CN114832594B - 一种硫化氢尾气的高效处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫化氢尾气的高效处理装置及处理方法，涉及气体净化技术领域。其包括一级反应器和二级反应器，通过所述的一级反应器将高速运动的液体和气体混合后的反应液输入所述的二级反应器中；所述的二级反应器包括从外到内依次套置的外壳体、外套筒和内套筒，所述的反应液依次进入所述的外套筒、内套筒，在内套筒中分布器的作用下，多次进入外套筒进行反应，反应后的气体从二级反应器的顶部排出，液体进入液体循环腔，固体从所述的二级反应器的底部排出。本发明采用多级串联式紧凑型反应装置，充分利用装置的高度，可保障在处理硫化氢气体的同时，实现对硫磺的单独收集，且不易结垢，易于维护。

Description

一种硫化氢尾气的高效处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及气体净化技术领域，具体涉及一种硫化氢尾气的高效处理装置及处理方法。

背景技术

硫化氢是一种有害气体，广泛存在于炼化、生物沼气、天然气和页岩气中。硫化氢不但会对环境造成巨大的污染而且严重危害人类健康。

目前工业上硫化氢的脱除以Claus高温脱硫和醇胺吸收脱硫为主，这些工艺比较成熟，可以很好地净化含硫气体，但是装备体积大，仅适用于高浓度硫化氢的脱除，无法满足天然气开采和集输过程中泄漏低浓度硫化氢的应急处置和含硫化氢尾气的吸收。常用的泄漏硫化氢或者尾气的吸收方法有碱液吸收法、电解法和高温催化转化法。然而二次污染、高耗能、低收益率严重制约了上述方法的发展。因此，在温和的反应条件下开发一种有效绿色的处理方法和装置具有重要的意义。

目前现有技术中的硫化氢吸收装置各种各样，相关研究报道主要有：

CN104624020A公开了一种脱除气体中硫化氢及固体粉尘的方法，具体包括湿法吸收步骤和干法除尘步骤，湿法吸收步骤采用吸收塔吸收排气中的硫化氢酸性物质，干法除尘步骤采用除尘器去除固体粉尘颗粒物质，该方法可以排出气体中含有的硫化氢以及固体颗粒物等。

CN105944542A公开了一种高效硫化氢气体吸收装置，包括旋流喷射吸附器、脱附-再生-一体化装置，循环液泵，旋流喷射器为单级或多级连接，旋流喷射吸附器设有混合气体入口、吸附液入口、净化后气体出口、吸附液出口，旋流喷射吸附器底部接有单向阀；脱附-再生-一体化装置设有空气入口、硫单质出口、吸附液出口、取样口，吸附液出口与循环泵相连；循环泵将吸附液输送至旋流喷射吸附器吸附液入口，管路中连接检测仪表及单向阀。该发明提高了气体中硫化氢吸收效率，增加了吸收装置稳定性。

CN210964581U公开了一种高效硫化氢气体吸收装置，通过进气管的设置，将带有硫化氢的气体通入至转杆内，将除硫剂从药管通入，由于转杆与进气管和连通板都相互连通，所有通入的气体会从连通板顶部的出气孔排出，这样就将气体分散开来，使气体与内部的除硫剂充分反应，通过液位计的设计，对液位实时监控，防止液面漫过活性炭过滤板和出气管，气体与吸附罐内的液体充分反应后上市的过程中，再通过活性炭过滤板进一步进行物理吸附，将未被吸收的硫化氢吸附，使得从出气管排出的气体含硫量极低，通过化学除硫和物理除硫的双重除硫作用，达到了吸收效率高的目的。

