CN220802637U - 一种脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脱硫塔。所述脱硫塔包括筒体和与筒体配合的上封头和下封头，上封头和下封头分别与筒体两端连接，上封头上设有气体出口，下封头底部设有塔釜液出口；筒体内设有气体分布器，气体分布器下方为第一反应段；气体分布器上方的筒体中段设有脱硫液分布器和反应段塔板，反应段塔板和脱硫液分布器在脱硫塔内构成第二反应段；筒体上段为洗涤段，设有洗涤液分布器，洗涤段内设有洗涤段塔板或装填有填料。其适用于湿法脱硫，脱硫效率高，不易堵塞，同时出口净化气夹带脱硫液少。

Description

一种脱硫塔

技术领域

本发明涉及脱硫技术领域，具体涉及一种脱硫塔。

背景技术

合成气、电石尾气、焦炉气、高炉煤气等工业原料气和废气被广泛应用在工业生产与日常生活中，这些气体中的H₂S等含硫化合物会给生产活动带来危害，如能引起设备腐蚀和催化剂中毒，导致生产成本增加和产品质量下降，同时还会污染环境，威胁人类的生存与发展。

在各种脱H₂S等含硫气体的方法中，采用湿法脱硫的工业化装置越来越多，湿法脱硫技术是利用过渡金属离子在液相中将含硫气体如H₂S直接氧化成单质硫、同时回收硫磺的脱硫工艺，具有硫容高、反应速率快和选择性高等优点。由于直接生成单质硫，采用常规的填料脱硫塔容易吸附单质硫，造成塔阻力增大，影响操作；采用喷淋塔虽可以克服硫磺堵塔的问题，但脱硫效率低，净化后气体中硫含量高；而采用鼓泡塔则阻力大，气体压降损失多。同时脱硫液因液沫夹带，损失大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了脱硫塔，其适用于湿法脱硫，脱硫效率高，不易堵塞，同时出口净化气夹带脱硫液少。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

提供一种脱硫塔，所述脱硫塔包括筒体和与筒体配合的上封头和下封头，上封头和下封头分别与筒体两端连接，上封头上设有气体出口，下封头底部设有塔釜液出口；

筒体内设有气体分布器，气体分布器下方为第一反应段，气体分布器下方的筒体筒壁上设有脱硫气进口，脱硫气进口与脱硫气体入口管道相连，气体分布器下方的筒体筒壁靠下位置设有脱硫循环液出口，脱硫循环液出口经高压泵与脱硫气体入口管道相连，脱硫气体入口管道内设有雾化器，第一反应段中雾化器将经高压泵送来的脱硫液雾化分散在进口脱硫气体中，然后随脱硫气体进入脱硫塔内，在第一反应段中气液接触并发生脱硫反应，生成的硫磺随液滴落入塔釜中，经下封头上的塔釜液出口输出；

气体分布器上方的筒体中段设有脱硫液分布器和反应段塔板，反应段塔板和脱硫液分布器在脱硫塔内构成第二反应段，第二反应段中洗涤段洗涤得到的洗涤液与脱硫液一同经脱硫液分布器进入脱硫塔内进行脱硫反应，将剩余的硫化物进行进一步脱除；

筒体上段为洗涤段，设有洗涤液分布器，洗涤段内设有洗涤段塔板或装填有填料，洗涤段中从第二反应段出来的气体与洗涤液在其塔板上混合，或与其填料混合，将气体中夹带的脱硫液洗涤下来，洗涤液经脱硫液分布器去第二反应段。

按上述方案，筒体的第一反应段、第二反应段和洗涤段各设一人孔；第二反应段和洗涤段各设一视镜。

按上述方案，脱硫循环液出口前装有过滤器，过滤除去脱硫液中的硫磺。

按上述方案，筒体上段洗涤液分布器上方还设有除沫器。除沫器用于脱除出塔气体中夹带的液沫，可选用丝网、离心、折流板等形式。

按上述方案，气体分布器为开孔圆板，孔板上设有折流板，安装在塔的中下部。从第二反应段流下的脱硫液落在气体分布器上，并从开孔处落入塔釜进行气液脱硫反应；脱硫过程中的脱硫气体穿过气体分布器的开孔进入到第二反应段，气体分布器上设置的折流板有助于脱硫气体进一步的气液分离。

