件，用于分别将旋流板和降液旋流板12-2悬挂固定各层甩液桶单元11的上方和外周，参见图5，悬吊组件21包括固定在旋流雾幕吸收塔2内周的环形台28、用于支撑环形台28 的支撑牛腿29、搭挂在环形台28上的法兰26，由法兰26内缘斜向内翻折的锥形围片27，上述的旋流板14由旋流叶片组12-6和罩筒12-4组成，罩筒12-4由外向内设置两圈，两圈罩筒12-4直径一次递减，旋流叶片组12-6绕内层罩筒沿圆周均匀分布，旋流板的外层罩筒12-4通过牛腿筋板35固定在旋流雾幕吸收塔 2内周，与法兰26、锥形围片27的上表面焊接在一起，如图6和图7旋流叶片组12-4绕旋流板圆心的旋转方向相同均为内向板，旋流叶片组径向角为16.59，旋流叶片组仰角为5度，旋流板的开孔率为30-40％；如图5，法兰26、锥形围片27的下表面与降液旋流板12-2的下底焊接，降液旋流板12-2沿锥形围片27 圆周均匀分布，锥形围片27的高度长于外侧罩筒12-4的延伸段的长度，使降液旋流板的仰角为20度，如图6和图8，降液旋流板12-2靠近罩筒12-4圆心侧的内开缝线57的径向角大于0度，形成内向板，而远离的罩筒12-4圆心侧的外开缝线46的径向角为0度，为径向板，降液旋流板12-2绕罩筒12-4圆心的旋转方向与旋流叶片组12-6旋转方向相反，降液旋流板12-2上底67均与环形支架 12-1连接，环形支架12-1的截面积为进气口116截面积的40％。环形支架12-1 及内侧罩筒12-4的内径均与甩液桶13的外径间隙配合；
如图1、5和图8，四个甩液桶13同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶13等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体13-1，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132，所述孔眼的直径为5mm，密度为4160个/m2。所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔，筛孔直径为10mm，密度为2400个/m2。甩液桶上设置的三棱柱体13-1，起到搅动贫液的作用，使贫液在甩液桶13内做离心运动，从筛孔甩出形成液滴雾幕。
如图3、图9、图10，进液管一100、进液管二102、进液管三104、进液管四105分别穿过旋流雾幕吸收塔2内壁延伸至每层旋流板的内侧罩板12-4中心，向甩液桶13喷淋脱硫贫液；富液槽111与旋流雾幕吸收塔2的排液口112 相连通，富液槽111通过富液泵113与再生槽114相连，再生槽114的出口管路连接贫液槽109，贫液槽109与所述进液管五101、进液管一100连通，位于贫液槽109与旋流雾幕吸收塔2之间的进液管设有贫液泵，初冷器115与旋流雾幕吸收塔2的进气口116连通，除雾器117连通旋流雾幕吸收塔2的排气口118，旋流雾幕吸收塔2中甩液桶13的转速为350rpm。
采用实施例2的系统在四川省某焦化公司用于脱除焦炉煤气的硫化氢：工艺待处理焦炉煤气气量为40000m3/h，每立方米的焦炉煤气含H2S 1000mg、HCN 300mg、NH3 400mg、CO2 5500mg温度25℃，入口气体压力10Kpa，脱硫塔压降3Kpa，采用纯碱溶液与PDS催化剂的混合物作为脱硫贫液喷洒，PDS即双核酞菁钴六磺酸铵，喷洒量为800公斤/km3模拟焦炉煤气，开启甩液桶单元，通过变频器30调节甩液桶单元11的转轴10转速，待甩液桶单元以280t/h甩出脱硫贫液，稳定后(约两分钟)，开启液阀，启动贫液泵，通过调节液量至280t/h，同时开启富液泵，待液相运转平稳后，开启气相，通过调节阀逐步从进气口116 通入含硫焦炉煤气达到40000m3/h。通过冷却器119管道给排液管排出液相体系降温，控制温度在23～25℃；贫液在甩液桶单元11中甩出形成雾幕，液滴大小为1～50μm，塔高为4m，塔径为3m，含硫焦炉煤气通过进气口116自下而上经过降液旋流板12-2、甩液筒13甩出的雾幕层、旋流叶片组，含硫焦炉煤气与贫液在塔内作相对运动，每一层的旋流叶片组均正置安装，作为内向板用于传质，使经过的含硫焦炉煤气通过此板时有向心分速度，离心力较小，液滴的运动路程长，汽液接触时间延长，提高传质效率；旋流板开孔率为30％，用于强制通过含硫焦炉煤气，使含硫焦炉煤气螺旋上升运动，从进液管100、102、104、 105或降液旋流板12-2下降的贫液液流分配到甩液桶13或各层旋流叶片组12-6 上，形成液滴雾幕或液膜，液膜并部分被含硫焦炉煤气喷散成液滴，液滴随气流旋转，由于具有向心分速度，液滴的运动路程长，但仍被离心力甩至旋流雾幕吸收塔内周，形成液膜流下，经法兰26和锥形围片27向降液旋流板12-2汇集；而液滴雾幕被甩至外周的降液旋流板12-2，以上两股贫液自上而下运动经过降液旋流板12-2成形螺旋向下运动液流，向下一层甩液桶单元11或旋流板集中；