上述现有技术虽然对硫化氢尾气的处理做了较多研究，但是普遍都存在吸收效率低的缺陷，一般的硫化氢吸收装置吸收方法单一且吸收时也不够充分，设备总体积大，无法满足泄漏硫化氢气体的应急处置，不能对硫化氢进行很好的吸收，硫化氢吸收过程中的速度也慢，导致排出的空气中硫化氢含量可能达不到国家的排放标准。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种硫化氢尾气的高效处理装置，其主要解决的技术问题是改善传统吸收器存在吸收效率低、成本高以及设备尺寸大，无法满足应急处置的需求；其采用多级反应串联的湿法形式，硫化氢气体的吸收采用文丘里反应器和鼓泡塔吸收两种形式进行，气相经过文丘里反应器反应喷出后，依次多次进入外套筒反应器和内套筒分布器，实现对泄漏硫化氢或硫化氢尾气的高效吸收。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种硫化氢尾气的处理装置，其包括一级反应器和二级反应器，通过所述的一级反应器将高速运动的液体和气体反应后的反应液输入所述的二级反应器中；

所述的二级反应器包括从外到内依次套置的外壳体、外套筒和内套筒，所述的反应液依次进入所述的外套筒、内套筒，在内套筒中分布器的作用下，多次进入外套筒进行反应，反应后的气体从二级反应器的顶部排出，液体进入液体循环腔，固体从二级反应器的底部排出。

上述的硫化氢尾气的处理装置，一级反应器为文丘里反应器，循环泵作为文丘里反应器的动力源，通过上述的循环泵将循环液体注入上述的文丘里反应器中，由喷嘴喷出后，把经计量的含有硫化氢的泄漏气体吸入，在环隙内与上述的循环液体剪切接触、混合后进行反应，反应得到上述的反应液；上述的文丘里反应器向下倾斜，上述的反应液沿着向下倾斜的文丘里反应器进入上述的外套筒中。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的外套筒的高度高于上述的内套筒，二者底面持平，在上述的外套筒的两侧和外壳体的底部之间连接有分布板，上述的分布板、外套筒、内套筒及外壳体之间形成一固体回收腔，上述的固体回收腔用于将反应产生的固体物回收。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的外壳体、外套筒的侧面之间形成一液体循环腔，上述的液体循环腔内设置有第一隔板，通过上述的第一隔板将上述的液体循环腔分为上下两部分，上述的外套筒靠近顶部的侧壁上设置有液体循环口，上述的外套筒的底部设置有固体排出口，液体通过上述的液体循环口进入上述的液体循环腔中，固体通过上述的固体排出口进入上述的固体回收腔。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的内套筒、外套筒与分布板之间形成一外套筒处理腔，上述的外套筒处理腔内设置有第二隔板，反应液通过上述的外套筒处理腔底部的气液进口进入上述的外套筒内，上述的外套筒为柱状结构，上述的内套筒上方与外套筒及外壳体顶部之间形成的空腔为气体排放缓冲腔，气体进入上述的气体排放缓冲腔内部，在上述的气体排放缓冲腔内设置有除沫器，上述的气体排放缓冲腔处的外壳体上设置有气相出口，通过上述的气相出口将处理后的气体排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的内套筒内部区域为内套筒处理腔，在上述的内套筒处理腔内设置有第三隔板和分布器，上述的分布器包括自下而上依次设置的第一分布孔、第二分布孔及第三分布孔，外套筒处理腔中的气相首先经过上述的第一分布孔进入上述的内套筒处理腔，在上述的内套筒处理腔反应后经过上述的第二分布孔进入上述的外套筒处理腔，在上述的外套筒处理腔进行二次反应，当气体向上运动达到上述的第三分布孔位置处时，再次进入上述的内套筒处理腔进行反应，反应后的液体通过上述的液体循环口进入上述的液体循环腔，气体经上述的除沫器后由上述的气相出口排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的文丘里反应器设置有气相入口和液相入口，液相为连续相，气相为分散相；上述的文丘里反应器与竖直方向的夹角为30～90°。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的外壳体的侧壁上设置有第二排出口和液体排出口，上述的第二排出口用于将反应生成的密度低于液体的固体临时排出，上述的液体排出口用于将循环液排出，在上述的固体回收腔处的外壳体底部设置有第一排出口，用于将反应产生的固体排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的内套筒处理腔的底部为开有不同直径的圆孔板，上述的内套筒处理腔的顶部与上述的气体排放缓冲腔相连，底部与上述的固体回收腔相连。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的第一隔板为倾斜状设计，其与水平方向的倾斜角度为0.1～10°，在上述的第一隔板上设置有不同直径的圆孔，各个圆孔的孔径为200～400μm。

