CN2868394Y - 减顶增压脱硫成套设备 - Google Patents

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吕培先
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Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种脱硫设备，尤其是一种减顶增压脱硫成套设备，其用于祛除炼油厂高含硫减顶尾气中H2S。该减顶增压脱硫成套设备包括增压喷射装置、溶液罐、循环泵装置、富液泵装置、冷却器装置，增压喷射装置与溶液罐相连，溶液罐又与循环泵装置、富液泵装置相连，其中循环泵装置再依次与冷却器装置、增压喷射装置相连以构成回路。本实用新型具有结构简单、无需填料、运行可靠、效率高、成本低、脱硫效果好的优点。

Description

减顶增压脱硫成套设备
技术领域
本实用新型涉及一种脱硫设备，尤其是一种减顶增压脱硫成套设备，其用于祛除炼油厂高含硫减顶尾气中H2S。
背景技术
21世纪是可持续发展的世纪，作为可持续发展重要内容的环保工作，更成为新世纪人们关注的焦点，环保不仅关系人们生活质量，更关系人类的生存和发展。工业气体中的SO2和H2S是造成酸雨污染的主要原因，有效方法是控制工业气体脱硫含量，我国政府对此已给予足够重视，开展了多项自主技术攻关，并引进大量发达国家的工业气体脱硫装置，与发达国家开展多项技术合作研究，但是现有技术投资大，成本高。我国能源与环境的矛盾亟待妥善解决，我国不能走发达国家已走过的先污染后治理的老路，中国必须寻找适合国情的能源环保技术。我国在烟气脱硫领域开展了长期的工作，如何研究和开发适合不同工业化生产装置的脱硫技术，成为我国科学技术人员一项重要任务，回收工业气体中的硫，可将其变为工业生产的原料，化害为利、变废为宝。
目前国内减顶尾气脱硫方法是再生回收法，其通常采用塔式吸收工艺，使用的是塔式脱硫装置，采用压缩机将减顶气进行压缩增压，减顶尾气与胺液在填料塔内逆流接触，达到脱硫目的。但随着开工周期的延长，塔式脱硫装置中填料塔内的填料表面易被降解物堵塞，形成沟流，影响传质效率，严重时整个流通通道被降解物覆盖，造成胺液沉降不下来，需停工清洗处理。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种结构简单、无需填料、运行可靠、效率高、成本低、脱硫效果好的减顶增压脱硫成套设备。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该减顶增压脱硫成套设备包括增压喷射装置、溶液罐、循环泵装置、富液泵装置、冷却器装置，增压喷射装置与溶液罐相连，溶液罐又与循环泵装置、富液泵装置相连，其中循环泵装置再依次与冷却器装置、增压喷射装置相连以构成回路。
本实用新型还设置有出液流量控制装置、工作液流量控制装置和进液流量控制装置，其中出液流量控制装置与富液泵装置相连，工作液流量控制装置位于冷却器装置和增压喷射装置之间，进液流量控制装置与溶液罐相连。
本实用新型还设置有甲基二乙醇胺富液再生装置和甲基二乙醇胺溶液进装置，所述的出液流量控制装置通过甲基二乙醇胺富液再生装置、甲基二乙醇胺溶液进装置与溶液罐相连。
本实用新型所述的增压喷射装置包括增压喷射器。
本实用新型所述的溶液罐装置包括甲基二乙醇胺罐。
本实用新型所述的循环泵装置包括甲基二乙醇胺循环泵。
本实用新型所述的富液泵装置包括甲基二乙醇胺富液泵。
本实用新型所述的冷却器装置包括甲基二乙醇胺冷却器。
本实用新型所述的减顶增压脱硫成套设备与现有技术相比，具有以下有益效果：1、整套设备由增压喷射装置、溶液罐、循环泵装置、富液泵装置、冷却器装置等组成，结构简单，设备投资小；2、增压喷射装置能够使脱硫剂和减顶尾气充分混合增压，使脱硫剂充分吸收H2S气体，脱硫效果好，增压和抽气效率高、运行成本低；3、设备不受气体温度和工作介质的限制，适应性强，且无需停工清洗，运行维护费用低；4、采用增压喷射器对减顶尾气进行脱硫，弥补了塔式脱硫工艺的缺点，其利用脱硫剂与减顶尾气充分混合增压，使脱硫剂更充分地吸收H2S气体，无须填料、吸收效果好，填补了国内采用增压喷射脱硫器对减顶尾气进行的增压脱硫的空白。
附图说明
图1为本实用新型中减顶增压脱硫成套设备的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型中的减顶增压脱硫成套设备由增压喷射装置I、溶液罐II、循环泵装置III、富液泵装置VI、冷却器装置IV、出液流量控制装置VII、工作液流量控制装置V、进液流量控制装置VIII、甲基二乙醇胺富液再生装置IX和甲基二乙醇胺溶液进装置X组成。
增压喷射装置I包括第一手动阀1-1、第一过滤器2、第一压力变送器3-1、增压喷射器4和第二手动阀5，第一手动阀1-1、第一过滤器2、第一压力变送器3-1和增压喷射器4通过管路依次相连，第二手动阀5的一端与增压喷射器4之间的管路相连，其另一端为减顶尾气进口。
溶液罐II包括甲基二乙醇胺罐6、第十九手动阀7-4、第二十手动阀8、第二压力变送器3-2，第十九手动阀7-4、第二十手动阀8和第二压力变送器3-2与甲基二乙醇胺罐6相连。
进液流量控制装置VIII包括第十七手动阀7-1、第一调节阀24、第十八手动阀7-2、第一流量计25、第十六手动阀7-3，第十七手动阀7-1、第一调节阀24、第十八手动阀7-2、第一流量计25通过管路依次与第十九手动阀7-4相连，第十六手动阀7-3的两端与第十九手动阀7-4的一端、第一流量计25的一端相连。第一流量计25又与甲基二乙醇胺溶液进装置X相连。
