一種高濃度硫化氫氣體的去除方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高濃度硫化氫氣體的去除方法及其裝置，提供了一種高濃度硫化氫氣體的去除方法，該方法流程為：高濃度硫化氫氣體和加熱后的強(qiáng)堿性吸附液同時(shí)進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器；一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器中吸收了硫化氫的吸附液至循環(huán)液槽，經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)泵抽送至脫附反應(yīng)器；脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑氧化脫附出單質(zhì)硫，并對(duì)其進(jìn)行分離回收；脫附反應(yīng)流出物進(jìn)入吸附液再生器，多酚物質(zhì)與空氣中氧生成醌，醌將再生器中被還原的金屬離子催化劑氧化復(fù)活，使其恢復(fù)氧化脫硫能力，完成吸附—脫硫—再生的循環(huán)。本發(fā)明還提供了高濃度硫化氫氣體去除的相關(guān)裝置。
【專利說明】
-種高濃度硫化氨氣體的去除方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，設(shè)及一種高濃度硫化氨氣體的去除方法，適用 于高濃度硫化氨氣體回收過程。具體地說，本發(fā)明提供了高濃度硫化氨氣體的去除方法及 裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 也S是一種無色刺激性氣體，具有強(qiáng)烈的臭雞蛋氣味，極性分子，相對(duì)分子質(zhì)量為 34.08，嗅覺闊值約為0.0004199111，相對(duì)密度為1.19(空氣密度為1)，烙點(diǎn)為-85.5°(：，沸點(diǎn) 為-60.4°C，易溶于水和乙醇。
[0004] 硫化氨存在于石化、造紙及紡織等生產(chǎn)過程中，危害較大，可W導(dǎo)致設(shè)備腐蝕，會(huì) 對(duì)環(huán)境及人體的健康造成較大的危害。在工業(yè)生產(chǎn)中，硫化氨活性極大，電化學(xué)失重腐蝕、 硫化物應(yīng)力腐蝕W及氨脆會(huì)使管道造成強(qiáng)烈的腐蝕，從而導(dǎo)致重大的安全事故；同時(shí)作為 神經(jīng)毒劑，硫化氨會(huì)對(duì)人體的中樞系統(tǒng)或呼吸系統(tǒng)帶來不可逆的損害，輕度中毒癥狀表現(xiàn) 為畏光、流淚、眼刺痛、流涕、異物感、鼻咽灼熱，并伴有頭昏、頭痛和乏力等癥狀；中度中毒 后會(huì)立即出現(xiàn)頭昏、頭痛、乏力、惡屯、、嘔吐、走路不穩(wěn)、咳嗽、呼吸困難、喉部發(fā)癢、胸部壓迫 感、意識(shí)障礙等癥狀，眼刺激癥狀強(qiáng)烈，有流淚、畏光、眼刺痛的感覺;重度中毒時(shí)可能引發(fā) 行動(dòng)遲純、意識(shí)模糊、昏迷及肺水腫腦水腫等狀態(tài)，最后因呼吸麻搏而死亡。硫化氨是毒性 極大的大氣污染物之一，必須對(duì)其排放進(jìn)行嚴(yán)格控制?！稅撼粑廴疚锱欧艠?biāo)準(zhǔn)》GB14554- 1993,將也S列為8種限制排放的惡臭污染物之一，對(duì)硫化氨的排放濃度作了明確限制。
[0005] 在化學(xué)工業(yè)中，單質(zhì)硫被認(rèn)為是最主要的四種基本原料之一。傳統(tǒng)的單質(zhì)硫生產(chǎn) 方法主要是通過礦產(chǎn)轉(zhuǎn)化得到。隨著人類環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，含硫產(chǎn)品的回收與轉(zhuǎn)化過 程，越來越受到人們的重視。一直W來，含硫產(chǎn)品的回收與轉(zhuǎn)化主要集中在硫化氨和二氧化 硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)的過程上。
[0006] 目前常用的硫化氨脫除回收方法主要有兩類:一類是濕法脫硫，包括物理吸收法、 化學(xué)吸收法等，另一類是干法脫硫，包括物理吸附法、氧化法等，大部分方法都存在一定問 題和不足。濕法脫硫中物理吸收法利用吸收液溶解硫化氨，但難W完全脫除，尾氣中仍含有 硫化氨。常規(guī)化學(xué)吸收法雖然脫除速度較快、吸收率較高，但極易腐蝕設(shè)備;在干法脫硫中， 物理吸附法活性炭孔易堵塞，需定期更換吸附物質(zhì)?？藙谒构に嚿a(chǎn)單質(zhì)硫具有一定市場， 但克勞斯工藝在硫化氨含量低于60%時(shí)操作不平穩(wěn)，并且工藝流程較復(fù)雜，在線儀表較多， 設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，操作難度較大，占地空間大，工藝投資高，不適用于小規(guī)模的氣體處理裝置； L0-CAT工藝方法技術(shù)可靠，硫回收率達(dá)99%，但主要專利技術(shù)需引進(jìn)，占地空間大，設(shè)備投資 較高;ADA工藝對(duì)硫化氨選擇性好，凈化后氣體含硫量可低于1 X 10-6,但該工藝溶液吸收硫 化氨后氧化速度太慢，副產(chǎn)物多。
[0007] 因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種能夠降低成本，簡化系統(tǒng)，同時(shí)提高效果的高濃度 硫化氨氣體去除方法及其裝置。
[000引

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提供了一種高濃度硫化氨氣體的去除方法 及裝置。
