CN111921341A - 一种含硫气放空脱硫装置 - Google Patents

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张建军
孙超书
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Abstract

本发明适用于化工设备技术领域，提供了一种含硫气放空脱硫装置，包括自下而上依次设置的用于除去放空气中夹带液滴的分离器、用于盛放脱硫剂的存放器和用于为放空气脱硫的若干个脱硫区；所述存放器和脱硫区内均设有气体分布器。借此，本发明能够对放空气中的硫化氢进行充分吸收，提高放空气的脱硫效果，提高油田周边环境的质量；整个装置为撬装结构，设备造价低，放空气在装置中的流动通畅无阻，安全性较高，脱硫剂为循环使用，降低生产成本。

Description

一种含硫气放空脱硫装置
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种含硫气放空脱硫装置。
背景技术
目前，原油处理站场非正常生产时的安全阀放空，或检修时临时放空设备及管道内的气体，会对周边环境产生一定的不利影响。许多低含硫的老油田，开发后期呈现含硫量逐步提升，伴生气中的硫化氢含量逐年提高，含硫量多高于20mg/Nm3，直接外排对原油站场操作人员及周边人员的健康产生威胁，对环境产生污染。
现阶段，国家对油田周边的环境保护十分重视，不允许油田站场排放含有硫化氢的有害气体，生产企业不得不对原油处理站场的放空气体进行处理。通常，油田原油处理站场可以采用火炬进行放空，火炬系统检测到放空管道内有气体需要放空时，自动点燃含硫化氢的放空气体，气体经火炬燃烧后直接外排。利用火炬燃烧的方式进行含硫气体的排放，占地面积小，但设备投资高，检测放空气体点燃火炬难以操作，火炬有长明灯以及点燃后的火把容易对周边居民造成恐慌，燃烧产生的二氧化硫对环境还是存在污染。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种含硫气放空脱硫装置，其能够对放空气中的硫化氢进行充分吸收，提高放空气的脱硫效果，提高油田周边环境的质量；整个装置为撬装结构，设备造价低，放空气在装置中的流动通畅无阻，安全性较高，脱硫剂为循环使用，降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种含硫气放空脱硫装置，包括自下而上依次设置的用于除去放空气中夹带液滴的分离器、用于盛放脱硫剂的存放器和用于为放空气脱硫的若干个脱硫区；所述存放器和脱硫区内均设有气体分布器。
所述存放器分别连接若干个所述脱硫区的进口阀，每个所述脱硫区的出口阀均连接所述存放器。
所述分离器与存放器之间、所述存放器与脱硫区之间、相邻两个所述脱硫区之间均设有隔板。
所述气体分布器包括倒U型升气管，所述升气管的底部插入到所述隔板的下面，所述升气管的顶部连通喷板；所述喷板包括相互连通的竖向主管和横向主管，所述竖向主管的顶端连通所述升气管的顶部，所述横向主管上连通若干根支管，所述支管上设有若干个喷孔；所述横向主管和支管均位于脱硫剂的液面下面。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述分离器设有进气管线和排污管线，所述分离器的内部设有若干块挡液板。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述分离器的外部设有用于实时监测所述分离器中液位高度的第一液位计。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述挡液板与水平面具有10～45度的夹角。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述存放器连接贫液输入阀和富液输出阀，所述存放器还连接旁通阀。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述存放器上还设有用于监测所述存放器中脱硫剂的液位高度的第二液位计。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述存放器和所述脱硫区的外部均设有人孔。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述喷孔位于所述支管的底部，所述喷孔的孔径为4～8mm。
