CN116116208A - 一种硫化氢废气的处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硫化氢废气的处理设备，涉及废气处理技术领域，该设备包括：处理单元、加热单元、催化单元、充气单元、干燥单元、存储单元和冷却单元；其中，处理单元包括加热单元与催化单元；处理单元的顶部设置多个微波源；充气单元与处理单元连接；处理单元通过管道与冷却单元连接；冷却单元的顶部设置干燥单元，底部通过泵连接存储单元；待处理硫化氢废气从处理单元的进气口进入，经各单元处理后，从干燥单元的出气口排出。本发明中的硫化氢处理设备具有工作安全可靠、处理效率高、且能耗低、产物无二次污染的优势。

Description

一种硫化氢废气的处理设备

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种硫化氢废气的处理设备。

背景技术

世界每年产生硫化氢4千万吨，其中，中国硫化氢量为700万吨；每年，世界各地的炼油厂和天然气开采厂能产生数百万吨的硫化氢，未来这一趋势预计还将进一步增加；中国最大的天然气田中，硫化氢的含量占天然气总量的8.6％，有些气田的硫化氢浓度甚至高达90％；据不完全统计，我国每年由各种途径产生的硫化氢废气量己经超过700万吨；硫化氢(H₂S)是一种无色且剧毒的气体，它不仅会对运输管道造成严重的腐蚀，而且给环境带来巨大负担，还对人类健康造成严重的威胁。因此，在硫化氢的处理方面，国家法规也对相关行业提出严格要求。

现有技术中，处理硫化氢废气的主要方法是克劳斯(Claus)工艺，也就是将硫化氢不完全氧化生成水和硫磺，使硫磺得到回收，却浪费了氢资源，由于硫化氢废气不能被完全氧化，并且尾气中还伴随二氧化硫生成，直接排放到大气中会导致二次污染。因此，现在急需一种高效处理硫化氢且不产生二次污染物的方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中处理硫化氢废气处理技术存在的不足，提供一种硫化氢废气的处理设备，以解决现有技术中，处理氰化氢的方法存在处理效率低，且有二次污染的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明提供了一种硫化氢废气的处理设备，所述方法包括：

基于预设功率的微波对待处理气体进行裂解，得到第一气体；其中，所述待处理气体中包含氰化氢；

对所述第一气体进行水洗，得到第二气体；

将所述第二气体通入清洗溶液中，得到目标气体。

可选的，所述基于预设功率的微波对待处理气体进行裂解，得到第一气体，包括：

获取所述待处理气体中氰化氢的浓度；

基于所述氰化氢的浓度确定微波源的功率，得到预设功率。

可选的，所述获取所述待处理气体中氰化氢的浓度，之后还包括：

获取紫外光的功率；

基于所述氰化氢的浓度和所述紫外光的功率，确定微波源的功率，得到预设功率。

可选的，所述对所述第一气体进行水洗，得到第二气体，包括：

获取水洗区的水流参数；

基于所述水流参数，确定进气口的进气量；

基于所述水流参数和所述进气量，对所述第一气体进行水洗，得到第二气体。

可选的，所述将所述第二气体通入清洗溶液中，得到目标气体，包括：

获取出气口的气体参数信息；其中，所述气体参数信息包括气体的浓度和气体的种类；

基于所述气体的参数信息，确定所述微波源的功率目标功率；

相应的，所述基于预设功率的微波对待处理气体进行裂解，得到第一气体，包括：

基于所述目标功率对待处理气体进行裂解，得到第一气体。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种硫化氢废气的处理设备，涉及废气处理技术领域，该设备包括：处理单元、加热单元、催化单元、充气单元、干燥单元、存储单元和冷却单元；其中，所述处理单元包括所述加热单元与所述催化单元；所述处理单元的顶部设置多个微波源；所述充气单元与所述处理单元连接；所述处理单元通过管道与所述冷却单元连接；所述冷却单元的顶部设置所述干燥单元，底部通过泵连接所述存储单元；所述待处理硫化氢废气从所述处理单元的进气口进入，经各单元处理后，从所述干燥单元的出气口排出。本发明中的硫化氢处理设备具有工作安全可靠、处理效率高、能耗低、产物为纯单质硫可二次利用，在大量大规模的石油炼制和天然气净化领域具有广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的硫化氢废气的处理设备示意图；

图示说明：1-处理单元、2-加热单元、3-充气单元、4-催化单元、5-干燥单元、6-存储单元和7-冷却单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一实施例提供的硫化氢废气的处理设备流程示意图。以下将结合图1，对本发明实施例所提供的硫化氢废气的处理设备的过程进行详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

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。

本发明的实施例提供了硫化氢废气的处理设备，应用于氰化氢废气处理设备中。下面结合图1，该设备包括：处理单元1、加热单元2、催化单元4、充气单元3、干燥单元5、存储单元6和冷却单元7；其中，所述处理单元1包括所述加热单元2与所述催化单元4；所述处理单元1的顶部设置多个微波源；所述充气单元3与所述处理单元1连接；所述处理单元1通过管道与所述冷却单元7连接；所述冷却单元7的顶部设置所述干燥单元5，底部通过泵连接所述存储单元6；所述待处理硫化氢废气从所述处理单元1的进气口进入，经各单元处理后，从所述干燥单元5的出气口排出。

本发明实施例中，将高浓度硫化氢通入硫化氢废气的处理设备中，硫化氢废气的处理设备中安装有微波催化剂与无极紫外灯管，在微波照射下催化剂上形成了高温热点(热点温度可超过1300摄氏度)，同时无极紫外灯管产生的紫外光会对H2S进行断键，受到紫外和热点作用的硫化氢被分解产生H2和S单质，为了防止反应腔出现S单质凝结，需要将反应腔温度控制在444.6℃以上，采用电加热的方式实现；这里，分解以后的尾气经过水洗将温度降低到112.8摄氏度以下，其中的S颗粒被水洗塔收集，H2用来燃烧给微波热解腔加热，该设备具有工作安全可靠、处理效率高、能耗低、产物为纯单质硫可二次利用，在大量大规模的石油炼制和天然气净化领域具有广泛应用。