[0010] -種高濃度硫化氨氣體的回收去除方法，其特征在于： (1) 噴淋脫硫:高濃度硫化氨氣體進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度為 30~80°C的強(qiáng)堿液作為硫化氨吸附液經(jīng)累也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氨氣體 從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸 附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的硫化氨氣體持續(xù)切割，形成無數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物 的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出； (2) 產(chǎn)物脫附:經(jīng)噴淋脫硫的富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán) 累抽送至脫附反應(yīng)器中部，脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催 化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附反應(yīng)流出物從 脫附反應(yīng)器底部流出； (3) 吸附液再生:脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入吸附液再生器中部，吸附液再生器中 多酪物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成釀，釀將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由 吸附液再生器頂部離開，進(jìn)入脫附反應(yīng)器，完成方法的脫硫一再生循環(huán)。
[OOW 優(yōu)選的，步驟(1)中所述的多級(jí)旋流噴射吸附器為2~5級(jí)。
[0012]優(yōu)選的，步驟(1)中所述的單級(jí)旋流噴射吸附器操作壓降為1~化pa。
[OOU] 優(yōu)選的，步驟(1)中所述的旋流噴射吸附器偵幢小孔直徑為0.5~5mm。
[0014] 優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑有效硫容可達(dá)0.80g/LW上，脫硫后此S 含量可達(dá)5mg/Nm3W下。
[0015] 優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑可循環(huán)使用。
[0016] 優(yōu)選的，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可W降低 溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出。
[0017] 本發(fā)明所述的方法適用于硫化氨含量超過lOOOOOppm的工況。
[0018] 另一方面，本發(fā)明提供了一種高濃度硫化氨氣體回收去除方法采用的裝置，該裝 置包括： 單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，該噴射吸附器的上部設(shè)有高濃度硫化氨氣體的入口、強(qiáng) 堿性吸附液的入口；該噴射吸附器的底部與收集吸附液的循環(huán)液槽管路連接;該噴射吸附 器的頂部設(shè)有凈化后氣體出口； W及與循環(huán)液槽管路連接用于脫附單質(zhì)硫并回收的脫附、再生一體化裝置。
[0019] 進(jìn)一步的，所述高濃度硫化氨氣體從吸附器頂部的入口是切向進(jìn)入。
[0020] 進(jìn)一步的，所述強(qiáng)堿性吸附液的入口是從吸附器側(cè)壁小孔噴入。
[0021] 本發(fā)明的方法特點(diǎn)如下： (1)采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)和并聯(lián)，有效提高去除硫化氨效果，增加硫化氨氣體 處理量。
[0022] (2)金屬離子催化劑脫硫效率高，再生完全，可長期循環(huán)使用。
[0023] (3)金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可W降低溶液的表面張力，使單 質(zhì)硫易富集，易析出。
[0024] (4)該方法適用于硫化氨含量超過lOOOOOppm的工況。
[0025] 本發(fā)明的裝置特點(diǎn)如下： 單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%W上。
[0026] 該裝置易集成，旋流噴射吸附器、脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置 的總占地面積和總投資。
[0027]
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的單級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明的多級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。
[0030] 圖3是本發(fā)明的旋流噴射吸附器內(nèi)壁噴射示意圖。
[0031] 符號(hào)說明： 1強(qiáng)堿性吸附液儲(chǔ)罐;2強(qiáng)堿性吸附液輸送累;3旋流噴射吸附器;4循環(huán)液槽;5循環(huán)累； 6脫附反應(yīng)器;7空氣儲(chǔ)罐;8吸附液再生器;9二級(jí)旋流噴射吸附器。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下： 如圖2所示，煉化工廠排放的高濃度硫化氨氣體進(jìn)入單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器3和9， 同時(shí)儲(chǔ)罐1中強(qiáng)堿性吸附液由輸送累2輸送至旋流噴射吸附器3和9中，3中去除硫化氨后的 氣體進(jìn)入多級(jí)旋流噴射吸附器9凈化;旋流噴射吸附器3和9中含硫化物吸附液進(jìn)入循環(huán)液 槽4,經(jīng)循環(huán)液槽4加熱后由循環(huán)累5輸送至脫附反應(yīng)器6中；脫附反應(yīng)器6產(chǎn)生的硫橫單質(zhì)輸 送至后續(xù)設(shè)備進(jìn)行回收處理，脫附反應(yīng)器6中脫附反應(yīng)流出物同儲(chǔ)罐7中空氣一同進(jìn)入吸附 液再生器8中，多酪物質(zhì)與空氣中氧生成釀，釀將吸附液再生器中被還原的金屬離子催化劑 氧化復(fù)活，使其恢復(fù)氧化脫硫能力，完成吸附-脫硫-再生的循環(huán)。