根据本发明的含硫气放空脱硫装置，所述装置的顶部设有除沫丝网，所述除沫丝网设有15～35层。
本发明的目的在于提供一种含硫气放空脱硫装置，通过自下而上依次设置分离器、存放器和若干个脱硫区，分离器能够除去放空气中夹带的液滴，存放器用于盛放脱硫剂，并将脱硫剂分别倒入其上部设置的各个脱硫区中；存放器和脱硫区内均设有气体分布器；气体分布器包括倒U型升气管，升气管的顶部连通喷板的竖向主管，喷板的横向主管上连通若干根支管，支管上设有若干个喷孔；横向主管和支管均位于脱硫剂的液面下面，除去液滴的放空气进入存放器中的气体分布器，在存放器中对硫化氢进行初次吸收，然后继续向上进入各个脱硫区中的气体分布器，再对硫化氢进行多次吸收，使硫化氢含量低于20mg/Nm3。综上所述，本发明的有益效果是：能够对放空气中的硫化氢进行充分吸收，提高放空气的脱硫效果，提高油田周边环境的质量；整个装置为撬装结构，设备造价低，放空气在装置中的流动通畅无阻，安全性较高，脱硫剂为循环使用，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的喷板结构示意图；
图3是图2的A-A向结构示意图；
在图中：1-分离器，2-排污管线，3-进气管线，4-贫液输入阀，5-旁通阀，6-富液输出阀，7-泵体出口阀，8-泵体，9-第一泵体进口阀，10-第二泵体进口阀，11-喷板，111-竖向主管，112-横向主管，113-支管，114-喷孔；12-隔板，13-挡液板，14-第一液位计，15-存放器，16-第二液位计，17-升气管，18-第一脱硫区进口阀，19-第一脱硫区出口阀，20-第二脱硫区进口阀，21-第二脱硫区出口阀，22-第三脱硫区进口阀，23-第三脱硫区出口阀，24-第四脱硫区进口阀，25-第四脱硫区出口阀，26-人孔，27-除沫丝网，28-出气口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供了一种含硫气放空脱硫装置，包括除去放空气中夹带液滴的分离器1、用于盛放脱硫剂的存放器15和用于为放空气脱硫的若干个脱硫区。存放器15和脱硫区内均设有气体分布器。
分离器1位于装置的最底部，分离器1上设有进气管线3和排污管线2，分离器1的内部设有若干块挡液板13，挡液板13与水平面具有10～45度的夹角。放空气经进气管线3进入分离器1后，由于放空气进入过程中具有一定的压力，上升过程中，放空气以及其夹带的液滴碰撞到挡液板13，液滴由于重力作用落到分离器1的底部，而放空气继续上升，从而达到气液分离的作用。分离器1底部的液滴经过长时间的累积之后，可以通过排污管线2排出，将液体排到原油站场排污管网。挡液板13与水平面之间的夹角如果小于10度，使若干块挡液板13之间形成的气体通道过小，放空气上升速度慢，影响分离效率；挡液板13与水平面之间的夹角如果大于45度，使若干块挡液板13之间形成的气体通道过大，大量的放空气不经过挡液板13直接上升，液滴分离不彻底，影响分离效果。作为一种优选的方案，分离器1的外部还设有第一液位计14，第一液位计14能够实时监测分离器1中的液位高度，对分离器1底部的液体进行及时的排放，避免影响放空气的分离。本发明中，经过分离器1分离作用之后的放空气，放空气中剩余液滴的直径不大于100μm。
存放器15位于分离器1的上部，存放器15连接贫液输入阀4和富液输出阀6，存放器15通过泵体8分别连接设置于存放器15上部的若干个脱硫区的进口阀，每个脱硫区的出口阀均连接存放器15。泵体8还连接泵体出口阀7、第一泵体进口阀9和第二泵体进口阀10。
脱硫区的数量为2～7个，作为一种实施例，脱硫区的数量为4个，分别为第一脱硫区A、第二脱硫区B、第三脱硫区C和第四脱硫区D；第一脱硫区A上设有第一脱硫区进口阀18和第一脱硫区出口阀19；第二脱硫区B上设有第二脱硫区进口阀20和第二脱硫区出口阀21；第三脱硫区C上设有第三脱硫区进口阀22和第三脱硫区出口阀23；第四脱硫区D上设有第四脱硫区进口阀24和第四脱硫区出口阀25。
