CN209722065U - 煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置 - Google Patents
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Abstract
一种煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，为一体塔式结构，包括塔式本体，从上至下依次设置有再生单元、脱硫单元、液封单元和富液单元；再生单元与脱硫单元之间设置有球冠形封头，脱硫单元和富液单元之间设置有液封单元，脱硫单元与液封单元和富液单元之间设置有隔离顶板；再生单元和脱硫单元之间通过再生单元上端侧壁的液位调节器和脱硫单元上部的贫液分布器之间的带有U型液封的管道连通；脱硫单元和富液单元通过液封单元实现连通；再生单元顶部设置有喷射器，富液单元和再生单元通过管道、脱硫液循环泵以及再生单元顶部的喷射器及插入管实现之间的连通。具有系统安全可靠，使脱硫装置占地面积小，管道安装距离短，从而减少投资成本的优点。
Description
技术领域：
本实用新型属于煤化工焦化脱硫技术领域，具体涉及一种煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置。
背景技术：
焦炉煤气是焦化企业炼焦生产时产生的副产资源，早期焦炭生产中约有40％～50％的焦炉煤气被回收作为燃料使用，剩余气体只有少数大型焦炭厂进行了回收，大部分企业只经过简单净化后直排大气。随着我国对能源资源的重视程度加大，越来越多的企业已经意识到焦炉煤气即可作为重要的中高热值的气体燃料用于工业和民用，又可作为原料气用于生产合成氨、甲醇等产品的一种宝贵资源。
焦炉煤气无论作为燃料还是作为原料使用，都必须进行处理，其中，煤气脱硫是煤气净化处理的重要环节。炼焦生产中一般干煤含硫的质量分数为0.5％～1.2％，其中有20％～45％转到荒煤气中，煤气中95％以上的硫以硫化氢的形态存在，其它为有机硫。硫化氢在煤气中的质量浓度一般为3～15g/Nm3干煤气。焦炉煤气中的硫化氢是非常有害的，在空气中达到1％的含量就可致人于死地，在空气中积累到一定程度的话可能会造成酸雨，对设备和管道有着严重的腐蚀，对周边房屋、农作物等都会造成很大的伤害，同时硫化氢本身也会腐蚀回收和输送设备；当焦炉煤气用作燃料时，硫化氢及其燃烧产物二氧化硫均有毒，会严重破坏周围环境。因此焦炉煤气中硫化氢必须予以去除。
目前焦炉煤气脱硫常用的方法有干法和湿法两大类。其中湿法业内主要用湿式氧化法脱硫。常规的湿式氧化法脱硫装置主要包括脱硫塔、再生塔(再生槽)、富液槽(反应槽)、液封槽、贫液槽等。
随着国家对环保重视程度加大，工业污染物排放标准也在提高，焦化企业原有的脱硫装置难以达到新标准对污染物的排放要求，因此焦化企业纷纷对原有脱硫装置进行改造，但焦化企业装置布置紧凑，很难有足够的空地再去布置新上的结构复杂、大型设备数量较多、占地面积大的传统的脱硫装置，因此迫切需要占地面积小，脱硫效率高的脱硫系统。
发明内容：
为解决上述问题，本实用新型针对现有传统脱硫系统的不足，提供了一种系统安全可靠，使脱硫装置占地面积小，管道安装距离短，从而减少投资成本的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置。
一种煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，该装置为一体塔式结构，包括塔式本体，塔式本体即一体塔式结构从上至下依次设置有再生单元、脱硫单元、液封单元(装置)和富液(反应)单元；所述的再生单元与脱硫单元之间设置有球冠形封头，所述的脱硫单元和富液(反应)单元之间设置有液封单元(装置)，所述的脱硫单元与液封单元和富液单元之间设置有隔离顶板(即脱硫单元与液封单元之间设置有隔离顶板)；所述的再生单元和脱硫单元之间通过再生单元上端侧壁的液位调节器和脱硫单元上部的贫液分布器(脱硫贫液分布器)之间的带有U型液封的管道连通(即再生单元侧壁设置有液位调节器，脱硫单元上部设置有贫液分布器，所述的液位调节器和贫液分布器之间通过带有U型液封的管道连通)；所述的脱硫单元和富液单元通过液封单元(装置)实现连通；所述的再生单元顶部设置有喷射器，所述的富液单元和再生单元通过管道、脱硫液循环泵以及再生单元顶部的喷射器及插入管实现之间的连通。
