CN201030298Y

CN201030298Y - 一段式低硫催化氧化反应器

Info

Publication number: CN201030298Y
Application number: CNU2007201539541U
Authority: CN
Inventors: 邵志辉; 丁海荣; 王庆芬; 王素芬
Original assignee: ZHEJIANG SHENGYI ENVIRONMENT PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG SHENGYI ENVIRONMENT PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2017-05-21

Abstract

一段式低硫催化氧化反应器，具有桶体、气体进口、气体出口、催化剂和惰性耐火球，还具有内桶体、上端布气器、下端布气器；内桶体设置在桶体内，相互隔绝；气体进口设置在桶体上部；气体出口设置在内桶体上部；上端布气器设置在桶体上部，环绕内桶体上部，连接气体进口；在上端布气器下面均匀设置有上端布气器通孔；催化剂设置在桶体和内桶体的中部；惰性耐火球设置在桶体和内桶体下部；下端布气器设置在内桶体的下部，埋在惰性耐火球下面，其下端布气器进气口穿过内桶体，且在下端布气器上面均匀设有下端布气器通孔；该反应器减少内件布置，结构简单且催化剂效率高，节约投资，硫回收率高，应用于煤化工等行业或中低浓度(小于1％)硫化氢的治理。

Description

一段式低硫催化氧化反应器

技术领域：

本实用新型涉及环保技术领域中煤化工行业以煤为原料生产多种化工产品工艺过程中，从再生气中脱除硫化氢的催化氧化反应器技术，特别涉及硫化氢的浓度小于等于1％的催化氧化反应器。

背景技术：

目前国内涉及低浓度硫化氢的催化氧化反应器，当属天津中环煤化公司开发的内冷式反应器，其核心是内冷式反应器。该反应器分为两部分，在入口部分设置一个非冷却绝热床，允许反应温度迅速上升以提高反应速度。下部分有一个催化床，内设一个管式换热器，该换热器提供有效冷却，以使反应器出口温度降至接近于硫的露点温度尽量接近其反应平衡，这样就可以尽可能多的产生硫并副产蒸汽。上部分反应器不预冷是为了提高反应速度及当催化剂受进料中杂质影响时便于清理和更换，并保证靠反应热能达到COS(羟基硫)和CS₂(二硫化碳)等有机硫化物水解所需的温度。

其缺点是催化氧化反应分成两部分，且设有激冷线用于内部气体的冷却，在结构上复杂，而且由于设有多层催化氧化层，使成本大大增加。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种一段式低硫催化氧化反应器，该反应器充分考虑到硫化氢的浓度小于等于1％、放热反应成生的热量相对较小的特性，减少内件的布置，结构简单，制造、安装方便，提高催化剂利用率，大大节约投资，硫回收率高，副产品的纯度高，广泛应用于煤化工行业或衍生的产业中低浓度硫化氢气体的治理。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种一段式低硫催化氧化反应器，该反应器具有桶体、内桶体、气体进口、气体出口、上端布气器、下端布气器、催化剂和惰性耐火球；内桶体设置在桶体内，相互隔绝；气体进口设置在桶体的上部；气体出口设置在内桶体的上部；上端布气器设置在桶体的上部，环绕内桶体的上部，连接气体进口；在上端布气器的下面均匀设置有上端布气器通孔；催化剂设置在桶体和内桶体的中部；惰性耐火球设置在桶体和内桶体的下部；下端布气器设置在内桶体的下部，埋在惰性耐火球的下面，其下端布气器进气口穿过内桶体，且在下端布气器的上面均匀设有下端布气器通孔；