富液泵装置VI包括第十一手动阀10、第三过滤器18、甲基二乙醇胺富液泵21、第三压力变送器3-4、第一单向止回阀20、第十二手动阀19-4，第十一手动阀10、第三过滤器18、甲基二乙醇胺富液泵21、第三压力变送器3-4、第一单向止回阀20和第十二手动阀19-4依次通过管路与甲基二乙醇胺罐6相连。
出液流量控制装置VII包括第三流量计22、第十五手动阀19-2、第三调节阀23、第十四手动阀19-1、第十三手动阀19-3，第三流量计22、第十五手动阀19-2、第三调节阀23、第十四手动阀19-1、第十三手动阀19-3依次通过管路与第十二手动阀19-4相连，第十三手动阀19-3的两端与第十五手动阀19-2的一端、第十四手动阀19-1的一端相连。第十四手动阀19-1又与甲基二乙醇胺富液再生装置IX相连。
循环泵装置III包括第十手动阀9、第二过滤器11、甲基二乙醇胺循环泵13、第二单向止回阀12、第九手动阀1-5，第十手动阀9、第二过滤器11、甲基二乙醇胺循环泵13、第二单向止回阀12和第九手动阀1-5依次通过管路与甲基二乙醇胺罐6相连。
冷却器装置IV包括第八手动阀1-7、甲基二乙醇胺冷却器14、第六手动阀1-6、第四压力变送器3-3、第七手动阀15-1，第六手动阀1-6的一端与第九手动阀1-5相连，其另一端与甲基二乙醇胺冷却器14相连，第四压力变送器3-3、第七手动阀15-1、第八手动阀1-7通过管路与甲基二乙醇胺冷却器14相连。
工作液流量控制装置V包括第二流量计16、第五手动阀1-3、第二调节阀17、第四手动阀1-2、第三手动阀1-4，第八手动阀1-7与第二流量计16、第五手动阀1-3、第二调节阀17、第四手动阀1-2、第一手动阀1-1依次通过管路相连，第三手动阀1-4的两端与第五手动阀1-3的一端、第四手动阀1-2的一端相连。
增压喷射器装置I是本实用新型的关键设备，它的作用是为脱硫剂与减顶尾气反应提供场所，减顶尾气与脱硫剂增压、混合、反应均在增压喷射器4内完成。高压的甲基二乙醇胺溶液通过喷嘴以高速流进入接受室，吸入减顶尾气，并与减顶尾气进行混合和能量交换，甲基二乙醇胺溶液与气体混合后呈现乳化状液体，乳液与与射流汇合沿喷射器混合室进一步混合后进入扩压器，流动状态的气液混合物通过扩压器进行升压后排出增压喷射器4。在整个过程中，当减顶尾气与甲基二乙醇胺接触时，尾气中的H2S与甲基二乙醇胺产生迅速反应，H2S被甲基二乙醇胺吸收，随着减顶尾气与甲基二乙醇胺充分混合和增压，减顶尾气中的H2S充分地被甲基二乙醇胺吸收。
溶液罐II的作用是接受增压喷射器4排出的气液混合物，并与甲基二乙醇胺罐6内的甲基二乙醇胺溶液进一步进行接触反应，除取气体中的H2S，不能与甲基二乙醇胺吸收反应的气体在罐内与溶液分离后排出。吸收H2S气体的甲基二乙醇胺变为富液，一部分富液通过富液泵装置VI排出，同时接受装置提供的新鲜甲基二乙醇胺溶液，并与罐内的甲基二乙醇胺溶液混合，降低罐内脱硫剂富液浓度。
富液泵装置VI的作用是将一部分富液从罐内排出到甲基二乙醇胺富液再生装置IX，其流量通过出液流量控制装置VII控制。富液通过蒸汽加热的方式将H2S从甲基二乙醇胺溶液中分离出来，分离出来的H2S回收，分离后的溶液作为新鲜液重复使用。
进液流量控制装置VIII的作用是控制添加新鲜脱硫剂的流量，出液流量控制装置VII是控制富液泵装置VI的给出流量，两套流量控制装置共同控制脱硫剂的富液浓度。
循环泵装置III的作用是将脱硫剂增压，为增压喷射器4提供动力，增压后的脱硫剂压力根据不同的工艺进行调整。冷却器装置IV的作用是冷却脱硫剂温度，将脱硫剂与H2S反应的热量排出装置，保证脱硫剂的温度小于40℃。
工作液流量控制装置V的作用是控制增压喷射器4的工作介质流量，将脱硫剂与减顶尾气的比例控制在最合理的条件下。
甲基二乙醇胺吸收H2S的化学机理：
在酸性气体中，H2S是一种提供质子的proton donor Bronsted acid酸，在与甲基二乙醇胺反应时会经由质子转移反应形成硫化氢根离子(hydrosulfide ion)，此反应是相当快速的，几乎是瞬间反应，其反应为缩合反映，其反应式如下：
从以上反应式得知，甲基二乙醇胺吸收H2S，其吸收负载为每mola的甲基二乙醇胺可以吸收1.0mola的H2S气体
因减顶尾气的含硫量很高，一般在30～40％，为了保证脱硫净化后的气体中含小于2000ppm，则吸附后的甲基二乙醇胺溶液中富液浓度必须控制在15％～17％内，所以吸收1.0kg的H2S气体会产生69～78kg的富液。
使用时，按以下步骤进行：
(1)甲基二乙醇胺溶液通过增压喷射装置I吸入未经处理的高含硫减顶尾气，减顶尾气与甲基二乙醇胺溶液在增压喷射装置I内充分混合并被增压，减顶尾气中的H2S与甲基二乙醇胺溶液产生吸收反应；
(2)减顶尾气与甲基二乙醇胺溶液反应后所产生的气液混合物排到溶液罐II中，减顶尾气中的H2S再次与溶液罐中的甲基二乙醇胺溶液产生吸收反应后，排放出达到净化标准浓度的气体，净化后的气体排到焚烧炉中；
(3)溶液罐II中吸收了H2S的甲基二乙醇胺溶液成为甲基二乙醇胺富液[(CH3)N.H2S.(CH2CH2OH)2]，甲基二乙醇胺富液，通过富液泵装置VI排出到甲基二乙醇胺富液再生装置IX中进行再生，其流量通过出液流量控制装置VII进行控制；
(4)再生后的甲基二乙醇胺溶液再次作为脱硫剂，通过甲基二乙醇胺溶液进装置X进入溶液罐II内，同时补充新鲜的甲基二乙醇胺溶液，以替换溶液罐II内的甲基二乙醇胺溶液富液，并降低溶液罐II中甲基二乙醇胺富液的浓度，混合后的甲基二乙醇胺溶液通过循环泵装置III增压、再通过冷却器装置IV冷却，最后进入增压喷射装置I为步骤(1)中吸入未经处理的高含硫减顶尾气提供动力，其流量通过进液流量控制装置VIII进行控制。