本发明的另一目的在于提供一种硫化氢尾气处理方法，依次包括以下步骤：

S1、通过一级反应器文丘里反应器将高速运动的液体和气体混合接触，发生反应产生的反应液送入二级反应器的外套筒处理腔内；

S2、在外套筒处理腔内部硫化氢气体与吸收液发生多次吸收反应，含硫化氢气体边反应边上升，受外套筒处理腔的第二隔板的阻隔后，由第一分布孔进入内套筒处理腔；

S3、经第一分布孔的二次分布后，硫化氢气体由外套筒处理腔进入内套筒处理腔，与内套筒内部的吸收液进行再次反应，随后硫化氢气体由受内套筒处理腔中第三隔板的阻隔作用后，由第二分布孔再次进入外套筒处理腔，在外套筒处理腔内进行反应；

S4、气体在外套筒处理腔内边向上运动边吸收反应，达到第三分布孔后，再次进入内套筒处理腔进行吸收，吸收完成后的液体进入液体循环腔，气相由除沫器处理后排出。

上述的一种硫化氢尾气处理方法，步骤S1中，由循环泵作为文丘里反应器的动力源，泄漏的硫化氢气体或者硫化氢尾气由高速运动液体产生的真空，经由气相入口抽吸至文丘里反应器内部，与高速运动的液体充分混合和接触，发生反应。

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

本发明提出了一种硫化氢尾气的高效处理装置，采用多级串联式紧凑型反应装置，充分利用装置的高度，适用于泄漏硫化氢或硫化氢尾气的高效应急处理，可保障在处理硫化氢气体的同时，实现对硫磺的单独收集，且不易结垢，易于维护。

本发明一种硫化氢尾气的高效处理装置，可以改善传统吸收器存在吸收效率低、成本高以及设备尺寸大，无法满足应急处置的需求。

本发明采用多级反应串联的湿法形式，硫化氢气体的吸收采用文丘里反应器和鼓泡塔吸收两种形式进行，气相经过文丘里反应器反应喷出后，依次多次进入外套筒反应器和内套筒分布器，实现对泄漏硫化氢或硫化氢尾气的高效吸收。

综上所述，本发明硫化氢尾气的高效处理装置其结构简单、紧凑，便于对硫化氢尾气进行处理。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明硫化氢尾气的高效处理装置的结构示意图；

图2为文丘里反应器的结构示意图；

图3外套筒处理腔与内套筒处理腔气相流动方向示意图；

图4为外套筒处理腔与内套筒处理腔俯视图；

图5为外套筒处理腔与内套筒处理腔底部结构示意图；

图6为外套筒处理腔与内套筒处理腔剖面图；

图中：1、外壳体，2、外套筒，3、第一隔板，4、液相入口，5、气相入口，6、内套筒，7、气相出口，8、分布板，9、液体排出口，10、第二排出口，11、第二隔板，12、除沫器，13、第一排出口，14、气液进口，15、文丘里反应器，16、第三隔板，201、液体循环口，202、固体排出口，601、圆孔板，602、第一分布孔，603、第二分布孔，604、第三分布孔。

具体实施方式

本发明提出了一种硫化氢尾气的高效处理装置及处理方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”等等将被理解为包括所陈述的部件或组成部分，而并未排除其他部件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个部件或特征与另一部件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他部件或特征“下方”或“下”的部件将取向在所述部件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。部件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

如图1所示，本发明种硫化氢尾气的高效处理装置，包括一级反应器和二级反应器，通过一级反应器将高速运动的液体和气体反应后的反应液输入二级反应器中。

上述的一级反应器是指文丘里反应器15，如图2所示，文丘里反应器15包括液相入口4和气相入口5。

上述的二级反应器包括从外到内依次套置的外壳体1、外套筒2和内套筒6，反应液依次进入外套筒、内套筒，在内套筒中分布器的作用下，再进入外套筒进行二次反应，反应后的气体从二级反应器的顶部排出，液体进入液体循环腔，固体从二级反应器的底部排出。