进一步地，洗涤液分布器依据塔径可选择喷头、槽式、盘式等。洗涤液用泵输送到脱硫塔上部，经洗涤液分布器均匀分布在洗涤段最上层塔板上或洗涤段的填料内。

按上述方案，依据硫化物含量，第二反应段的高低塔板数在2～15块间选择，塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，优选垂直筛板塔板。

按上述方案，脱硫液分布器依据塔径大小，可选择槽式、盘式等。

按上述方案，洗涤塔板数2～5块，塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，优选垂直筛板塔板。

按上述方案，上述脱硫塔还包括再生塔，所述的塔釜液出口与再生塔相连，将釜底经塔釜液出口的脱硫液送再生塔再生。釜底含硫脱硫液经塔釜液出口用泵输送到再生塔，在再生塔内通空气或氧气使脱硫液再生，再生后脱硫液去硫磺分离器分离硫磺并得到脱硫液清液，脱硫液清液用泵输送到脱硫塔的脱硫液分布器，与从脱硫塔洗涤段来的洗涤液混合去第二反应段。

按上述方案，上述脱硫塔还包括硫磺分离装置，所述的塔釜液出口与硫磺分离装置相连，或所述的塔釜液出口与再生塔的进口相连，再生塔出口与硫磺分离装置相连。塔釜中含有硫磺的脱硫液经塔釜液出口去再生并分离硫磺或直接分离硫磺，分离硫磺后的脱硫清液去脱硫塔的脱硫液分布器，脱硫液循环使用。

脱硫反应前期气相中硫化物含量高，传质动力大，利于反应，但同时因硫磺生成量大也造成堵塔，而当到反应后期气相中硫化物含量低，传质动力小，此时需提高传质速度。鉴于此反应特点，本发明中脱硫塔采用分段反应设计，由第一反应段、第二反应段、洗涤段组成，在第一反应段将脱硫液高压雾化分散在气相中，此时因气相中硫化物浓度高，分散成液滴的脱硫液将大部分硫化物脱除，使气体中硫含量大幅降低，同时所生成的硫磺留着塔釜中，避免在第二反应段因硫磺生成量大造成堵塔；第一反应段脱硫反应后的脱硫气继续穿过气体分布器进入到第二反应段进行进一步的脱硫反应，以处理低含硫量气体(总硫含量≤800mgS/Nm³)。本发明设置第二反应段采用塔板结构，气液两相在塔板上发生剧烈混合，其较喷淋、填料塔而言塔板上气液的表面更新更快，这样极大提高了传质速度，可将余下硫化物完全充分脱除；脱硫反应段产生的脱硫气进入洗涤段，在洗涤段将气体夹带的脱硫液洗下，洗涤液去反应段，降低了脱硫液的损失。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提供的脱硫塔为分段设计，具体设置第一反应段、第二反应段和洗涤段，第一反应段脱除大部分硫化物，生成的硫磺留着塔釜中，从而避免在反应段因硫磺过多造成堵塔，第一反应段脱除硫后的脱硫气进一步进入第二反应段进行脱硫反应；第二反应段后设置洗涤段，通过洗涤将气相中夹带的脱硫液洗下并回用，降低了脱硫液的损失，达到了脱硫效果好，硫化物转化率高，不易堵塞，同时出口净化气夹带脱硫液少的效果。

2.脱硫塔通过设置雾化器，在第一反应段采用喷雾方式将脱硫液以微小液滴的形式分散在气相中，系统阻力小，节省能耗。

3.脱硫塔的第二反应段中采用塔板形式，较喷淋塔、填料塔而言，气液在塔板上混合剧烈，表面更新快，气液接触充分，极大提高了传质速度，因而脱硫效果好，硫化物转化率高，出口硫含量低。

4.脱硫塔内设置洗涤段，将气相中夹带的脱硫液洗下并回用，降低了脱硫液的损失，使脱硫液补加量减少，节省了脱硫成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的脱硫塔示意图。