上端布气器通孔和下端布气器通孔的数量分别大于1个；

内桶体内设置有内桶体测温装置；

桶体设置有桶体测温装置；桶体测温装置设置在内桶体和桶体围成的空间内；

桶体的下部和内桶体的下部分别设置有桶体惰性耐火球卸料口和内桶体惰性耐火球卸料口；内桶体惰性耐火球卸料口穿过桶体的下部；

桶体的上部和桶体的下部分别设置有内桶体催化剂进料口和桶体催化剂进料口；桶体的下部分设置催化剂卸料口；催化剂卸料口连通内桶体，同时连通内桶体与桶体围成的空间；

催化剂为二氧化钛；

惰性耐火球为氧化铝惰性耐火球。

本实用新型的工作原理是：硫化氢氧化法基本反应如下：

2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O+Q1

COS+H₂O→H₂S+CO₂

CS₂+2H₂O→2H₂S+CO₂

4H₂S+2SO₂→4H₂O+3S₂+Q₂

本实用新型是应用于H₂S含量较低的工业废气(H₂S的含量小于1.0％(V％))，基本流程如下：

酸性气体(H₂S-0.8％V)通过预热器加热后(190-200℃)与空气在预热器中加热(180-200℃)后进入反应器，空气的用量根据化学反应所要求的氧气量来确定用量，反应器桶体和内桶体装填催化剂二氧化钛，在反应器中总的反应为硫化氢与氧反应，最终生成硫和水，由于该反应是放热反应，废气和空气由进气口经由桶体和内桶体的空间，进入内桶体，桶体和内桶体围成的空间内反应产生的热量提高自身的温度，并使内桶体温度升高，使催化剂正常工作，使生成的硫和水保持以气态形式经由气体出口进入硫冷凝器冷却气体并冷凝气体中的硫，硫冷凝器的管外产生低压蒸汽，调节蒸汽的压力来调节管程的出口温度，既要使气体中的硫冷凝下来，又不能低于硫的凝固点而使管道堵塞，再进入硫分离器，分离出液态硫去硫固化装置，冷却固化成型为硫的产品，分离出的气体根据用户不同要求，采用不同工艺流程进入放空总管放空，完全达至环保要求；同时，设置有测温装置，如温度大于450度，则减小气体进口的流量，减少反应热，使反应正常进行；另外，由于设置了催化剂和惰性耐火球的进出料口，方便了原料的更换，易维护。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、适用于处理低浓度(1.0％以下)硫化氢等气体；

2、硫回收率高，副产品的纯度高；

3、结构简单，制造、安装方便；

4、减少内件的布置，提高催化剂利用率，大大节约投资；

5、操作简单，运行稳定；

6、适用性强，广泛应用于煤化工行业或衍生的产业中低浓度硫化氢气体的治理。

附图说明：

图1：本实用新型一段式低硫催化氧化反应器的结构示意图；

图2：本实用新型一段式低硫催化氧化反应器的上端布气器结构仰视示意图；

图3：本实用新型一段式低硫催化氧化反应器的下端布气器结构俯视示意图。

具体实施方式：

参见图1～3所示，本实用新型一段式低硫催化氧化反应器，该反应器具有桶体1、内桶体2、气体进口3、气体出口9、上端布气器4、下端布气器7、催化剂5和惰性耐火球6；桶体1高5米，直径2.5米；内桶体2高4米，直径1.25米，设置在桶体1内，相互隔绝；气体进口3设置在桶体1的上部；气体出口9设置在内桶体2的上部；上端布气器4设置在桶体1的上部，环绕内桶体2的上部，连接气体进口3；在上端布气器4的下面均匀设置有19个直径为25毫米的上端布气器通孔19；催化剂5为二氧化钛，设置在桶体1和内桶体2的中部，厚度同为2500毫米；惰性耐火球6为氧化铝惰性耐火球6，设置在桶体1和内桶体2的下部；下端布气器7设置在内桶体2的下部，埋在惰性耐火球6的下面，其下端布气器进气口8穿过内桶体2，且在下端布气器7的上面均匀设有20个直径15毫米的下端布气器通孔21；