采用上述结构，将传统的再生槽、脱硫塔、富液槽(反应槽)、液封槽等设备优化设计整合形成一个整体，其连接关系为内部结构通过内部球冠形封头分割为再生单元和脱硫单元，塔底部通过隔板和挡板分割成脱硫单元、富液(反应)单元和液封单元。煤气自脱硫单元下部的煤气入口分布器分布后进入塔内，与顶部喷淋下来的脱硫贫液在脱硫单元逆流接触后，从脱硫单元上部经除煤气除沫装置除沫后出系统；脱硫富液经液封单元(装置)进入富液(反应)单元。脱硫富液继而通过脱硫液循环泵被输送至再生单元顶部的喷射器，连同吸进来的空气一并进入再生单元进行再生，再生后的贫液通过液位调节器自流至脱硫单元上部的贫液分布器分布均匀后进入脱硫单元继续吸收煤气中的硫化氢等物质。本实用新型脱硫复合塔及其液封结构的设置，能够有效防止煤气的泄露流出，保证系统安全可靠连续运行，而且结构设置紧凑，占地面积小，管道安装距离短，从而减少湿式氧化法脱硫装置投资成本。
作为优选，本实用新型所述的脱硫单元中设置有聚丙烯或轻瓷填料，所述的填料为3～5层，且填料层之间设置有气液分布器；上述结构采用设置3～5层填料增强吸收效果；并在一定高度的填料之间设置气液再分布器，对气液两相进行再分布，以防止液体发生壁流而影响吸收效果。
作为优选，所述的液封单元(液封装置)包括第一挡板和第二挡板，所述的第一挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接，第一挡板的顶端与隔离顶板相连接，第一挡板的底端与塔式本体的底部设置有一定的间距(不具体设置规格，只要保证液体通过即能满足要求)或者在第一挡板底端设有供液体流通的第一通道，第一挡板的板体与塔式本体的内侧壁之间设置有间隙，所述的间隙内设置有格栅；所述的第二挡板的底部与塔式本体的底部连接，第二挡板的上端与隔离顶板保留一定的间距(不具体设置规格，只要保证液体通过即能满足要求)或者直接与隔离顶板焊接在一起但在板体上部一定高度(不具体设置规格，只要保证液体通过即能满足要求)处设有供液体流通的第二通道，第二挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接。采用上述结构，液体从隔离顶板上部滑落流入第一挡板的板体与塔式本体的内侧壁所围成的空间内，此过程脱硫富液会经过格栅，所述格栅的作用是用以破坏脱硫液下降过程中夹带的煤气气泡，从而减少脱硫液夹带的煤气量；然后液体通过第一挡板下部与塔式本体底部之间的第一通道流入到第一挡板、第二挡板及塔式本体之间所为围成的空间，液体继续上涌通过第二挡板的第二通道流入到富液单元。
作为优选，所述的第一挡板和第二挡板为弧形，且二者弧形的弯曲方向相反；采用该结构能够有效吸收液体流通过程对挡板造成冲击变形和较好的承受液体的静压力。
作为优选，所述的格栅为1～2层。
作为优选，所述的第一通道和第二通道为缺口状或通孔状。
附图说明：
图1本实用新型的煤气湿式氧化脱硫复合塔结构示意图。
图2本实用新型的液封单元(装置)的侧视图结构示意图。
图3本实用新型的液封单元(装置)的俯视图结构示意图。
图4本实用新型第一挡板结构示意图(第一通道为通孔)。
图5本实用新型第一挡板结构示意图(第一通道为缺口)。
图6本发实用新型第二挡板结构示意图(第二通道为通孔)。
图7本实用新型第二挡板结构示意图(第二通道为缺口)。
图8本实用新型液封单元除去隔离顶板后的结构示意图。
1-塔本体、2—再生单元、2.1-球冠形封头、3—脱硫单元、4—富液(反应)单元、5—煤气除沫装置、6—脱硫贫液分布器、6.1—带有U型液封的管道、7—煤气入口分布器、8—液封单元(装置)、9—隔离顶板、10—喷射器、10.1-插入管、11—液位调节器、12—脱硫液循环泵，13-气液分布器、14-栅板、8.1—第一挡板、8.2—第二挡板、8.11—第一通道、8.21—第二通道。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细描述本实用新型，但本实用新型不仅仅局限于以下实施例。