需要说明的是，H₂S的键能为339KJ/mol；硫化氢的爆炸极限为4.4％-46％；硫的沸点为444.6摄氏度；硫的熔点为112.8摄氏度；世界每年产生硫化氢4千万吨，中国硫化氢量为700万吨。

可选的，硫化氢废气的处理设备还包括金属网，所述金属网的孔径小于或等于3mm；其中，金属网设置在所述处理单元的进气口，还设置在所述加热单元与所述催化单元的连接处；处理单元为耐高压的腔体，且所述处理单元1的内壁设置隔热层和防腐层。

本发明实施例中，金属网设置在设备的进气口和出气口位置处，以及各单元连接处，用于防止微波泄露到空气中，对环境造成污染，从而提高设备的安全性。

需要说明的是，微波超过50μW/cm²就会对人体产生一定的不良影响。主要产生影响的脏器是中枢神经系统，例如出现头晕、头疼，睡眠质量差，记忆力减退，脾气焦虑、暴躁，失眠、多梦等情况，都属于微波严重时对神经系统的不良影响。如果微波再进一步增强会对循环系统产生一定的不利因素，例如出现胸闷、气短、心悸、心前区不适，伴随疲劳、乏力，严重的时候还会出现一过性的呼吸困难等情况，同样也属于微波对人体的伤害。

进一步，处理单元的腔体可以为耐高压的不锈钢腔体，腔体的内壁喷涂防腐涂层，这里的防腐涂层可以为防腐油漆，从而防止长期使用过程中，腔体内壁的腐蚀生锈；可选的，在防腐涂层上设置隔热材料，将热量聚集在腔体内，加速气体的处理速度。

可选的，催化剂单元包括陶瓷载体和吸波颗粒，所述吸波颗粒设置在所述陶瓷载体的表面。

本发明实施例中，催化剂单元包括陶瓷载体和吸波颗粒，其中，催化剂用于加速分解效率，降低设备的能耗，可选的，催化剂为吸波颗粒+Ce、Co、Cr、Cu、Mo、Sr、V等金属的硫化物或氧化物中的一种；吸波颗粒设置在所述陶瓷载体的表面，载体也可以为玻璃纤维、岩棉、氧化铝载体中的一种。

可选的，所述冷却单元包括喷淋塔和水喷雾，所述水喷雾通过所述泵与所述存储单元连接；其中，所述存储单元中存储水溶液。

本发明实施例中，冷却单元中的喷淋塔和水喷雾系统结合，基于水洗降温，获取硫单质，这里的硫为纯硫单质，可以回收利用，产生价值，且无二次污染。

可选的，上述硫化氢处理设备还包括燃烧器，所述充气单元还与所述燃烧器连接，所述燃烧器用于将充入的氢气进行燃烧处理。

本发明实施例中，燃烧器基于高温，将腔体的整体温度控制在小于444.6摄氏度范围内，从而确保硫化氢热解的同时，硫单质不被热解。该设备中通过充入氢气进行燃烧处理，设备中无氧气，提高了设备的安全性。

本发明提供了一种硫化氢废气的处理设备，该设备包括：处理单元1、加热单元2、催化单元4、充气单元3、干燥单元5、存储单元6和冷却单元7；其中，所述处理单元1包括所述加热单元2与所述催化单元4；所述处理单元1的顶部设置多个微波源；所述充气单元3与所述处理单元1连接；所述处理单元1通过管道与所述冷却单元7连接；所述冷却单元7的顶部设置所述干燥单元5，底部通过泵连接所述存储单元6；所述待处理硫化氢废气从所述处理单元1的进气口进入，经各单元处理后，从所述干燥单元5的出气口排出。本发明中的硫化氢处理设备具有工作安全可靠、处理效率高、能耗低、产物为纯单质硫可二次利用，在大量大规模的石油炼制和天然气净化领域具有广泛应用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (7)

1.一种硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述设备包括：处理单元、加热单元、催化单元、充气单元、干燥单元、存储单元和冷却单元；

其中，所述处理单元包括所述加热单元与所述催化单元；所述处理单元的顶部设置多个微波源；

所述充气单元与所述处理单元连接；所述处理单元通过管道与所述冷却单元连接；所述冷却单元的顶部设置所述干燥单元，底部通过泵连接所述存储单元；

所述待处理硫化氢废气从所述处理单元的进气口进入，经各单元处理后，从所述干燥单元的出气口排出。

2.根据权利要求1所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述设备还包括金属网，所述金属网的孔径小于或等于3mm。

3.根据权利要求2所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述金属网设置在所述处理单元的进气口，还设置在所述加热单元与所述催化单元的连接处。

4.根据权利要求2所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述处理单元为耐高压的腔体，且所述处理单元的内壁设置隔热层和防腐层。

5.根据权利要求1所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述催化剂单元包括陶瓷载体和吸波颗粒，所述吸波颗粒设置在所述陶瓷载体的表面。

6.根据权利要求1所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述冷却单元包括喷淋塔和水喷雾，所述水喷雾通过所述泵与所述存储单元连接；其中，所述存储单元中存储水溶液。

7.根据权利要求1所述的硫化氢废气的处理设备，其特征在于，所述设备还包括燃烧器，所述充气单元还与所述燃烧器连接，所述燃烧器用于将充入的氢气进行燃烧处理。

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