图2为实施例1中脱硫塔中气体分布器的示意图。

图3为本实用新型实施例2的脱硫塔示意图。

其中：1、筒体，2、气体分布器，3、反应段塔板，4、脱硫液分布器，5、洗涤段塔板，6洗涤液分布器，7、除沫器，8、封头，9、气体出口，10、第一人孔，11、第一视镜，12、第二人孔，13、第二视镜，14、雾化器，15、气体进口，16、封头，17、塔釜液出口，18、第三人孔，19、高压泵，20、脱硫循环液出口，21、塔釜，22、脱硫塔气体入口管道，23、过滤器，24、脱硫塔，25、再生塔，26、硫磺分离器。

具体实施方式

下面通过具体实施例详细描述本发明。

本发明实施例提供一种脱硫塔，所述脱硫塔包括筒体1和与筒体1配合的上封头8和下封头16，上封头和下封头分别与筒体两端连接，上封头上设有气体出口9，下封头底部设有塔釜液出口17；

筒体内设有气体分布器2，气体分布器2下为第一反应段，下封头16与气体分布器下的筒体构成塔釜21，气体分布器2下方的筒体筒壁上设有脱硫气进口15，脱硫气进口15与脱硫气体入口管道22相连，气体分布器2下方的筒体筒壁靠下位置设有脱硫循环液出口20，在脱硫循环液出口20前装有过滤器23，脱硫循环液出口20经高压泵19与脱硫气体入口管道相连，脱硫气体入口管道22内设有雾化器14，雾化器14将经高压泵19送来的脱硫液雾化分散在进口脱硫气体中，然后随脱硫气体进入脱硫塔内，在第一反应段中气液接触并发生脱硫反应，生成的硫磺随液滴落入塔釜中，经下封头上的塔釜液出口17输出；

气体分布器2上的筒体中段设有脱硫液分布器4和反应段塔板3，反应段塔板3和脱硫液分布器4在脱硫塔内构成第二反应段，洗涤段洗涤得到的洗涤液与脱硫液一同经脱硫液分布器4进入脱硫塔内，将剩余的硫化物进行进一步脱除；

筒体上段为洗涤段，设有洗涤液分布器6，洗涤段内设有洗涤段塔板5或装填有填料，从第二反应段出来的气体与洗涤液在其塔板上混合，或与其填料混合，将气体中夹带的脱硫液洗涤下来，洗涤液经脱硫液分布器4去第二反应段。

利用所述脱硫塔进行脱硫处理具体工艺为：

第一反应段的塔釜内装入脱硫液，脱硫液经雾化器14雾化后分散在进口脱硫气体中，经脱硫气进口随气体进入到第一反应段中，在第一反应段中与脱硫液气液接触并发生脱硫反应，生成的硫磺随脱硫液液滴落入塔釜中，经下封头上的塔釜液出口20输出，脱硫液在该过程中循环使用；

第一反应段气液脱硫后的脱硫气穿过气体分布器进入第二反应段与经脱硫液分布器4进入的脱硫液进行进一步脱硫反应，将剩余的硫化物进行进一步脱除，同时从第二反应段流下的脱硫液落在气体分布器2上，并从开孔处落入塔釜进行循环利用；

从第二反应段出来的脱硫气体进入到洗涤段，与洗涤液混合，将气体中夹带的脱硫液洗涤下来，洗涤液继续经脱硫液分布器去第二反应段使用。

其中一个实施例中，筒体的第一反应段、第二反应段和洗涤段各设一人孔10、12和18；第二反应段和洗涤段各设一视镜11和13。

其中一个实施例中，筒体上段洗涤液分布器上方还设有除沫器7。除沫器7用于脱除出塔气体中夹带的液沫，可选用丝网、离心、折流板等形式。

其中一个实施例中，气体分布器2为开孔圆板，孔板上设有折流板，安装在塔的中下部，从第二反应段流下的脱硫液落在分布器2上，并从开孔处落入塔釜21，同时脱硫气体穿过孔道，并在折流板的作用下进一步气液分离。

其中一个实施例中，洗涤液分布器6依据塔径可选择喷头、槽式、盘式等。洗涤液用泵输送到脱硫塔上部，经脱洗涤液分布器均匀分布在洗涤段最上层塔板5上。

其中一个实施例中，依据硫化物含量，高低塔板数在2～15块间选择，塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，优选垂直筛板塔板。