[0033] 在本發(fā)明的第一方面，提供了一種高濃度硫化氨氣體的去除方法，該方法包括： 高濃度硫化氨氣體進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度30~80°C的強(qiáng)堿 液作為硫化氨吸附液經(jīng)累也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氨氣體從吸附器頂部入 口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸附液被切向高速 旋轉(zhuǎn)的硫化氨氣體持續(xù)切割，形成無數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附 器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出； 富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)累抽送至脫附反應(yīng)器中部，脫 附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反 應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附反應(yīng)流出物從脫附反應(yīng)器底部流出； 脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入吸附液再生器中部，吸附液再生器中多酪物質(zhì)與空氣 中氧氣結(jié)合生成釀，釀將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由吸附液再生器頂 部離開，進(jìn)入脫附反應(yīng)器，完成方法的脫硫一再生循環(huán)。
[0034] 在本發(fā)明中，硫化氨氣體和強(qiáng)堿性吸附液自身的流動(dòng)形成離屯、場與壓力梯度場， 依靠離屯、場和壓力梯度場進(jìn)行旋流吸附。
[0035] 在本發(fā)明中，多級(jí)旋流噴射吸附器進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，可提高去除硫化氨效果，增加 硫化氨處理量。
[0036] 在本發(fā)明中，循環(huán)液槽既是加熱裝置，也是混合裝置。
[0037] 在本發(fā)明中，脫附反應(yīng)器中金屬離子催化劑溶液從頂部噴淋，富含硫化物吸附液 從底部逆流而上，充分接觸反應(yīng)。
[0038] 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種高濃度硫化氨氣體的去除裝置，該裝置包括： 單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，用于吸附高濃度硫化氨； 與旋流噴射吸附器連接的循環(huán)液槽，用于加熱流入其中的液體； 與循環(huán)液槽連接的脫附反應(yīng)器，用于脫附單質(zhì)硫并回收； 與脫附反應(yīng)器連接的吸附液再生器，用于金屬離子催化劑再生； 在本發(fā)明中，單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%W上。
[0039] 多級(jí)旋流噴射吸附器可集成，脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置總占 地面積和總投資。
[0040] 本發(fā)明方法和裝置的優(yōu)點(diǎn)在于： 采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)，有效提高去除硫化氨效果;金屬離子催化劑脫 硫效率高，再生完全，可循環(huán)使用；金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可W降低 溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出；該方法適用于硫化氨含量超過lOOOOOppm的工 況;該裝置易集成，旋流噴射吸附器、脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置的總占 地面積和總投資。
[0041] W上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任 何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，實(shí)施例并 不限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例1: 污水汽提塔頂含高濃度硫化氨酸性氣回收，按照本發(fā)明方法和裝置進(jìn)行。
[0042] 方法流程： 具體方法流程如圖2所示，主要操作條件如下表所示： 表1多級(jí)旋流噴射吸附器主要操作條件
表2吸附液再生器主要操作參數(shù)
技術(shù)效果：由于采用多級(jí)旋流噴射吸附器回收硫化氨，每級(jí)效率在99%W上，總體效率 在95%W上，大大提高了硫化氨去除效果與處理量。采用可再生循環(huán)的金屬離子催化劑，使 硫橫單質(zhì)回收率極大提高。和其他方法及裝置相比，本發(fā)明的方法及裝置簡化了系統(tǒng)，節(jié)省 了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0043] 實(shí)施例2: 某一化工有限公司100萬噸/年高硫含酸臨氨裂解裝置脫硫系統(tǒng)，按照本發(fā)明方法和裝 置進(jìn)行。
