CN202751942U - 一种硫磺尾气吸收净化组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种硫磺尾气吸收净化组合装置，该组合装置由平衡吸收塔、传质吸收塔、富吸收剂泵、富吸收剂-全再生吸收剂换热器、半再生塔、全再生塔、再生塔重沸器、全再生吸收剂泵、全再生吸收剂冷却器、再生塔顶循环泵、再生塔顶循环空冷器、再生塔顶循环水冷器、再生塔顶压力控制阀、半再生吸收剂冷却器、半再生吸收剂泵及管线组成。与现有技术相比，本实用新型具有吸收、再生能耗小，硫化氢脱除率高，提高再生塔冷凝冷却设备效率和简化再生塔压力控制系统等优点。

Description

一种硫磺尾气吸收净化组合装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体净化装置，尤其是涉及一种硫磺尾气吸收净化组合装置。

背景技术

为满足国家《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的要求，硫磺回收车间需要将硫磺回收尾气中的各种硫化物和单质硫进行回收处理。目前工业上广泛使用的方法是还原-吸收法，即将硫磺回收尾气通过加氢反应器，在加氢催化剂作用下，使尾气中的硫及硫化物转变成硫化氢，然后进入硫磺尾气吸收塔，将尾气中的硫化氢选择性脱除，脱硫后的尾气中总硫小于200～300ppm，经焚烧后排放。

其中，常见的硫磺尾气吸收主要流程为：

硫磺尾气与选择性吸收剂在吸收塔内接触，尾气中的硫化氢与部分二氧化碳转移到选择性吸收剂中。脱硫后尾气从吸收塔顶部离开，经焚烧后放空。富含硫化氢的选择性吸收剂从吸收塔底部出来，经加热后进入再生塔上部。再生塔内的温度较高，硫化氢、二氧化碳从选择性吸收剂中分离出来，向上经再生塔顶冷却设备冷却后，在回流罐中与冷凝液分离。回流罐中分离出来的硫化氢、二氧化碳气体返回硫磺回收装置，冷凝液返回再生塔顶用作冷回流；再生后的选择性吸收剂从再生塔底部出来，经冷却后进入吸收塔上部，循环使用。

硫磺尾气中硫化氢的吸收存在两个阶段。在吸收过程开始时，硫磺尾气中硫化氢的浓度远高于与选择性吸收剂平衡的浓度，硫化氢的吸收效果主要取决于气液两相间的传质效果，这一阶段称之为传质吸收段，大量的硫化氢在这一段被吸收。在吸收过程末端，硫磺尾气中硫化氢的浓度较低，达到与选择性吸收剂接近平衡的状态，此时硫化氢的吸收效果.取决于选择性吸收剂中硫化氢的含量，这一阶段称为平衡吸收段。

在硫磺尾气吸收装置中，吸收塔上部是平衡吸收段，为保证离开吸收塔的尾气中硫化氢含量达标，要求选择性吸收剂中硫化氢的含量很低，才能保证平衡吸收的效果。吸收塔下部是传质吸收段，选择性吸收剂中硫化氢的含量可以稍高，再生深度要求较低。另一方面，吸收塔平衡吸收段硫磺尾气中剩余的硫化氢总量较少，所需要的与之平衡的选择性吸收剂的量也少。而为了获得较好的传质吸收效果，吸收塔传质吸收段则要求较高的选择性吸收剂流量。所以，吸收塔平衡吸收段选择性吸收剂的要求是流量小，硫化氢含量低，再生深度高；吸收塔传质吸收段选择性吸收剂的要求是流量大，硫化氢含量不需要很低，再生深度要求较低。