同时含硫焦炉煤气经降液旋流板12-2向上运动时，形成螺旋上升气流，与沿降液旋流板12-2下降运动的液膜碰撞，使部分液膜被吹散形成液滴，也与液滴雾幕接触传质，由于降液旋流板12-2为梯形，下底45固定于锥形围片27底缘，使降液旋流板12-2靠近罩筒12-4圆心侧的内开缝线57与半径的夹角大于0，形成内向板，使形成的液滴具有向心分速度，液滴的运动路程长，汽液接触时间延长，提高传质效率；经过降液旋流板12-2上升的螺旋气流的旋转方向，与经过旋流叶片组12-6下降的螺旋液流的旋转方向相反，使螺旋上升的气流减速，同时使螺旋下降的液流减速，如图7和图8，箭头方向为气流经过降液旋流板 12-2后的旋转方向，液流流出的方向相反，一方面延长了含硫焦炉煤气和贫液在甩液筒单元11外周的传质接触时间，另一方面在旋流板和降液旋流板之间的贫液和含硫焦炉煤气三次相向运动，将贫液连续三次吹散保持液滴状态，增大了贫液与含硫焦炉煤气的接触面积；此外沿降液旋流板12-2下降的贫液还有部分经降液旋流板12-2远离罩板12-4圆心侧的外开缝线46流至降液旋流板12-2 外侧形成螺旋液流，由于该外开缝线46为径向板，使经该外开缝线46下落的液体向外甩均匀分布至下一层旋流叶片组12-6表面。
采用以上焦炉煤气流量和喷淋量，在山西、新疆、四川某焦化厂运行，焦炉煤气在塔内停留时间大于3.8216s，排出的富液中不含CO2，待整个工艺系统稳定后，即可对气体进出口进行硫化氢含量的检测。在入塔焦炉煤气和吸收液温度低于25℃时，排气口排出的气体H2S浓度最佳值达到6mg/m3硫化氢脱除率可达99％以上。PDS催化剂具有抑制和消除硫泡沫堵塔的功能，再生效率高，再生后的贫液中悬浮硫含量在0.5g/L以下，溶液清亮，不积硫堵塔，自清洗能力强，有洗塔作用，能降低脱硫塔的阻力。运行半年以上，而在夏季工况稳定时，入口主管焦炉煤气温度约35℃时，排气口排出的气体H2S浓度平均值低于 20mg/m3。
气流通道截面积为塔盘开孔区面积在通道截面方向上的投影，开孔面积 A0＝π/4(Dx 2-Dm 2)sina
α为旋流板的仰角为5度
β为旋流板径向角等于20度，β＝arcsin(Dm/Dx)＝16.59度
降液旋流板的仰角为20度
设计Dm为旋流板叶组的内侧罩板直径，Dm＝885mm，旋流板至环形支架的高度h为641mm，环形支架直径d为885mm
Dx1为旋流板叶片组外径，Dx＝3100mm气流通道截面积A0＝π/4(31002-8852) sin5＝603903.74mm2气体的穿过旋流板叶片组穿孔速度ω0＝40000/ (3600×0.60390374)＝18.40m/s，如图12，从多组旋流板叶片组流出的气流具有沿旋流板叶片组横向分布的切向分气流和垂直于旋流板叶片组边界的径向分气流，径向分气流不断改变已离开旋流板叶片组的液滴的方向，相当于施加向心加速度，直到液滴在竖直方向离开旋流板叶片组一定距离，不再受到从旋流板叶片组流出的径向气流改变方向，才不受干扰的在径向分速度和切向分速度两个方向上向塔壁移动，旋流板叶片组的径向水平分速度vj为 18.40×cos5×cos16.59＝17.567m/s，旋流板叶片组的切向水平分速度vq为 18.40×cos5×sin16.59＝5.234m/s，液滴甩出旋流板叶片组时在径向水平分速度方向距塔壁的最小距离为Dm/2+Dx/2＝1992.5mm，最大距离为3100mm，液滴甩出旋流板叶片组时在切向水平分速度方向距塔壁的最大距离为(Dx/2) *cos16.59＝1485.48mm，液滴甩出旋流板叶片组沿径向运动再到达塔壁的时间约为1.9925/17.567＝0.1134s至3.100/17.567＝0.1765s，液滴甩出旋流板叶片组沿切向运动再到达塔壁的时间约为1.485/5.234＝0.284s，,即为旋流板叶片甩出的液滴沿水平方向运动与气体的最大接触时间为0.1134s，旋流板叶片甩出的液滴在竖直方向的分速度为18.40×sin5＝1.60m/s，罩筒一般高80mm，液滴在罩筒内竖直上移的时间为0.080/1.60＝0.05s，由浙江大学化工原理教学组对径向型旋流板气流速度场的研究结果推测(径向型旋流板液滴停留时间小于内向型旋流板的液滴停留时间)，气流在通过旋流板之后因沿螺线上升，在近中心形成低压区，近外罩筒周边气速大，近内罩筒周边气速小，近内筒周边的气流在离旋流板高 