上述的文丘里反应器15，循环泵作为文丘里反应器的动力源，通过上述的循环泵将循环液体注入上述的文丘里反应器中，由喷嘴喷出后，把经计量的含有硫化氢的泄漏气体吸入，在环隙内与上述的循环液体剪切接触、混合后进行反应，反应得到上述的反应液；上述的文丘里反应器向下倾斜，上述的反应液沿着向下倾斜的文丘里反应器进入上述的外套筒中。

上述的外套筒2的高度高于上述的内套筒6，二者底面持平，在上述的外套筒的两侧和外壳体的底部之间连接有分布板8，上述的分布板、外套筒、内套筒及外壳体之间形成一固体回收腔，上述的固体回收腔用于将反应产生的固体物回收。

结合图3至图6所示，上述的外壳体、外套筒的侧面之间形成一液体循环腔，上述的液体循环腔内设置有第一隔板3，上述的第一隔板优选为倾斜状设计，其与水平方向的倾斜角度为0.1～10°，在上述的第一隔板3上设置有不同直径的圆孔，各个圆孔的孔径为200～400μm。

通过上述的第一隔板将上述的液体循环腔分为上下两部分，上述的外套筒靠近顶部的侧壁上设置有液体循环口201，上述的外套筒的底部设置有固体排出口202，液体通过上述的液体循环口进入上述的液体循环腔中，固体通过上述的固体排出口进入上述的固体回收腔。

上述的内套筒、外套筒与分布板之间形成一外套筒处理腔，上述的外套筒处理腔内设置有第二隔板11，反应液通过上述的外套筒处理腔底部的气液进口14进入上述的外套筒内，上述的内套筒上方与外套筒及外壳体顶部之间形成的空腔为气体排放缓冲腔，气体进入上述的气体排放缓冲腔内部，在上述的气体排放缓冲腔内设置有除沫器12，上述的气体排放缓冲腔处的外壳体上设置有气相出口7，通过上述的气相出口将处理后的气体排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的内套筒内部区域为内套筒处理腔，在上述的内套筒处理腔内设置有第三隔板16和分布器，上述的分布器包括自下而上依次设置的第一分布孔602、第二分布孔603及第三分布孔604，外套筒处理腔中的气相首先经过上述的第一分布孔进入上述的内套筒处理腔，在上述的内套筒处理腔反应后经过上述的第二分布孔进入上述的外套筒处理腔，在上述的外套筒处理腔进行二次反应，当气体向上运动达到上述的第三分布孔位置处时，再次进入上述的内套筒处理腔进行反应，反应后的液体通过上述的液体循环口进入上述的液体循环腔，气体经上述的除沫器后由上述的气相出口排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的文丘里反应器设置有气相入口和液相入口，液相为连续相，气相为分散相；上述的文丘里反应器与竖直方向的夹角为30～90°。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的外壳体的侧壁上设置有第二排出口10和液体排出口9，上述的第二排出口用于将反应生成的固体临时排出，上述的液体排出口9用于将循环液排出，在上述的固体回收腔处的外壳体底部设置有第一排出口13，用于将反应产生的固体排出。

上述的一种硫化氢尾气的处理装置，上述的内套筒处理腔的底部为开有不同直径的圆孔板601，上述的内套筒处理腔的顶部与上述的气体排放缓冲腔相连，底部与上述的固体回收腔相连。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：

利用各部件的特点把装置分割为内套筒处理腔、外套筒处理腔、气体排放缓冲腔、液体循环腔、固体回收腔等5个主要区域，如图1所示。

该反应装置为多级串联式紧凑型硫化氢反应装置，采用两种不同反应形式并联。文丘里反应器内部是气液并流，液相为连续相，气相为分散相，气液两相具有较大的接触面积；装置内部分成多个相对相互独立又相互串通的腔体，气相以鼓泡的形式多次横掠过分段反应器内部，完成气液两相多次分布、接触、吸收，增加气体在设备内的停留时间，提高反应效率。该装置充分利用装置的高度，适用于泄漏硫化氢或硫化氢尾气的高效应急处理。