工作过程中，贫液输入阀4、第一泵体进口阀9、泵体出口阀7、第一脱硫区进口阀18和第一脱硫区出口阀19打开，脱硫剂经过贫液输入阀4和第一泵体进口阀9，在泵体8的作用下经泵体出口阀7和第一脱硫区进口阀18进入第一脱硫区A中，当第一脱硫区A中的脱硫剂到达预设液位时，经第一脱硫区出口阀19自动溢流入存放器15中，存放器15的液位升高表明第一脱硫区A中的脱硫剂已注入完成。第一脱硫区A中的脱硫剂注入完成后，打开第二脱硫区进口阀20和第二脱硫区出口阀21，依次关闭第一脱硫区进口阀18和第一脱硫区出口阀19，脱硫剂经过贫液输入阀4和第一泵体进口阀9，在泵体8的作用下经泵体出口阀7和第二脱硫区进口阀20进入第二脱硫区B中，当第二脱硫区B中的脱硫剂到达预设液位时，经第二脱硫区出口阀21自动溢流入存放器15中，存放器15的液位升高表明第二脱硫区B中的脱硫剂已注入完成。据此类推，向第三脱硫区C和第四脱硫区D输送脱硫剂，当最顶部的第四脱硫区D完成脱硫剂的注入后，继续运行泵体8，直到经第四脱硫区D溢流入存放器15中的脱硫剂，到达存放器15的预设液位。四个脱硫区中的脱硫剂吸收硫化氢后达到饱和，可以打开脱硫区的进口阀，在重力的作用下，脱硫剂反向流通，经过富液输出阀6输出。存放器15中的脱硫剂吸收硫化氢后达到饱和，可以直接经过泵体8、泵体出口阀7经过富液输出阀6输出。
存放器15还连接旁通阀5，由于存放器15中的脱硫剂量比较大，当需要将存放器15中的饱和脱硫剂输出时，可以开通旁通阀5，加快脱硫剂的输出。存放器15上还设有第二液位计16，用来监测存放器15中脱硫剂的液位高度。本发明中，放空气经过存放器15和若干个脱硫区的脱硫作用之后，放空气中的硫化氢含量低于20mg/Nm3。
本发明中，存放器15与分离器1之间、存放器15与脱硫区之间、相邻两个脱硫区之间均设有隔板12。
气体分布器包括倒U型升气管17，升气管17的底部插入到隔板12的下面，升气管17的顶部连通喷板11。参见图2和图3，喷板11包括相互连通的竖向主管111和横向主管112，竖向主管111的顶端连通升气管17的顶部，横向主管112上连通若干根支管113，支管113上设有若干个喷孔114。横向主管112和支管113均位于脱硫剂的液面下面。
工作过程中，放空气从升气管17的底部进入，到达升气管17的顶部后进入竖向主管111，然后再向下通过横向主管112进入到各个支管113中，并从喷孔114中喷出，与脱硫剂充分接触、传质、反应，脱硫剂吸收放空气中的硫化氢。
本发明中，喷孔114在支管113上均匀设置，喷孔114的孔径为4～8mm，使放空气能够均匀分散到脱硫剂中，增加放空气与脱硫剂的接触面积，提高吸收脱硫效果。作为一种优选的方案，喷孔114位于支管113的底部，即喷孔114开孔向下，可以促进放空气在脱硫剂中的分散效果，提高硫化氢的吸收率。
作为一种优选的方案，含硫气放空脱硫装置的顶部设有除沫丝网32，除沫丝网按HG/T21618-1998《丝网除沫器》选用，除沫丝网32选用高穿透型除沫丝网，除沫丝网32设有15～35层，放空气经过存放器15和各个脱硫区的脱硫作用之后，放空气中夹杂脱硫剂，除沫丝网32能够阻止放空气将粒径大于100μm的脱硫剂液滴带出装置，使粒径大于100μm的脱硫剂液滴重新滴落回到装置中进行重复利用，减少脱硫剂的损耗。
本发明中，存放器15和各个脱硫区的外部均设有人孔26，以满足内部维护、检测、检修的需要。
本发明中的含硫气放空脱硫装置为橇装化结构，放空气自进入装置直至排出，均无阀门类设施阻隔，放空气的流动通畅无阻，整个装置安全性较高。本发明中的脱硫剂为胺液或者醇类液体。存放器15中脱硫剂的存放量，是根据具体原油站场临时或紧急放空的放空气量确定，各个脱硫区中存放的脱硫剂的量，为满足1～3次放空的脱硫需求。
本发明的工作原理如下：
