CN203663686U - 用于实验室处理高温含h2s/co2混合尾气的装置 - Google Patents

用于实验室处理高温含h2s/co2混合尾气的装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，该装置中的冷凝器分别与流量控制器、减压阀、冷凝水收集器连接，冷凝器位于冷却池中，流量控制器分别与第一尾气吸收罐和硫化氢探测器连接，第一尾气吸收罐以及其顶部的排气口分别与硫化氢探测器连接；硫化氢探测器与第二尾气吸收罐连接，H2S处理液储液池与尾气吸收罐连接；第一、二尾气吸收罐均设有排放管道，第一尾气吸收罐安放在超声波发生器中。本装置处理后的气体中H2S低于国家排放标准规定的排放浓度，尾气处理效率高，处理后的产物状态稳定，安全可靠。

Description

用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置
技术领域
本实用新型涉及尾气处理装置，特别是一种用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置。
背景技术
气田是天然气田的简称，是富含天然气的地域。天然气具有易燃易爆、流动性强等特性，因此天然气开发是石油工业上游业务链中风险最高的一个环节。而且，由于高含硫气藏中富含剧毒和强腐蚀性的硫化氢，同时还伴随有大量的气田水，开发过程中腐蚀问题非常突出。因此，为分析高含硫气田的腐蚀特征，实验室需要对高温高压含H2S/CO2的气体进行模拟腐蚀试验，用于开发高含硫油气田时，对材料选择、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测技术等的评价。然而由于上述试验条件涉及的H2S属于剧毒性气体，国家低空排放标准规定的排放浓度低于5ppm，因此，如何安全高效持续处理高温高压H2S/CO2腐蚀模拟试验产生的H2S尾气，是本行业关注的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提高一种用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，采用所述装置处理后的气体中H2S低于国家排放标准规定的排放浓度，并且具有安全、高效、持续等优点，尾气处理后的产物化学状态稳定，不会产生二次污染，尾气处理效率高，安全可靠。
本实用新型的技术方案是：
用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，带有冷凝水收集器的冷凝器通过管道分别与流量控制器的进气端、减压阀连接，冷凝器的中段位于冷却池中，冷凝水收集器与冷凝器的连接管道上设置有控制阀，流量控制器的排气端与第一尾气吸收罐的进气端通过管道连接；第一尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器进气端连通过管道接，第一尾气吸收罐中盛装有硫化氢处理液；硫化氢探测器的第三排气端与第一尾气吸收罐的进气端通过管道连接，其连接通道设置有单向阀；硫化氢探测器的第一排气端连接有管道并与大气连通，该连接管道上设置有截止阀，硫化氢探测器的第二排气端通过管道伸进到第二尾气吸收罐的硫化氢处理液中；第二尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器的第一排气端通过管道连通； 硫化氢处理液储液池出料口分别通过管道与第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐的进料口连接；第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐均设有排放管道，第一尾气吸收罐安放在超声波发生器中，第一尾气吸收罐的罐内设有若干错位排列的档板。
冷凝器与冷凝水收集器可拆卸连接。
硫化氢处理液储液池出料口与第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐进料口的连接管道上分别设置有截止阀。
第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐的排放管道均设有控制阀。
硫化氢处理液储液池的顶部设置有加料口。
所述第一尾气吸收罐内的若干档板为从上至下排列，档板的长度比罐内的长度短，其上层挡板的一端固定在罐的内壁一端，另一端悬空，下层挡板一端固定在罐的内壁另一端，依次错位排列。
所述H2S处理液为酸性KMnO4，ph1-2，质量分数5%-8%。
所述第一尾气吸收罐内的板为若干个，若干个板从上至上排列，其上层板与下层板上的孔错位排列。
采用上述装置，冷却器将大部分高温水汽转化为液态水收集处理，以防止管道中积水而引发回流、管路阻塞等影响排气。H2S通过管道进入装有酸性KMnO4溶液的尾气吸收罐，使H2S在KMnO4溶液的强氧化性作用下，转变为较为稳定的S单质或H2SO4。利用第一尾气吸收罐内超声波发生器的空化破泡作用，提高反应效率，使其H2S与KMnO4充分反应吸收。硫化氢探测器检测经处理后气体中的H2S，以保证处理后的气体中H2S低于国家排放标准规定的排放浓度，确保排放安全。
本实用新型所述装置用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气，具有安全、高效、持续等优点。该装置中所有部件均可以安全即时替换，有使用方便，维修简单的优点。采用该装置进行高温含H2S/CO2混合尾气处理的产物化学状态稳定，不会产生二次污染，同时还可提高尾气处理效率和安全可靠性。
附图说明