外壳体1、外套筒2以及第一隔板3之间形成一个液体循环腔，腔体上端通过液体循环口201与外套筒处理腔相连，下部分通过倾斜分布板8与外套筒处理腔相连。第一隔板3将液体循环腔分为上下两个部分，第一隔板3为带有一系列不同直径的圆孔板，倾角为0-10°。外壳上设有液体排出口9，第二排出口10，第二排出口是固体临时排出口，当反应液固体含量达到一定浓度后，用于循环排放反应生成的固体。

外套筒处理腔，由第二隔板11、气液进口14、外套筒2、内套筒6、分布板8分割形成，硫化氢气体由文丘里反应器倾斜吸入，内套筒6为带有一系列不同直径的圆孔的桶状结构，外套筒与内套筒之间通过内套筒壁分离，底部为开放的腔体，外套筒高度大于内套筒。外套筒侧壁开有液体循环口201和固体排出口202。反应生成的固体通过固体排出口202排入固体回收腔。循环的液体通过外套筒2上部的液体循环口201从上向下进入液体循环腔，完成循环。

内套筒处理腔，由内套筒6、第三隔板16分割而成，底端为开有不同直径的圆孔板601，顶部与气体排放缓冲腔相连接，底部与固体回收腔相连，内套筒上带有一系列不同直径的第一分布孔602、第二分布孔603、第三分布孔604，气相通过第一分布孔602由外套筒2进入，由顶部气体经气体排放缓冲腔内的除沫器12处理后从气相出口7排出。

固体回收腔，由外壳体1、外套筒2、内套筒6、分布板8分割形成，与液体循环腔、外套筒处理腔、内套筒处理腔底部相连接，用于收集反应生成的硫磺固体以及吸收液中产生的氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁等固体，底部设有第一排出口13用于排放反应生成的沉淀。

进入该反应装置内的泄漏的硫化氢气体或者尾气由气液进口14喷射进入，经由文丘里反应器15和横掠鼓泡多次反应处理后，经由顶部气体排放缓冲腔后，在顶部气相出口7检验达标后排出。进入外套筒处理腔的气、液两相为同一入口，液体的循环通过循环泵实现，带有初动能的反应液沿着内外套筒之间的圆孔多次在装置内部流通后，达到气体排放缓冲腔后，由外套筒液体循环口201排入到液体循环腔，从第一隔板3分散和固体隔离后，由液体出口9进入循环泵，在从文丘里反应器的液相入口4进入，经文丘里内部加速、减速后进入外套筒气液进口14完成循环。反应产生的固体物质，例如硫磺或水中絮凝物质，由内外套筒的底部的固体排出口202和圆孔板601排入至固体回收腔。

第一隔板3为带有一系列不同直径的圆形孔板，将液体循环腔分为上下两部分，孔径的分布范围一般为200-400μm，具有三部分功能。第一，第一隔板可以使氧化吸收过程中的固体沉淀或悬浊物在倾斜的隔板上积聚，避免固体颗粒堵塞喷嘴；第二，第一隔板扰动循环液体的运动，促进内部流体的混合；第三，第一隔板将循环腔体分为两个部分，即使在套筒处理腔有泄漏的情况下也能将硫化氢气体分散成多股气泡，促进泄漏硫化氢的吸收。第一隔板为可更换件，通过卡槽固定到套筒上。

运行时，文丘里反应器为本硫化氢高效吸收装置的第一级反应，由循环泵抽吸的高速运动液体是本装置的动力源，泄漏的硫化氢气体或者硫化氢尾气由高速运动液体产生的真空，经由气相入口5抽吸至文丘里反应器内部，与高速运动的液体充分混合和接触，发生反应，如图2所示。由于高压射流而出的反应液冲击二级反应器内的吸收液，使混合更加均匀，反应效率高。由文丘里反应器15进入系统的液体随后进入二级外套筒处理腔，在外套筒处理腔内部硫化氢气体与吸收液发生多次吸收反应，含硫化氢气体边反应边上升，受外套筒处理腔的第二隔板11阻隔后，由内套筒壁的第一分布孔602进入内套筒处理腔。经分布孔的二次分布后，硫化氢气体横掠过至内套筒处理腔，与内套筒内部的吸收液进行再次反应，随后硫化氢气体由受内套筒第三隔板16作用后，由内套筒处理腔侧壁的第二分布孔603再次进入外套筒处理腔，进行在外套筒处理腔内的反应。与上述过程类似，气体边向上运动边吸收反应，达到内套筒壁的顶端第三分布孔604后，二次进入内套筒处理腔进行吸收，如图3所示。吸收完成后的液体进入液体循环腔，气相经由除沫器12处理后排出装置。