[0044] 方法流程： 具體方法流程如圖2所示，主要操作條件如下表所示： 表3多級(jí)旋流噴射吸附器主要操作條件
表4吸附液再生器主要操作參數(shù)
技術(shù)效果：由于采用多級(jí)旋流噴射吸附器回收硫化氨，分離精度為3微米，5微米及W上 液滴脫除率超過95 %，硫化氨濃度降低至lOppmW下。裝置連續(xù)運(yùn)行不低于5年，設(shè)計(jì)壽命20 年。和其他方法及裝置相比，本發(fā)明的方法及裝置簡化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的 經(jīng)濟(jì)效益。
[0045] W上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核屯、思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，運(yùn)些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。所公開的實(shí)施例 的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)運(yùn)些實(shí)施例的多種修改對(duì) 本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可W在不脫離本發(fā) 明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的 運(yùn)些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高濃度硫化氫氣體的回收去除方法，其特征在于： 噴淋脫硫:高濃度硫化氫氣體進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度為30 ~80 °C的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)栗也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氫氣體從 吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入;徑向噴入的流線型吸附 液被切向高速旋轉(zhuǎn)的硫化氫氣體持續(xù)切割，形成無數(shù)吸附液霧滴;經(jīng)吸收后富含硫化物的 吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出； 產(chǎn)物脫附:經(jīng)噴淋脫硫的富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)栗抽 送至脫附反應(yīng)器中部，脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑 被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收;脫附反應(yīng)流出物從脫附 反應(yīng)器底部流出； 吸附液再生:脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入吸附液再生器中部，吸附液再生器中多 酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由吸 附液再生器頂部離開，進(jìn)入脫附反應(yīng)器，完成方法的脫硫一再生循環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中所述的多級(jí)旋流噴射吸附器為 2~5級(jí)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中所述的單級(jí)旋流噴射吸附器操 作壓降為1~5kpa。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中所述的旋流噴射吸附器側(cè)壁小 孔直徑為0.5~5mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑有效硫 容可達(dá)0.80g/L以上，脫硫后H2S含量可達(dá)5mg/Nm3以下。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的金屬離子催化劑可循環(huán) 使用。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法適用于硫化氫含量超過lOOOOOppm 的工況。8. 如權(quán)利要求1所述一種高濃度硫化氫氣體的回收去除方法采用的裝置，該裝置包括： 單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，該噴射吸附器的上部設(shè)有高濃度硫化氫氣體的入口、強(qiáng) 堿性吸附液的入口；該噴射吸附器的底部與收集吸附液的循環(huán)液槽管路連接;該噴射吸附 器的頂部設(shè)有凈化后氣體出口； 以及與循環(huán)液槽管路連接用于脫附單質(zhì)硫并回收的脫附、再生一體化裝置。9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述高濃度硫化氫氣體從吸附器頂部的入口 是切向進(jìn)入。10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述強(qiáng)堿性吸附液的入口是從吸附器側(cè)壁 小孔噴入。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK105935546SQ201610494611
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】馬良, 王依謀, 賈虹, 張革松, 李兵, 劉安林, 何夢(mèng)雅
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué), 上海浙容化工科技有限公司