如附图1所示，本实用新型的煤气湿式氧化脱硫复合塔，为一体塔式结构，包括塔式本体1，塔式本体即一体塔式结构从上至下依次设置有再生单元2、脱硫单元3、液封单元(装置)8和富液(反应)单元4；所述的再生单元与脱硫单元之间设置有球冠形封头2.1，所述的脱硫单元和富液(反应)单元之间设置有液封单元(装置)8，所述的脱硫单元与液封单元和富液单元之间设置有隔离顶板9(即脱硫单元与液封单元之间设置有隔离顶板)；所述的再生单元和脱硫单元之间通过再生单元上端侧壁的液位调节器11和脱硫单元上部的贫液分布器6(脱硫贫液分布器)之间的带有U型液封的管道6.1连通(即再生单元侧壁设置有液位调节器，脱硫单元上部设置有贫液分布器，所述的液位调节器和贫液分布器之间通过带有U型液封的管道连通)；所述的脱硫单元和富液单元通过液封单元(装置)实现连通；所述的再生单元顶部设置有喷射器10(煤化工行业脱硫使用的喷射器均可以满足本实施例需求)，所述的富液单元4和再生单元2通过管道、脱硫液循环泵12以及再生单元顶部的喷射器10及插入管10.1实现之间的连通。
采用上述结构，将传统的再生槽、脱硫塔、富液槽(反应槽)、液封槽等设备优化设计整合形成一个整体，其连接关系为内部结构通过内部球冠形封头分割为再生单元和脱硫单元，塔底部通过隔板和挡板分割成脱硫单元、富液(反应)单元和液封单元。煤气自脱硫单元下部的煤气入口分布器分布后进入塔内，与顶部喷淋下来的脱硫贫液在脱硫单元逆流接触后，从脱硫单元上部经除煤气除沫装置除沫后出系统；脱硫富液经液封单元(装置)进入富液(反应)单元。脱硫富液继而通过脱硫液循环泵被输送至再生单元顶部的喷射器，连同吸进来的空气一并进入再生单元进行再生，再生后的贫液通过液位调节器自流至脱硫单元上部的贫液分布器分布均匀后进入脱硫单元继续吸收煤气中的硫化氢等物质。本实用新型脱硫复合塔及其液封结构的设置，能够有效防止煤气的泄露流出，保证系统安全可靠连续运行，而且结构设置紧凑，占地面积小，管道安装距离短，从而减少湿式氧化法脱硫装置投资成本。
如附图1所示，本实用新型所述的脱硫单元3中设置有填料3.1，所述的填料为3～5层，且填料层之间设置有气液分布器13；上述结构采用设置3～5层填料增强吸收效果；并在一定高度的填料之间设置气液再分布器，对气液两相进行再分布，以防止液体发生壁流而影响吸收效果。
如附图2-7所示：所述的液封单元8(液封装置)包括第一挡板8.1和第二挡板8.2，所述的第一挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接，第一挡板的顶端与隔离顶板9相连接，第一挡板的底端与塔式本体的底部设置有一定的间距或者在第一挡板上设有供液体流通的第一通道8.11(如图4-5)，第一挡板的板体与塔式本体的内侧壁之间设置有间隙，所述的间隙内填充有格栅14；所述的第二挡板的底部与塔式本体的底部连接，第二挡板的上端与隔离顶板13保留一定的间距或者第二挡板的板体上部设有供液体流通的第二通道8.21(如图6-7)，第二挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接。采用上述结构，液体从格栅处通过，所述隔格栅的作用是用以破坏脱硫液下降过程中夹带的煤气气泡，从而减少脱硫液夹带的煤气量；然后液体通过第一挡板下部与塔式本体底部之间的间距或者挡板上的第一通道流入到第一挡板、第二挡板、塔本体之间围成的区域(液封单元)，然后液体继续上涌通过第二挡板的上部间距或者第二通道流入到富液(反应)单元。
如附图4-8所示：所述的第一挡板和第二挡板为弧形，且二者弧形的弯曲方向相反；采用该结构能够有效吸收液体流通过程中对挡板造成冲击变形和较好的承受液体的静压力。
本实用新型所述的格栅为1～2层。
如附图4-7所示：所述的第一通道和第二通道为缺口状或者通孔状。
本申请上述的各个单元，根据其各自的作用和效果进行的命名，具体的结构均可以采用行业常规能实现该功能的设备即可。
实施例1