实施例2：

适用于浓度低于1000ppm的泄漏硫化氢或硫化氢尾气的高效吸收，利用各部件的特点把装置分割为套筒处理腔、气体排放缓冲腔以及液体循环腔等三个主要部分。

外壳体、套筒以及隔板之间形成一个液体循环腔，腔体上端与气体排放缓冲腔相连，下部分与气体处理腔相连。外壳体侧壁开有液体排出口和第一排出口，反应生成的固体通过第一排出口排出。循环的液体通过第一隔板上的圆孔从上向下进入液相，完成循环补充。内部循环的液体通过文丘里反应器补充。

套筒处理腔，由套筒、隔板及气相入口组成，气相入口为倾斜文丘里反应器，高速喷出的气泡和液相倾斜进入套筒处理腔，通过鼓泡的形式由底部逐渐向上运动发生，实际运行时，循环液体首先由循环泵注入文丘里反应器，由喷嘴高速喷出后，把经计量的含有硫化氢的泄漏气体吸入，在环隙内被高速液体剪切接触、混合和一次反应后，沿向下倾斜的文丘里反应器，进入套筒处理腔，向上运动后与内套筒分布器接触，反应结束后的气体进入气体缓冲腔，经除沫器处理后由顶部气相出口排入大气。沿套筒处理器向上运动的气液会造成局部压强降低，使得液体循环腔内的流体自发形成的补充，加速液相的混合。

实施例3：

适用于带压含硫化氢气体或者尾气的高效吸收，可应用到天然气管路中泄漏的硫化氢气体的应急处置或含硫化氢天然气的在线脱硫，含硫化氢气体的进口压强约在0.12-1.0MPa，包括外壳1、外套筒2、隔板3、液相入口4、气相入口5、内套筒6、气相出口7，利用各部件的特点把装置分割为内套筒处理腔、外套筒处理腔、气体排放缓冲腔、液体循环腔、固体回收腔等5个主要区域，如图1所示。

与实施例1不同，该系统无动力源，带压的含硫化氢气体为动力源，经文丘里反应器喷嘴高速喷出的气体在文丘里洗涤器内部形成真空，将反应器内的循环液由液相入口4吸入，气相与高速运动的液体充分混合和接触，发生反应。实施例2中气相为连续相，液相为分散相，液体由气体引射进入反应器内部，进入反应器后，气相由连续相变为分散相，液相变为连续相，气液接触发生传质。由于高压射流而出的反应液冲击二级反应器内的吸收液，使混合更加均匀，反应效率高。由文丘里反应器15进入系统的液体随后进入二级外套筒处理腔，在外套筒处理腔内部硫化氢气体与吸收液发生多次吸收反应，含硫化氢气体边反应边上升，受外套筒处理腔的内隔板11阻隔后，由内套筒壁的分布孔602进入内套筒处理腔。经分布孔的二次分布后，硫化氢气体横掠过至内套筒处理腔，与内套筒内部的吸收液进行再次反应，随后硫化氢气体由受内套筒隔板16作用后，由内套筒处理腔侧壁的圆孔603再次进入外套筒处理腔，进行在外套筒处理腔内的二次反应。与上述过程类似，气体边向上运动边吸收反应，达到内套筒壁的顶端圆孔604后，二次进入内套筒处理腔进行吸收，如图3所示。吸收完成后的液体进入液体循环腔，气相经由除沫器12处理后排出装置。