图1为本实用新型所述装置的结构简图。
图中，1为减压阀，2为冷凝水收集器，3为冷却池，4为第一尾气吸收罐，5为储液池，6为超声波发生器，7为流量控制器，8为硫化氢探测器，81为第进气端，82为第一排气端，83为第二排气端，84为第三排气端，9为冷凝器，10为控制阀，11为单向阀，12为管道，13为第二尾气吸收罐， 14为排放管道，15为截止阀，16为加料口，17为板。
具体实施方式
参见图1。用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，带有冷凝水收集器2的冷凝器9通过管道12分别与流量控制器7的进气端、减压阀1连接，冷凝器的中段位于冷却池3中，冷凝水收集器与冷凝器的连接管道上设置有控制阀10。冷凝器与冷凝水收集器可拆卸连接，可采用螺纹、卡接等方法连接，便于及时更换，即若当冷凝水收集器中的冷却水收集过满，关闭冷凝水收集器与冷凝器管道上的控制阀可以快速更换空的冷凝水收集器，更换的冷凝水收集器继续收集冷凝水。流量控制器7的排气端与第一尾气吸收罐4的进气端通过管道连接；第一尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器8进气端81连通过管道接，第一尾气吸收罐中盛装有硫化氢处理液，所述硫化氢处理液为酸性KMnO4，ph1-2，质量分数5%-8%。硫化氢探测器的第三排气端84与第一尾气吸收罐的进气端通过管道连接，其连接通道设置有单向阀11；硫化氢探测器的第一排气端82连接有管道并与大气连通，该连接管道上设置有截止阀15，当处理后的气体中硫化氢含量符合标准，打开截止阀，排放，以保证排放的气体符合排放标准。硫化氢探测器的第二排气端83通过管道伸进到第二尾气吸收罐13的硫化氢处理液中，保证不符合排放的气体进入第二尾气吸收罐的硫化氢处理液中，该硫化氢处理液同第一尾气吸收罐中盛装的硫化氢处理液。第二尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器的第一排气端通过管道连通； 硫化氢处理液储液池5出料口分别与第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐的进料口通过管道连接，用于及时更换尾气吸收罐中的硫化氢处理液，第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐进料口的连接管道上分别设置有截止阀15。第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐均设有排放管道14，所述排放管道均设有控制阀10，用于将废弃的硫化氢处理液排出尾气吸收罐。所述硫化氢处理液为酸性KMnO4，硫化氢处理液储液池的顶部设置有加料口16。第一尾气吸收罐安放在超声波发生器6中，利用超声波的作用，使发生器硫化氢 与KMnO4反应充分。第一尾气吸收罐的罐内等距离的设有若干挡板17，所述第一尾气吸收罐内的若干档板为从上至下排列，档板的长度比罐内的长度短，其上层挡板的一端固定在罐的内壁一端，另一端悬空，下层挡板一端固定在罐的内壁另一端，依次错位排列，并且上层挡板上的若个孔与下层挡板上的若个孔错位排列，使含H2S/CO2混合气体在KMnO4溶液中呈S曲线上升，增加气体在KMnO4溶液中停留时间，保证H2S与KMnO4反应完全。
工作时，将试验完毕后的高温含H2S/CO2混合尾气通过减压阀减压至0.8-1.7MPa，减压的尾气进入冷凝器，冷却池中的冷却水对通过冷凝器的尾气进行强制冷却，打开冷凝器底部与冷凝水收集器管道上的阀，管道中的冷却水流进冷凝水收集器中，此时尾气的温度≤60℃。关闭硫化氢探测器第一排放端的截止阀，冷却后的尾气进入流量控制器，调解气体流量为3L/min-5L/min，进入第一尾气吸收罐的KMnO4溶液中进行硫化氢吸收处理，同上开启超声波发生器，在超声波的作用下，提高反应比表面积，KMnO4与硫化氢充分反应，吸收硫化氢气体，其化学反应吸收方程式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 283505DEST_PATH_IMAGE002
（KMnO4过量）
经第一尾气吸收罐处理（与高锰酸钾反应）的尾气中的硫化氢浓度大大降低，符合排放标准，当气体中硫化氢浓度≤5ppm，打开硫化氢探测器第一排放端的截止阀，处理后的气体从第一尾气吸收罐的排气端经硫化氢探测器排放。硫化氢探测器实时监测排放气体中硫化氢浓度的浓度。设监测气体中硫化氢浓度为X，反应一段时候后，当监测到5ppm≤X≤20ppm时，说明第一尾气吸收罐的KMnO4溶液处理能力降低，关闭硫化氢探测器第一排放端的截止阀，气体进入第二尾气吸收罐进行处理，处理后的气体X硫化氢浓度≤5ppm时，打开硫化氢探测器第一排放端的截止阀，排放；当X≥20ppm时，气体会经单向阀自动进入第一尾气吸收罐，此时需进行更换两个尾气吸收罐的KMnO4溶液。
打开尾气吸收罐排放管道上的控制阀，排放罐内的KMnO4后，关闭；打开硫化氢处理液储液池与尾气吸收罐连接管道上截止阀，注入新的KMnO4溶液，继续对尾气进行处理。如此循环，可以实现不间断地处理高温含H2S/CO2混合尾气。
本装置的适用范围：5L容积高温高压釜,温度≤350℃，压力≤70Mpa的实验尾气处理。
超声波装置：5-10kw，频率14kw-40kw，体积能包容反应罐为准。
通过下面3个实施例做进一步说明。实验设备一次性排放出的废气按常温常压下525L计算，相当于利用5L高压釜进行35MPa，300℃下试验的H2S气体量，处理结果见表1。
表1
Figure 138328DEST_PATH_IMAGE004