其中一个实施例中，脱硫液分布器4依据塔径大小，可选择槽式、盘式等。

其中一个实施例中，洗涤塔板数2～5块，塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，也可用填料代替塔板，优选垂直筛板塔板。

其中一个实施例中，塔釜中含有硫磺的脱硫液经塔釜液出口17去再生并分离硫磺或直接分离硫磺，分离硫磺后的脱硫清液去脱硫塔的脱硫液分布器4，脱硫液循环使用。

其中一个实施例中，上述脱硫塔还包括再生塔和硫磺分离装置，所述的塔釜液出口与再生塔的进口相连，再生塔出口与硫磺分离装置相连。塔釜中含有硫磺的脱硫液经塔釜液出口去再生并分离硫磺，分离硫磺后的脱硫清液去脱硫塔的脱硫液分布器，脱硫液循环使用。

其中一个实施例中，所述的脱硫气体为天然气、合成气、电石尾气、焦炉气、高炉煤气等工业原料气。

实施例1

本发明的一个具体实施例的脱硫塔，如图1所示，包括筒体1和与筒体配合的上封头8和下封头16，筒体1为圆筒，上封头8与筒体上端连接，下封头16与筒体下端连接，构成塔釜21，装置轴线竖直。上封头上设有气体出口9，下封头底部设有塔釜液出口17；筒体内设有气体分布器2，气体分布器下为第一反应段，气体分布器下方的筒体筒壁上设有脱硫气进口15、过滤器23和塔釜液出口20，脱硫气进口15与脱硫气入口管道22相连，塔釜液出口20与高压泵19相连，脱硫气入口管道22内设有雾化器14，雾化器14将经高压泵19送来的脱硫液雾化分散在进口脱硫气体中，然后随脱硫气体进入脱硫塔内，在第一反应段中气液接触并发生脱硫反应，生成的硫磺随液滴落入塔釜21中，经塔釜液出口17输出；

气体分布器2上的筒体中段设有脱硫液分布器4和塔板3，塔板3和脱硫液分布器4在脱硫塔内构成第二反应段，塔板数量有8块，塔板3采用垂直筛板，分离硫磺后的脱硫液用泵输送到脱硫塔中上部，经脱硫液分布器4均匀分布在第二反应段中塔板3的最上一层塔板上，从气体分布器2出来的气体在帽罩内与脱硫液激烈混合，发生脱硫反应，将剩余的硫化物进行进一步脱除；

筒体上段设有洗涤液分布器6和洗涤段塔板5和除沫器7，洗涤段塔板5采用垂直筛板，塔板数量为2块，塔板5、洗涤液分布器6和除沫器7组成洗涤段。洗涤液为水，将洗涤用水用泵输送到脱硫塔上部，经脱洗涤液分布器6均匀分布在洗涤段塔板5的最上一层塔板上。从第二反应段出来的气体与洗液液即水在塔板上混合，将气体中夹带的脱硫液洗涤下来，洗涤液去第二反应段。

进一步地，洗涤液分布器6依据塔径可选择喷头、槽式、盘式等。

进一步地，上述气体分布器2为开孔圆板，孔板上设有折流板，安装在塔的中下部，从第二反应段流下的脱硫液落在分布器2上，并从开孔处落入塔釜21，同时脱硫气体穿过孔道，并在折流板的作用下进一步气液分离。

进一步地，依据硫化物含量，第二反应段的高低塔板数在2～15块间选择，塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，优选垂直筛板塔板。

进一步地，脱硫液分布器4依据塔径大小，可选择槽式、盘式等。

进一步地，洗涤塔板数塔板形式可为浮阀、帽罩、筛板等形式，也可用填料代替塔板，优选垂直筛板塔板。

进一步地，洗涤液分布器6依据塔径可选择喷头、槽式、盘式等。

进一步地，除沫器7用于脱除出塔气体中夹带的液沫，可选用丝网、离心、折流板等形式。

进一步地，在塔体的第一反应段，第二反应段和洗涤段分别设置第一人孔10、第二人孔12、第三人孔18，塔体的第二反应段和洗涤段分别设置第一视镜11和第二视镜13。

在另一个实施例中，脱硫塔进一步还包括再生塔25和硫磺分离器26，如图3所述，脱硫塔的塔釜液出口与再生塔的进口相连，再生塔出口与硫磺分离装置相连。脱硫塔24的釜底含硫脱硫液经塔釜液出口用泵输送到再生塔25，在再生塔内通空气或氧气使脱硫液再生，再生后脱硫液去硫磺分离器26分离硫磺并得到脱硫液清液，脱硫液清液用泵输送到脱硫塔的脱硫液分布器4，与从脱硫塔洗涤段来的洗涤液混合去第二反应段。