脱硫剂在泵体8的作用下分别进入各个脱硫区，然后自各个脱硫区溢流入存放器15中；存放器15中的脱硫剂亦可通过泵体8补充至各个脱硫区中。原油站场含硫放空气先从装置底部进入分离器1，在分离器1中除去夹带的液滴。除去夹带液滴的放空气离开分离器1，向上进入到存放器15中的升气管17中，再进入到存放器15中的喷板11并喷出，在存放器15中与脱硫剂接触，脱硫剂对放空气中的硫化氢进行初次吸收。由于硫化氢仅经过一次吸收，并不能达到放空气外排的环保指标，因此，经过初次吸收后的放空气继续向上进入第一脱硫区A中的升气管17中，再进入第一脱硫区A中的喷板11并喷出，在第一脱硫区A中进行二次吸收。并依次向上进行三次、四次的吸收，直到满足放空气外排的环保指标，最后经过除沫丝网32除去粒径大于100μm的脱硫剂液滴，从装置顶部的出气口28排出。
本发明中的脱硫剂吸收硫化氢饱和后，可以外运到油田集中建设的脱硫剂处理再生装置，经过再生装置的处理后，脱硫剂可以循环使用。在脱硫剂处理再生厂可以设置硫回收装置，对硫实现合理利用，减少对环境的污染。
综上所述，本发明通过自下而上依次设置分离器、存放器和若干个脱硫区，分离器能够除去放空气中夹带的液滴，存放器用于盛放脱硫剂，并将脱硫剂分别倒入其上部设置的各个脱硫区中；存放器和脱硫区内均设有气体分布器；气体分布器包括倒U型升气管，升气管的顶部连通喷板的竖向主管，喷板的横向主管上连通若干根支管，支管上设有若干个喷孔；横向主管和支管均位于脱硫剂的液面下面，除去液滴的放空气进入存放器中的气体分布器，在存放器中对硫化氢进行初次吸收，然后继续向上进入各个脱硫区中的气体分布器，再对硫化氢进行多次吸收，使硫化氢含量低于20mg/Nm3。综上所述，本发明的有益效果是：能够对放空气中的硫化氢进行充分吸收，提高放空气的脱硫效果，提高油田周边环境的质量；整个装置为撬装结构，设备造价低，放空气在装置中的流动通畅无阻，安全性较高，脱硫剂为循环使用，降低生产成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种含硫气放空脱硫装置，其特征在于，包括自下而上依次设置的用于除去放空气中夹带液滴的分离器、用于盛放脱硫剂的存放器和用于为放空气脱硫的若干个脱硫区；所述存放器和脱硫区内均设有气体分布器；
所述存放器分别连接若干个所述脱硫区的进口阀，每个所述脱硫区的出口阀均连接所述存放器；
所述分离器与存放器之间、所述存放器与脱硫区之间、相邻两个所述脱硫区之间均设有隔板；
所述气体分布器包括倒U型升气管，所述升气管的底部插入到所述隔板的下面，所述升气管的顶部连通喷板；所述喷板包括相互连通的竖向主管和横向主管，所述竖向主管的顶端连通所述升气管的顶部，所述横向主管上连通若干根支管，所述支管上设有若干个喷孔；所述横向主管和支管均位于脱硫剂的液面下面。
2.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述分离器设有进气管线和排污管线，所述分离器的内部设有若干块挡液板。
3.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述分离器的外部设有用于实时监测所述分离器中液位高度的第一液位计。
4.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，经过所述分离器分离作用之后的放空气，放空气中剩余液滴的粒径不大于100μm。
5.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述存放器连接贫液输入阀和富液输出阀，所述存放器还连接旁通阀。
6.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述存放器上还设有用于监测所述存放器中脱硫剂的液位高度的第二液位计。
7.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，放空气经过所述存放器和若干个所述脱硫区的脱硫作用之后，放空气中的硫化氢含量低于20mg/Nm3。
8.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述喷孔位于所述支管的底部，所述喷孔的孔径为4～8mm。
9.根据权利要求1所述的含硫气放空脱硫装置，其特征在于，所述装置的顶部设有除沫丝网，所述除沫丝网设有15～35层。
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