Claims (7)

1.一种用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其装置特征在于：带有冷凝水收集器的冷凝器通过管道分别与流量控制器的进气端、减压阀连接，冷凝器的中段位于冷却池中，冷凝水收集器与冷凝器的连接管道上设置有控制阀，流量控制器的排气端与第一尾气吸收罐的进气端通过管道连接；第一尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器进气端连通过管道接，第一尾气吸收罐中盛装有硫化氢处理液；硫化氢探测器的第三排气端与第一尾气吸收罐的进气端通过管道连接，其连接通道设置有单向阀；硫化氢探测器的第一排气端连接有管道并与大气连通，该连接管道上设置有截止阀，硫化氢探测器的第二排气端通过管道伸进到第二尾气吸收罐的硫化氢处理液中；第二尾气吸收罐的排气端与硫化氢探测器的第一排气端通过管道连通； 硫化氢处理液储液池出料口分别通过管道与第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐的进料口连接；第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐均设有排放管道，第一尾气吸收罐安放在超声波发生器中，第一尾气吸收罐的罐内设有若干错位排列的档板。
2.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：冷凝器与冷凝水收集器可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：硫化氢处理液储液池出料口与第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐进料口的连接管道上分别设置有截止阀。
4.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：第一尾气吸收罐、第二尾气吸收罐的排放管道均设有控制阀。
5.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：硫化氢处理液储液池的顶部设置有加料口。
6.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：所述硫化氢处理液为酸性KMnO4。
7.根据权利要求1所述的用于实验室处理高温含H2S/CO2混合尾气的装置，其特征在于：所述第一尾气吸收罐内的若干档板为从上至下排列，档板的长度比罐内的长度短，其上层挡板的一端固定在罐的内壁一端，另一端悬空，下层挡板一端固定在罐的内壁另一端，依次错位排列。
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