实施例4：

在实施例1中的多级串联式紧凑型反应装置，为了充分的利用该高效硫化氢尾气应急处理装置的空间，较优的实施例为文丘里反应器倾斜进入外套筒处理腔，较优的角度为与竖直方向夹角为30～90°，为了维持文丘里液体的填充量，倾斜文丘里反应器的总高度小于设备总高的1/2。由文丘里喷射装置射入的液体经过外套筒反应腔吸收和再分布后进入内套筒反应腔。

优化的文丘里反应器的外部可以设置有气体流量控制器，用于对文丘里反应器内的气相流量的精确控制。文丘里反应器上设有气相和液相入口阀，用于控制装置内部的液体反向由文丘里洗涤器流出。

实施例5：

优化的外套筒处理腔可以设置多个第二隔板11，相应的内套筒壁开有多个直径不同的圆孔，用于气体在反应腔体内多次运动，发生多次吸收和分布。气相首先由外套筒处理腔吸收反应后，由内套筒直径不同的圆孔在分布后进入内套筒处理腔，在内套筒处理腔内第三隔板16阻隔后，重新由内套筒壁上的圆孔进入外套筒处理腔，经过多次重复上述过程后，最终由内套筒进入气体排放缓冲腔排出。第三隔板的数目根据设备的高度决定，实验中每1.5m高的内套筒处理腔最优隔板数目为1个，外套筒处理腔的第二隔板数目为2个，气体在内套筒和外套筒之间最佳穿越次数为3次。

本发明针对氧化吸收或者碱液吸收泄漏的硫化氢，常用的氧化电子对或溶剂体系有Fe³⁺/Fe²⁺，V²⁺/V³⁺，I^3-/I^-，碳酸钠/间苯二酚体系或NaOH体系，反应通常为放热反应。优化的外壳体外部的夹层内设计有夹套换热器，用于替代外置式换热器，形成高效、紧凑的应急处置装备。夹套式换热器一般以冷却水作为工质，控制最优的反应温度为25-35℃。

经实验测试，本装置在采用4～10％NaOH作为吸收液时，在入口硫化氢浓度为2000ppm时，入口气量为100～1000m³/h时，出口硫化氢浓度为20～200ppm，最大吸收率为99％。在采用Fe³⁺/Fe²⁺作为吸收液时，在入口硫化氢浓度为2000ppm时，入口气量为100～1000m³/h时，出口硫化氢浓度维持在100～300ppm，最大吸收率为95％。采用碳酸钠/间苯二酚体系作为吸收液时，，在入口硫化氢浓度为2000ppm时，入口气量为100～1000m³/h时，出口硫化氢浓度维持在200～300ppm，最大吸收率为90％。

上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。

尽管本文中较多的使用了诸如外壳体、外套筒、第一隔板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性，使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种硫化氢尾气的处理装置，其包括一级反应器和二级反应器，其特征在于：通过所述的一级反应器将高速运动的液体和气体混合后的反应液输入所述的二级反应器中；

所述的二级反应器包括从外到内依次套置的外壳体、外套筒和内套筒，所述的反应液依次进入所述的外套筒、内套筒，在内套筒中分布器的作用下，进入外套筒进行反应，反应后的气体从二级反应器的顶部排出，液体进入液体循环腔，固体从所述的二级反应器的底部排出；

所述的一级反应器为文丘里反应器，循环泵作为文丘里反应器的动力源，通过所述的循环泵将循环液体注入所述的文丘里反应器中，由喷嘴喷出后，把经计量的含有硫化氢的泄漏气体吸入，在环隙内与所述的循环液体剪切接触、混合后进行反应，反应得到所述的反应液；所述的文丘里反应器向下倾斜，所述的反应液沿着向下倾斜的文丘里反应器进入所述的外套筒中；

所述的外套筒的高度高于所述的内套筒，二者底面持平，在所述的外套筒的两侧和外壳体的底部之间连接有分布板，所述的分布板、外套筒、内套筒及外壳体之间形成一固体回收腔，所述的固体回收腔用于将反应产生的固体物回收；