常规的硫磺尾气吸收装置，再生的选择性吸收剂全部从上部进入吸收塔，富含硫化氢的选择性吸收剂整体循环再生，再生塔顶气相和液相共存于冷凝冷却设备中，存在如下的弊端：

1)能耗高。

吸收塔顶出口尾气总硫含量的高低，决定因素是进入塔顶选择性吸收剂中硫化氢的浓度(选择性吸收剂的再生深度)，而非进入吸收塔的选择性吸收剂流量。选择性吸收剂全量从吸收塔顶进入，为达到尾气中总硫含量要求，将要求全部吸收剂中硫化氢含量小于平衡吸收浓度(即再生深度)。另外，离开吸收塔的富硫化氢选择吸收剂尚有较多的吸收能力无法利用，造成系统总溶剂循环量大，再生塔负荷高、蒸汽消耗量大。

2)再生塔顶冷凝冷却设备效率低

常规的硫磺尾气吸收装置中，硫化氢、二氧化碳与水蒸汽从再生塔顶进入冷凝冷却器，冷凝液回流返塔，硫化氢、二氧化碳气体排出装置。如此流程存在气液两相冷凝冷却，传热效率低，需要冷却设备面积大，能耗及投资较高。

3)再生塔顶冷凝系统流程复杂

再生塔顶气体冷凝冷却后需要设置回流罐进行气液分离，需要控制回流量保证回流罐液位的稳定，需要控制硫化氢、二氧化碳气体排出装置量以保证塔顶压力的稳定，不仅流程复杂且容易造成塔顶温度波动。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种吸收、再生能耗小，硫化氢脱除率高，提高再生塔冷凝冷却设备效率和简化再生塔压力控制系统的两段再生式硫磺尾气吸收净化组合装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种硫磺尾气吸收净化组合装置，采用选择性吸收剂吸收-再生系统，利用选择性吸收剂对硫磺尾气进行选择性吸收，净化硫磺尾气，该组合装置由平衡吸收塔、传质吸收塔、富吸收剂泵、富吸收剂-全再生吸收剂换热器、半再生塔、全再生塔、再生塔重沸器、全再生吸收剂泵、全再生吸收剂冷却器、再生塔顶循环泵、再生塔顶循环空冷器、再生塔顶循环水冷器、再生塔顶压力控制阀、半再生吸收剂冷却器、半再生吸收剂泵及管线组成；

所述的平衡吸收塔设在传质吸收塔上方，与传质吸收塔联通，所述的半再生塔设在全再生塔上方，与全再生塔联通；

平衡吸收塔与全再生塔之间的管线上串联全再生吸收剂冷却器、富吸收剂-全再生吸收剂换热器及全再生吸收剂泵；

传质吸收塔与半再生塔之间的管线上串联半再生吸收剂泵及半再生吸收剂冷却器。

所述的平衡吸收塔顶部设有尾气出口，上部设有全再生吸收剂入口；所述的传质吸收塔上部设有半再生吸收剂入口，下部设有硫磺尾气入口，底部设有富吸收剂出口。

所述的半再生塔顶部设有气体出口，与再生塔顶压力控制阀相连，上部设有富吸收剂入口、顶循环液出口和顶循环液入口，下部设有半再生吸收剂出口；所述的全再生塔带有再生塔重沸器，底部设有全再生吸收剂出口。

所述的传质吸收塔底部的富吸收剂出口连接富吸收剂泵入口，富吸收剂泵出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器冷流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热器冷流出口连接半再生塔富吸收剂入口。

所述的全再生塔底部的全再生吸收剂出口连接全再生吸收剂泵入口，全再生吸收剂泵出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器热流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热器热流出口连接全再生吸收剂冷却器入口，全再生吸收剂冷却器出口连接平衡吸收塔全再生吸收剂入口。

所述的半再生塔下部的半再生吸收剂出口连接半再生吸收剂冷却器入口，半再生吸收剂冷却器出口连接半再生吸收剂泵入口，半再生吸收剂泵出口连接传质吸收塔上部半再生吸收剂入口。

所述的半再生塔上部的顶循环液出口连接再生塔顶循环泵入口，再生塔顶循环泵出口连接再生塔顶循环空冷器入口，再生塔顶循环空冷器出口连接再生塔顶循环水冷器入口，再生塔顶循环水冷器出口连接半再生塔上部顶循环液入口。