Claims (8)

1、一种减顶增压脱硫成套设备，其特征是：包括增压喷射装置、溶液罐、循环泵装置、富液泵装置、冷却器装置，增压喷射装置与溶液罐相连，溶液罐又与循环泵装置、富液泵装置相连，其中循环泵装置再依次与冷却器装置、增压喷射装置相连以构成回路。
2、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：还设置有出液流量控制装置、工作液流量控制装置和进液流量控制装置，其中出液流量控制装置与富液泵装置相连，工作液流量控制装置位于冷却器装置和增压喷射装置之间，进液流量控制装置与溶液罐相连。
3、根据权利要求1或2所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：还设置有甲基二乙醇胺富液再生装置和甲基二乙醇胺溶液进装置，所述的出液流量控制装置通过甲基二乙醇胺富液再生装置、甲基二乙醇胺溶液进装置与溶液罐相连。
4、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：所述的增压喷射装置包括增压喷射器。
5、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：所述的溶液罐装置包括甲基二乙醇胺罐。
6、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：所述的循环泵装置包括甲基二乙醇胺循环泵。
7、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：所述的富液泵装置包括甲基二乙醇胺富液泵。
8、根据权利要求1所述的减顶增压脱硫成套设备，其特征是：所述的冷却器装置包括甲基二乙醇胺冷却器。
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CN104815530A (zh) * 2015-05-06 2015-08-05 四川天采科技有限责任公司 一种适用于炼厂的喷射式膜过滤精脱硫设备

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Assignee: Hangzhou Hangzhou Vacuum Engineering Technology Co., Ltd.

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Denomination of utility model: Complete equipment for decreasing push, increasing pressure and desulfurizing and desulfurization thereof

Granted publication date: 20070214

License type: Exclusive License

Record date: 20110511

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Assignee: Hangzhou Hangzhou Vacuum Engineering Technology Co., Ltd.

Assignor: Hangzhou Xihu Vacuum Equipment Factory

Contract record no.: 2011330000467

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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Hangzhou Hangzhen Vacuum Engineering Technology Co., Ltd.

Assignor: Hangzhou Xihu Vacuum Equipment Factory

Contract record no.: 2012330000019

Denomination of utility model: Complete equipment for decreasing push, increasing pressure and desulfurizing and desulfurization thereof

Granted publication date: 20070214

License type: Exclusive License

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