400mm以上的高度气流场的气流速度才有显著降低，该液滴上升400mm高度的时间至少为0.4/1.6＝0.25s，液滴经过旋流板至甩至塔壁的时间即气液接触时间＝0.25+0.05+0.1134＝0.4134s，塔盘直径D为3200mm，由于图5中降液旋流板与半径的夹角为30度，每个降液旋流板按弧度11.25度均匀沿罩筒圆周分布，旋流板的外径为3100mm，故降液旋流板间的间距较大对塔内气体的叶片阻力可忽略不计，故两层降液旋流板至旋流板间的气体垂直方向上的分速度为ω1＝40000/ (3600×3.14×(3.1)2/4)＝1.4729m/s,吸收液在降液旋流板表面全程受到气流的阻力作用，相当于对液滴施加了1.4729m/s的反向初速度，在塔内各层旋流板间距H为641mm时，增加了吸收液在塔内与H2S的接触时间,即液滴在-1.4729m/s 的初速度下降落至下一层旋流板的时间，为0.542s，即甩出降液旋流板的液滴与气体的接触时间，液滴与气体的总接触时间约为0.4134+0.542＝0.9554s，如图3 旋流雾幕吸收塔总共有四层旋流板、四层降液旋流板，四层甩液桶单元，液滴经过四层的过程中反复被吹散保持液滴形态，液滴总的停留时间为 0.9554×4＝3.8216s。考虑到液滴总的停留时间还应累计液体从甩液筒甩至旋流降液板的时间，液滴总的停留时间大于3.8216s。
而使用对比例1，液滴在穿过环形筛网盘形成无湍流液膜与气体接触传质，穿过塔内的气流速度为40000/(3600×3.14*3.12/4)＝1.4729m/s，液滴刚开始下降时的初速度为-1.4729m/s,塔内各层环形筛网盘间距H为1282mm，液滴从上一层环形筛网盘降至下一层环形筛网盘的时间为0.5698s，即为液膜与气体的接触时间。
表1
由表1可知实施例2与对比例1，气流与液滴雾幕接触时间3s未改变的情况下，实施例2由于增设了旋流板和降液旋流板，在层高降低的情况下，液滴每经过一层旋流板与降液旋流板之间的空间，液滴的单位层高停留时间至少延长了50％。
在实施例2中液滴停留时间至少超过了3.821s，贫液吸收硫化氢达到了图 11中较高水平。
作为优选方案，甩液桶13的旋转方向与降液旋流板12-2的开缝线旋向相反，可以延长甩液桶13甩出贫液形成的液滴雾幕运动至降液旋流板的时间。
使本实施例提供的脱硫塔对比于对比例1的脱硫塔：
1.本实施例有更多的供贫液展开的表面积，由于降液旋流板倾斜安装，表面积大于对比例1的环形筛网盘，贫液液膜与含硫焦炉煤气接触的表面积更大；
2.贫液在每层旋流板和降液旋流板之间的空间分三次与相向运动的含硫焦炉煤气接触，相当于使在重力作用下降的贫液在分三次减速下降，延长了贫液在脱硫塔内的与气体的接触时间；同时含硫焦炉煤气反复经降液旋流板及旋流板改变方向，延长了含硫焦炉煤气在塔内的停留时间，尤其是气流经过降液旋流板后被旋流板阻挡减速改变方向，使含硫焦炉煤气在甩液筒外周与液滴雾幕的传质接触时间更长；
3.贫液分三次与相向运动的含硫焦炉煤气接触，被连续破碎形成细滴状液滴，并持续保持液体状态，液滴的直径比传统的旋流板吹散的液滴更小，所有液滴的总表面积更大。
4.本实施例相比于对比例1阻力小，旋流板的开孔率远大于对比例的环形筛网盘，当焦炉煤气中的工业萘降温沉淀时，不会堵塞旋流板，但会堵塞环形筛网盘。
本发明采用全塑材料制成，具有耐腐蚀性好、强度高、本体重量轻、不易老化、结构合理、不易变形、维护方便等优点。

Claims (9)