所述的平衡吸收塔与传质吸收塔为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备。

所述的传质吸收塔上部半再生吸收剂入口可以有一个或多个。

所述的半再生塔与全再生塔为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备。

所述的半再生塔下部半再生吸收剂出口可以有一个或多个。

与现有技术相比，本实用新型不同吸收过程引入不同再生程度的选择性吸收剂，再生塔回流采用顶循环回流，具有以下优点：

(1)能耗低

本实用使用半再生吸收剂作为传质吸收过程吸收介质的补充，降低了传质吸收过程选择性吸收剂的再生深度，降低了吸收剂再生的能耗。

(2)硫化氢脱除率高

本实用新型进行全再生吸收剂的量减少，全再生吸收剂的再生深度较易提高，容易控制，从而提高了平衡吸收过程的吸收效率，脱硫效率高。

(3)再生塔顶冷凝冷却设备效率高

本实用新型再生塔回流采用顶循环回流，循环液从半再生塔上部采出，循环回路中是全液相，传热系数大，效率高。

(4)再生塔顶流程简单

本实用新型取消了回流罐，在顶循环回流的作用下，半再生塔顶出来的流体为单纯的硫化氢、二氧化碳气相，温度低，不含有凝结性介质，不再进行冷凝冷却，再生塔的压力可通过硫化氢、二氧化碳气体管路上的调节阀调节，简单易行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1-1为平衡吸收塔、1-2为传质吸收塔、2为富吸收剂泵、3为富吸收剂-再生吸收剂换热器、4-1为半再生塔、4-2为全再生塔、5为再生塔重沸器、6为全再生吸收剂泵、7为全再生吸收剂冷却器、8为再生塔顶循环泵、9为再生塔顶循环空冷器、10为再生塔顶循环水冷器、11为半再生吸收剂冷却器、12为半再生吸收剂泵、13为再生塔顶压力控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种硫磺尾气吸收净化组合装置，采用选择性吸收剂吸收-再生系统，利用选择性吸收剂对硫磺尾气进行选择性吸收，净化硫磺尾气，其结构如图1所示，该组合装置由平衡吸收塔1-1、传质吸收塔1-2、富吸收剂泵2、富吸收剂-全再生吸收剂换热器3、半再生塔4-1、全再生塔4-2、再生塔重沸器5、全再生吸收剂泵6、全再生吸收剂冷却器7、再生塔顶循环泵8、再生塔顶循环空冷器9、再生塔顶循环水冷器10、半再生吸收剂冷却器11、半再生吸收剂泵12、再生塔顶压力控制阀13及管线组成。

其中，平衡吸收塔1-1设在传质吸收塔1-2上方，与传质吸收塔1-2联通，平衡吸收塔1-1与传质吸收塔1-2为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备。半再生塔4-1设在全再生塔4-2上方，与全再生塔4-2联通，半再生塔4-1与全再生塔4-2为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备。

平衡吸收塔1-1顶部设有尾气出口，处理得到的净化气从尾气出口排出，另外在平衡吸收塔1-1的上部设有全再生吸收剂入口；传质吸收塔上部设有一个或多个半再生吸收剂入口，下部设有硫磺尾气入口，硫磺尾气从硫磺尾气入口进入平衡吸收塔1-1，另外在平衡吸收塔1-1的底部设有富吸收剂出口。

半再生塔4-1顶部设有气体出口，与再生塔顶压力控制阀13相连，酸性气由再生塔顶压力控制阀13控制排出半再生塔4-1。半再生塔4-1的上部设有富吸收剂入口、顶循环液出口和顶循环液入口，下部设有半再生吸收剂出口。全再生塔4-2带有再生塔重沸器5，底部设有全再生吸收剂出口。

传质吸收塔1-2底部的富吸收剂出口连接富吸收剂泵2入口，富吸收剂泵2出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器3的冷流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热3的器冷流出口连接半再生塔富吸收剂入口。全再生塔4-2底部的全再生吸收剂出口连接全再生吸收剂泵6的入口，全再生吸收剂泵6的出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器3的热流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热器3的热流出口连接全再生吸收剂冷却器7的入口，全再生吸收剂冷却器7的出口连接平衡吸收塔1-1全再生吸收剂入口。