利用所述脱硫塔进行脱硫处理具体工艺为：

第一反应段的塔釜内装入脱硫液，脱硫液经雾化器雾化后分散在进口脱硫气体中，经脱硫气进口随气体进入到第一反应段中，在第一反应段中与脱硫液气液接触并发生脱硫反应，生成的硫磺随脱硫液液滴落入塔釜中，经下封头上的塔釜液出口输出，脱硫液在该过程中循环使用；

第一反应段气液脱硫后的脱硫气穿过气体分布器进入第二反应段与经脱硫液分布器进入的脱硫液进行进一步脱硫反应，将剩余的硫化物进行进一步脱除，同时从第二反应段流下的脱硫液落在气体分布器上，并从开孔处落入塔釜进行循环利用；

从第二反应段出来的脱硫气体进入到洗涤段，与洗涤液混合，将气体中夹带的脱硫液洗涤下来，洗涤液继续经脱硫液分布器去第二反应段使用。

本发明的脱硫塔应用于不同脱硫物质时，可对应添加相应的湿法脱硫催化剂。如当脱硫气体中含硫物质为H₂S时，所述脱硫液可选用络合铁、磺化酞菁钴、栲胶等现有的湿法脱硫催化剂。初始开车时用泵将脱硫催化剂即脱硫液经脱硫液分布器泵入塔内，初始开车加入脱硫催化剂体积为塔釜第一反应段体积的1/2～2/3。可适用的脱硫气体包括但不限于天然气、合成气、电石尾气、焦炉气、高炉煤气等工业原料气。所述的高炉煤气可为TRT前高炉煤气或TRT后高炉煤气。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硫塔，其特征在于：所述脱硫塔包括筒体和与筒体配合的上封头和下封头，上封头和下封头分别与筒体两端连接，上封头上设有气体出口，下封头底部设有塔釜液出口；

筒体内设有气体分布器，气体分布器下方为第一反应段，气体分布器下方的筒体筒壁上设有脱硫气进口，脱硫气进口与脱硫气体入口管道相连，气体分布器下方的筒体筒壁靠下位置设有脱硫循环液出口，脱硫循环液出口经高压泵与脱硫气体入口管道相连，脱硫气体入口管道内设有雾化器；

气体分布器上方的筒体中段设有脱硫液分布器和反应段塔板，反应段塔板和脱硫液分布器在脱硫塔内构成第二反应段；

筒体上段为洗涤段，设有洗涤液分布器，洗涤段内设有洗涤段塔板或装填有填料。

2.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：筒体的第一反应段、第二反应段和洗涤段各设一人孔；第二反应段和洗涤段各设一视镜。

3.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：脱硫循环液出口前装有过滤器，过滤脱硫液中的硫磺。

4.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：筒体上段洗涤液分布器上方还设有除沫器；除沫器为丝网、离心或折流板形式。

5.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：气体分布器为开孔圆板，孔板上设有折流板，安装在塔的中下部。

6.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：脱硫液分布器为槽式或盘式；洗涤液分布器为喷头、槽式或盘式。

7.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：第二反应段的高低塔板数在2～15块间选择；塔板形式为浮阀、帽罩、筛板形式。

8.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：洗涤塔板数2～5块；塔板形式为浮阀、帽罩或筛板形式。

9.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于：还包括再生塔，所述的塔釜液出口与再生塔相连，将釜底经塔釜液出口的脱硫液送再生塔再生。

10.根据权利要求1或9所述的脱硫塔，其特征在于：还包括硫磺分离装置，所述的塔釜液出口与硫磺分离装置相连，或所述的塔釜液出口与再生塔的进口相连，再生塔的出口与硫磺分离装置相连。