采用本实用新型上述装置脱除硫化氢的工艺过程为：焦炉煤气自脱硫单元下部的煤气进口分布管分布后进入塔内，与顶部喷淋下来的脱硫贫液在填料的表面上逆流接触吸收硫化氢后，从脱硫单元上部经除沫层除沫后出系统，为了增强吸收效果，塔内设置3～5层填料，并在一定高度的填料之间设置气液再分布器，对气液两相进行再分布，以防止液体发生壁流，影响吸收效果。吸收了硫化氢后的脱硫富液经液封单元(液封装置)形成液封后进入富液(反应)单元。停留一段时间后的脱硫富液继而通过脱硫液循环泵被输送至再生单元顶部的喷射器，连同吸进来的空气一并进入再生单元进行再生，再生后的贫液通过液位调节器自流至脱硫单元上部的贫液分布器分布均匀后进入脱硫单元继续吸收煤气中的硫化氢等物质。某焦化厂50000Nm3/h的焦炉煤气，进口压力为10KPa，进口煤气硫化氢含量2.0～3.0g/Nm3，通过本使用新型脱硫装置，脱硫后，煤气出口硫化氢含量≤20mg/Nm3，在不考虑泵等其他所必须配套设备占地情况下，脱硫复合塔的占地面积仅约25㎡，大大缩小了脱硫装置的占地面积。
实施例2
脱硫富液(即吸收了硫化氢后的脱硫液体)自脱硫单元下部沿隔离顶板流入液封单元(液封装置)，经栅板分离破碎脱硫液中夹带的气泡后，从第一挡板下部流入第一、第二挡板、塔本体所围成的空间内，形成液封后，然后从第二挡板的顶部设置的第二通道或者与隔离顶板之间的间隙流入到富液(反应)单元内。本实施案例控制煤气压力≤10KPa(G)，该装置在第二挡板第二通道处与第一挡板第一通道处所形成的液位高度约为3m，形成的静压差约为32.3KPa，远大于煤气压力，因此可以实现将煤气隔离的效果，不会产生煤气泄露的问题，形成良好的液封效果。
Claims (6)
1.一种煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：该装置为一体塔式结构，包括塔式本体，塔式本体即一体塔式结构从上至下依次设置有再生单元、脱硫单元、液封单元和富液单元；所述的再生单元与脱硫单元之间设置有球冠形封头，所述的脱硫单元和富液单元之间设置有液封单元，所述的脱硫单元与液封单元和富液单元之间设置有隔离顶板；所述的再生单元和脱硫单元之间通过再生单元上端侧壁的液位调节器和脱硫单元上部的贫液分布器之间的带有U型液封的管道连通；所述的脱硫单元和富液单元通过液封单元实现连通；所述的再生单元顶部设置有喷射器，所述的富液单元和再生单元通过管道、脱硫液循环泵以及再生单元顶部的喷射器及插入管实现之间的连通。
2.根据权利要求1所述的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：所述的脱硫单元中设置有聚丙烯或轻瓷填料，所述的填料为3～5层，且填料层之间设置有气液分布器。
3.根据权利要求1所述的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：所述的液封单元包括第一挡板和第二挡板，所述的第一挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接，第一挡板的顶端与隔离顶板相连接，第一挡板的底端与塔式本体的底部设置有一定的间距或者在第一挡板底端设有供液体流通的第一通道，第一挡板的板体与塔式本体的内侧壁之间设置有间隙，所述的间隙内设置有格栅；所述的第二挡板的底部与塔式本体的底部连接，第二挡板的上端与隔离顶板保留一定的间距或者直接与隔离顶板焊接在一起、但在板体上部一定高度处设有供液体流通的第二通道，第二挡板的两侧壁与塔式本体的内侧壁相连接。
4.根据权利要求3所述的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：所述的第一挡板和第二挡板为弧形，且二者弧形的弯曲方向相反。
5.根据权利要求3所述的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：所述的格栅为1～2层。
6.根据权利要求3所述的煤气湿式氧化脱硫复合塔及其液封装置，其特征在于：所述的第一通道和第二通道为缺口状或通孔状。
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