1.一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，包括旋流雾幕吸收塔，转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔，通过传动机构与变频电机同步转动，转轴上固定有若干层甩液桶单元，每层甩液桶单元设有多个甩液桶，所述旋流雾幕吸收塔内周位于每层甩液桶单元的上部还设置有悬吊组件，用于分别将旋流板和降液旋流板悬挂固定各层甩液桶单元的上方和外周，进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至每层甩液桶单元上方；富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通，所述富液槽通过富液泵与再生槽相连，再生槽的出口管路连接贫液槽，贫液槽与所述进液管连通，初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进气口连通，除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口，所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转速为350～700rpm。
2.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述旋流板由旋流叶片组和罩筒组成，所述罩筒至少由外向内至少设置两圈，罩筒直径一次递减，所述旋流叶片组绕内层罩筒沿圆周均匀分布，所述旋流板通过牛腿筋板固定在所述旋流雾幕吸收塔内周。
3.根据权利要求2所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述旋流叶片组径向角为10～20，旋流叶片组仰角为5～25度，旋流叶片组绕旋流板圆心的旋转方向相同均为内向板，所述旋流板的开孔率为30-40％。
4.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述悬吊组件包括固定在所述壳体内的环形台、用于支撑环形台的支撑牛腿、搭挂在环形台上的法兰，由法兰内缘斜向内翻折的锥形围片。
5.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述降液旋流板为梯形薄板，下底固定连接锥形围片底缘和外侧罩筒的延伸段端部，降液旋流板沿锥形围片圆周均匀分布，锥形围片的高度长于外侧罩筒的延伸段的长度，使降液旋流板的仰角为20～35度。
6.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述降液旋流板的内开缝线径向角大于0度，外开缝线径向角等于0度，所述降液旋流板的开缝线旋向与旋流叶片组相反。
7.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，所述降液旋流板上底均与环形支架连接，环形支架的截面直径大于所述甩液筒单元的外径。
8.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，其特征在于，多个所述甩液桶同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼，所述孔眼的直径为5mm，密度为4100～4160个/m2。
9.一种脱除焦炉煤气中硫化氢方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.使吸收液被甩液筒分散成雾幕与自下向上经过的含硫气流传质，吸收硫化氢后的雾幕被甩至脱硫塔内壁，沿锥形围片、降液旋流板表面分布形成液膜；
S2.使含硫气流经过降液旋流板时，吹散分布在降液旋流板表面的液膜形成雾态液滴；
S3.雾态液滴被分散到下层旋流板的旋流叶片组上，被自下向上螺旋上升的含硫气流吹散成雾态液滴；
S4.使含硫气流经过降液旋流板和经过旋流叶片组时形成的螺旋上身气流方向分别相反，延长含硫气流在降液旋流板和旋流叶片组之间与雾幕的传质时间。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471494A (zh) * 2020-04-21 2020-07-31 恒华源化工设备(武汉)有限公司 一种基于超重力床的湿式催化剂氧化法脱硫系统
CN111495347A (zh) * 2020-06-04 2020-08-07 江西康乾环保科技有限公司 一种活性炭再生系统及其再生工艺
CN111701376A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 湖州南丰机械制造有限公司 一种铸造车间的粉尘处理系统