内桶体2内设置内桶体测温装置11；

内桶体2和桶体1围成的空间内设置桶体测温装置10；

桶体1的下部和内桶体2的下部分别设置有桶体惰性耐火球卸料口13和内桶体惰性耐火球卸料口12；内桶体惰性耐火球卸料口12

桶体1的上部和桶体1的下部分别设置有内桶体催化剂进料口17和桶体催化剂进料口16；桶体1的下部分设置催化剂卸料口15；催化剂卸料口15连通内桶体2，同时连通内桶体2与桶体1围成的空间；

本实用新型的工作原理是：硫化氢氧化法基本反应如下：

2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O+Q₁

COS+H₂O→H₂S+CO₂

CS₂+2H₂O→2H₂S+CO₂

4H₂S+2SO₂→4H₂O+3S₂+Q₂

酸性气体(H₂S-0.8％V)通过预热器加热后(190-200℃)与空气在预热器中加热(180-200℃)后进入反应器，空气的用量根据化学反应所要求的氧气量来确定用量，反应器桶体1和内桶体2装填催化剂5二氧化钛，在反应器中总的反应为硫化氢与氧反应，最终生成硫和水，由于该反应是放热反应，废气和空气由进气口经由桶体1和内桶体2的空间，进入内桶体2，桶体1和内桶体2围成的空间内反应产生的热量提高自身的温度，并使内桶体2温度升高，使催化剂5正常工作，使生成的硫和水保持以气态形式经由气体出口9进入硫冷凝器冷却气体并冷凝气体中的硫，硫冷凝器的管外产生低压蒸汽，调节蒸汽的压力来调节管程的出口温度，既要使气体中的硫冷凝下来，又不能低于硫的凝固点而使管道堵塞，再进入硫分离器，分离出液态硫去硫固化装置，冷却固化成型为硫的产品，分离出的气体根据用户不同要求，采用不同工艺流程进入放空总管放空，完全达至环保要求；同时，设置有测温装置，如温度大于450度，则减小气体进口3的流量，减少反应热，使反应正常进行；另外，由于设置了催化剂和惰性耐火球的进出料口，方便了原料的更换，易维护。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、适用于处理低浓度(1.0％以下)硫化氢等气体；

2、硫回收率高，副产品的纯度高；

3、结构简单，制造、安装方便；

4、减少内件的布置，提高催化剂利用率，大大节约投资；

5、操作简单，运行稳定；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一段式低硫催化氧化反应器，具有桶体、气体进口、气体出口、催化剂和惰性耐火球，其特征在于：该反应器还具有内桶体、上端布气器、下端布气器；所述的内桶体设置在所述的桶体内，相互隔绝；所述的气体进口设置在所述的桶体的上部；所述的气体出口设置在所述的内桶体的上部；所述的上端布气器设置在所述的桶体的上部，环绕所述的内桶体的上部，连接所述的气体进口；在所述的上端布气器的下面均匀设置有上端布气器通孔；所述的催化剂设置在所述的桶体和内桶体的中部；所述的惰性耐火球设置在所述的桶体和内桶体的下部；所述的下端布气器设置在所述的内桶体的下部，埋在所述的惰性耐火球的下面，其下端布气器进气口穿过内桶体，且在下端布气器的上面均匀设有下端布气器通孔。

2.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的上端布气器通孔和下端布气器通孔的数量分别大于1个。

3.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的内桶体内设置有内桶体测温装置。

4.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的桶体设置有桶体测温装置；所述的桶体测温装置设置在所述的内桶体和桶体围成的空间内。

5.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的桶体的下部和内桶体的下部分别设置有桶体惰性耐火球卸料口和内桶体惰性耐火球卸料口；所述的内桶体惰性耐火球卸料口穿过所述的桶体的下部。

6.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的桶体的上部和桶体的下部分别设置有内桶体催化剂进料口和桶体催化剂进料口；所述的桶体的下部分设置催化剂卸料口；所述的催化剂卸料口连通内桶体，同时连通内桶体与桶体围成的空间。

7.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的催化剂为二氧化钛。

8.根据权利要求1所述的一段式低硫催化氧化反应器，其特征在于：所述的惰性耐火球为氧化铝惰性耐火球。