所述的外壳体、外套筒的侧面之间形成一液体循环腔，所述的液体循环腔内设置有第一隔板，通过所述的第一隔板将所述的液体循环腔分为上下两部分，所述的外套筒靠近顶部的侧壁上设置有液体循环口，所述的外套筒的底部设置有固体排出口，液体通过所述的液体循环口进入所述的液体循环腔中，固体通过所述的固体排出口进入所述的固体回收腔。

2.根据权利要求1所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的内套筒、外套筒与分布板之间形成一外套筒处理腔，所述的外套筒处理腔内设置有第二隔板，反应液通过所述的外套筒处理腔底部的气液进口进入所述的外套筒内，所述的外套筒为圆筒结构，所述的内套筒上方与外套筒及外壳体顶部之间形成的空腔为气体排放缓冲腔，气体进入所述的气体排放缓冲腔内部，在所述的气体排放缓冲腔内设置有除沫器，所述的气体排放缓冲腔处的外壳体上设置有气相出口，通过所述的气相出口将处理后的气体排出。

3.根据权利要求2所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的内套筒内部区域为内套筒处理腔，在所述的内套筒处理腔内设置有第三隔板和分布器，所述的分布器包括自下而上依次设置的第一分布孔、第二分布孔及第三分布孔，外套筒处理腔中的气相首先经过所述的第一分布孔进入所述的内套筒处理腔，在所述的内套筒处理腔反应后经过所述的第二分布孔进入所述的外套筒处理腔，在所述的外套筒处理腔内边上升边反应，当气体向上运动达到所述的第三分布孔位置处时，再次进入所述的内套筒处理腔进行反应，反应后的液体通过所述的液体循环口进入所述的液体循环腔，气体经所述的除沫器后由所述的气相出口排出。

4.根据权利要求1所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的文丘里反应器设置有气相入口和液相入口，液相为连续相，气相为分散相；所述的文丘里反应器与竖直方向的夹角为30～90°。

5.根据权利要求1所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的外壳体的侧壁上设置有第二排出口和液体排出口，所述的第二排出口用于将反应生成的密度小于液体的固体临时排出，所述的液体排出口用于将循环液排出，在所述的固体回收腔处的外壳体底部设置有第一排出口，用于将反应产生的固体排出。

6.根据权利要求3所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的内套筒处理腔的底部为开有不同直径的圆孔板，所述的内套筒处理腔的顶部与所述的气体排放缓冲腔相连，底部与所述的固体回收腔相连。

7.根据权利要求1所述的一种硫化氢尾气的处理装置，其特征在于：所述的第一隔板为倾斜状设计，其与水平方向的倾斜角度为0.1～10°，在所述的第一隔板上设置有不同直径的圆孔，各个圆孔的孔径为200～400μm。

8.一种硫化氢尾气处理方法，其特征在于，其采用权利要求1～7任一项所述的硫化氢尾气处理装置，所述的方法依次包括以下步骤：

S1、通过一级反应器文丘里反应器将高速运动的液体和气体混合接触，发生反应产生的反应液送入二级反应器的外套筒处理腔内；

S2、在外套筒处理腔内部硫化氢气体与吸收液发生多次吸收反应，含硫化氢气体边反应边上升，受外套筒处理腔的第二隔板的阻隔后，由第一分布孔进入内套筒处理腔；

S3、经第一分布孔的二次分布后，硫化氢气体由外套筒处理腔进入至内套筒处理腔，与内套筒内部的吸收液进行再次反应，随后硫化氢气体由受内套筒处理腔中第三隔板的阻隔作用后，由第二分布孔再次进入外套筒处理腔，在外套筒处理腔内进行反应；

S4、气体边向上运动边吸收反应，达到第三分布孔后，由外套筒处理腔再次进入内套筒处理腔进行吸收，吸收完成后的液体进入液体循环腔，气相由除沫器处理后排出。

9.根据权利要求8所述的一种硫化氢尾气处理方法，其特征在于：步骤S1中，由循环泵作为文丘里反应器的动力源，泄漏的硫化氢气体或者硫化氢尾气由高速运动液体产生的真空，经由气相入口抽吸至文丘里反应器内部，与高速运动的液体充分混合和接触，发生反应。

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