CN111701377A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 湖州南丰机械制造有限公司 一种铸造车间的粉尘处理装置
CN112300816A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 恒华源化工设备(武汉)有限公司 一种单孔炭化室智能稳压控制装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19736761A1 (de) * 1997-08-23 1999-02-25 Lechler Gmbh & Co Kg Reinigungseinrichtung zur Abscheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus Gasströmen
CN2870957Y (zh) * 2006-02-17 2007-02-21 中北大学 脱除工业气体中硫化氢的设备
CN204699567U (zh) * 2015-05-04 2015-10-14 中国石油天然气股份有限公司 输油离心泵安全专用清洁桶
CN109224776A (zh) * 2018-10-20 2019-01-18 富瑞德化工设备(武汉)有限公司 一种高效旋流式喷雾脱硫塔及其脱硫方法
CN208727170U (zh) * 2018-08-07 2019-04-12 浙江绿健环保工程有限公司 超重力脱硫装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19736761A1 (de) * 1997-08-23 1999-02-25 Lechler Gmbh & Co Kg Reinigungseinrichtung zur Abscheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus Gasströmen
CN2870957Y (zh) * 2006-02-17 2007-02-21 中北大学 脱除工业气体中硫化氢的设备
CN204699567U (zh) * 2015-05-04 2015-10-14 中国石油天然气股份有限公司 输油离心泵安全专用清洁桶
CN208727170U (zh) * 2018-08-07 2019-04-12 浙江绿健环保工程有限公司 超重力脱硫装置
CN109224776A (zh) * 2018-10-20 2019-01-18 富瑞德化工设备(武汉)有限公司 一种高效旋流式喷雾脱硫塔及其脱硫方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471494A (zh) * 2020-04-21 2020-07-31 恒华源化工设备(武汉)有限公司 一种基于超重力床的湿式催化剂氧化法脱硫系统
CN111495347A (zh) * 2020-06-04 2020-08-07 江西康乾环保科技有限公司 一种活性炭再生系统及其再生工艺
CN111495347B (zh) * 2020-06-04 2024-02-09 江西康乾环保科技有限公司 一种活性炭再生系统及其再生工艺
CN111701376A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 湖州南丰机械制造有限公司 一种铸造车间的粉尘处理系统
CN111701377A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 湖州南丰机械制造有限公司 一种铸造车间的粉尘处理装置
CN112300816A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 恒华源化工设备(武汉)有限公司 一种单孔炭化室智能稳压控制装置
CN112300816B (zh) * 2020-10-27 2022-03-01 恒华源化工设备(武汉)有限公司 一种单孔炭化室智能稳压控制装置

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