半再生塔4-1下部的半再生吸收剂出口连接半再生吸收剂冷却器11的入口，半再生吸收剂冷却器11的出口连接半再生吸收剂泵12的入口，半再生吸收剂泵12的出口连接传质吸收塔上部设有一个或多个半再生吸收剂入口。半再生塔4-1上部的顶循环液出口连接再生塔顶循环泵8的入口，再生塔顶循环泵8的出口连接再生塔顶循环空冷器9的入口，再生塔顶循环空冷器9的出口连接再生塔顶循环水冷器10的入口，再生塔顶循环水冷器10的出口连接半再生塔4-1上部顶循环液入口。

Claims (9)

1.一种硫磺尾气吸收净化组合装置，采用选择性吸收剂吸收-再生系统，利用选择性吸收剂对硫磺尾气进行选择性吸收，净化硫磺尾气，其特征在于，该组合装置由平衡吸收塔、传质吸收塔、富吸收剂泵、富吸收剂-全再生吸收剂换热器、半再生塔、全再生塔、再生塔重沸器、全再生吸收剂泵、全再生吸收剂冷却器、再生塔顶循环泵、再生塔顶循环空冷器、再生塔顶循环水冷器、再生塔顶压力控制阀、半再生吸收剂冷却器、半再生吸收剂泵及管线组成；

所述的平衡吸收塔设在传质吸收塔上方，与传质吸收塔联通，所述的半再生塔设在全再生塔上方，与全再生塔联通；

平衡吸收塔与全再生塔之间的管线上串联全再生吸收剂冷却器、富吸收剂-全再生吸收剂换热器及全再生吸收剂泵；

传质吸收塔与半再生塔之间的管线上串联半再生吸收剂泵及半再生吸收剂冷却器。

2.根据权利要求1所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的平衡吸收塔顶部设有尾气出口，上部设有全再生吸收剂入口；所述的传质吸收塔上部设有半再生吸收剂入口，下部设有硫磺尾气入口，底部设有富吸收剂出口。

3.根据权利要求1所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的半再生塔顶部设有气体出口，与再生塔顶压力控制阀相连，上部设有富吸收剂入口、顶循环液出口和顶循环液入口，下部设有半再生吸收剂出口；所述的全再生塔带有再生塔重沸器，底部设有全再生吸收剂出口。

4.根据权利要求2所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的传质吸收塔底部的富吸收剂出口连接富吸收剂泵入口，富吸收剂泵出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器冷流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热器冷流出口连接半再生塔富吸收剂入口。

5.根据权利要求3所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的全再生塔底部的全再生吸收剂出口连接全再生吸收剂泵入口，全再生吸收剂泵出口连接富吸收剂-全再生吸收剂换热器热流入口，富吸收剂-全再生吸收剂换热器热流出口连接全再生吸收剂冷却器入口，全再生吸收剂冷却器出口连接平衡吸收塔全再生吸收剂入口。

6.根据权利要求3所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的半再生塔下部的半再生吸收剂出口连接半再生吸收剂冷却器入口，半再生吸收剂冷却器出口连接半再生吸收剂泵入口，半再生吸收剂泵出口连接传质吸收塔上部半再生吸收剂入口。

7.根据权利要求3所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的半再生塔上部的顶循环液出口连接再生塔顶循环泵入口，再生塔顶循环泵出口连接再生塔顶循环空冷器入口，再生塔顶循环空冷器出口连接再生塔顶循环水冷器入口，再生塔顶循环水冷器出口连接半再生塔上部顶循环液入口。

8.根据权利要求1所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的平衡吸收塔与传质吸收塔为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备，传质吸收塔上部半再生吸收剂入口可以有一个或多个。

9.根据权利要求1所述的一种硫磺尾气吸收净化组合装置，其特征在于，所述的半再生塔与全再生塔为无分隔的整体设备或是通过管线连接的两个独立设备，半再生塔下部半再生吸收剂出口可以有一个或多个。

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