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1、(10)申请公布号 CN 103521058 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103521058 A (21)申请号 201310512903.3 (22)申请日 2013.10.25 B01D 53/78(2006.01) B01D 53/52(2006.01) B01D 53/50(2006.01) B01D 53/96(2006.01) C01B 17/02(2006.01) (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 武汉科技大学 沈阳化工大学 (72)发明人 张海波 王黎 张涧 王捷 夏正海 冯涛 陈华。
2、 胡宁 杨斯佳 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 42222 代理人 张火春 (54) 发明名称 一种克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收 处理方法 (57) 摘要 本发明涉及一种克劳斯塔含硫尾气超微细分 散配合吸收处理方法。 其技术方案是 ： 利用H2S与 含硫污染物的强还原性， 以二乙烯三胺五乙酸溶 液和乙二胺四乙酸溶液为配合剂和酸控剂， 以铁 盐混合溶液为氧化吸收剂配制成配合吸收液吸收 克劳斯含硫尾气中的 H2S， 克劳斯含硫尾气与配合 吸收液经过气液超微细分散器 (14) 分散后喷入 配合吸收塔 (5) ； 反应后的配合吸收液从配合吸 收塔(5)底。
3、部连续排至第一缓冲槽(9)， 再通入内 旋流式电化学反应器 (7) 中对反应后的配合吸收 液进行电极氧化， 电极氧化后的配合吸收液经调 节 H+浓度和温度后返回至配合吸收塔 (5) 循环使 用。本发明具有成本低、 环境友好、 电化学反应能 耗低、 硫磺回收率高和配合吸收液能循环利用的 优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 10 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103521058 A CN 103521058 A 1/3 页 2 1. 一种克劳斯塔含硫尾气超微细分。
4、散配合吸收处理方法， 其特征在于所述方法的步骤 是 ： 步骤一、 配合吸收液的配制 按二乙烯三胺五乙酸乙二胺四乙酸Fe3+溶液Fe2+溶液盐酸溶液的物质的量的 比为 (0.07 0.11) (0.08 0.12) 1 (0.08 0.13) (13 16)， 先将三价铁盐 和二价铁盐溶于盐酸溶液中， 配制成铁盐混合溶液， 再向所述铁盐混合溶液中加入二乙烯 三胺五乙酸和乙二胺四乙酸， 搅拌均匀， 制得配合吸收液 ； 步骤二、 喷入配合吸收液 将步骤一配制的配合吸收液经配合吸收塔 (5) 上部的进液口 (1) 通过喷淋器 (2) 分 散喷入配合吸收塔 (5) 内， 喷入的配合吸收液的液面高出陶瓷拉。
5、西环堆 (6) 上平面 30 50mm ； 步骤三、 通入配合吸收液和克劳斯含硫尾气 按气体和液体的体积比为(13)1， 将克劳斯含硫尾气和步骤一配制的配合吸收液 通入气液超微细分散器 (14) 对应的进气管 (23) 和进液管 (17)， 经气液超微细分散器 (14) 混合分散后通过配合吸收塔 (5) 下部的汽液混合管 (13) 进入配合吸收塔 (5) 内， 再经配合 吸收塔 (5) 内的陶瓷拉西环堆 (6) 和配合吸收液从排气口 (3) 排出 ； 步骤四、 配合吸收液的反应 喷入的配合吸收液在配合吸收塔 (5) 内的反应滞留时间为 5 10h ； 步骤五、 配合吸收液的调整 调整配合吸收塔。
6、 (5) 上部的进液口 (1) 的进液量与配合吸收塔 (5) 底部出液口 (11) 的排液量相同， 在连续喷入配合吸收液的同时， 反应后的配合吸收液从配合吸收塔 (5) 底 部的出液口 (11) 连续排至第一缓冲槽 (9) ； 排至第一缓冲槽 (9) 的反应后的配合吸收液经第一潜水泵 (10) 通入内旋流式电化学 反应器 (7) 中， 单质硫从内旋流式电化学反应器 (7) 底部排至集硫槽 (8) ； 电极氧化后的配 合吸收液从内旋流式电化学反应器(7)的顶部排至第二缓冲槽(15)， 进入第二缓冲槽(15) 内的电极氧化后的配合吸收液在 20 90条件下调整 H+浓度同步骤一 ； 步骤六、 配合。
7、吸收液的循环使用 将调整后的配合吸收液由第二潜水泵 16 重新注入配合吸收塔 5， 按步骤二、 步骤三和 步骤五循环使用。 内旋流式电化学反应器 (7) 中电极的操作电压为 0.5 2V， 电流密度为 10 300mA/ m2。 2. 根据权利要求 1 所述克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法， 其特征在于 所述克劳斯含硫尾气中的 H2S 浓度为 300 1050mg/m3； 所述克劳斯含硫尾气的进气速率为 0.2 1.2m3/h。 3. 根据权利要求 1 所述克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法， 其特征在于 所述配合吸收塔 (5) 的结构是 ： 配合吸收塔 (5) 塔身的顶部通。
8、过法兰设有顶盖 (4)， 顶盖 (4) 的中心位置处设置有排 气口 (3)， 配合吸收塔 (5) 塔身的底部通过法兰设有底盘 (12)， 底盘 (12) 的中心位置处设 置有出液口(11) ； 配合吸收塔(5)的塔身上部设有进液口(1)， 进液口(1)通过管道与喷淋 权 利 要 求 书 CN 103521058 A 2 2/3 页 3 器 (2) 连通， 喷淋器 (2) 下方设有陶瓷拉西环堆 (6)， 陶瓷拉西环堆 (6) 的高度为配合吸收 塔 (5) 塔身高度的 1/3 2/3 ； 配合吸收塔 (5) 塔身下部设有汽液混合管 (13)， 汽液混合管 (13) 的外端通过管夹或法兰与气液超微细。
9、分散器 (14) 的固定圆盘 (19) 连接 ； 配合吸收塔 (5) 的直径与高度比为 1 (6 8) ； 气液超微细分散器 (14) 包括联接本体 (18)、 固定圆盘 (19)、 护圈 (20)、 气液分散头 (21) 和气液混合阀 (22) ； 气液混合阀 (22) 的一端与联接本体 (18) 螺纹连接， 气液混合阀 (22) 的另一端套入固定圆盘 (19)， 气液分散头 (21) 卡进护圈 (20) 内， 护圈 (20) 通过螺纹 与气液混合阀 (22) 的另一端连接， 进液管 (17) 和进气管 (23) 与联接本体 (18) 两端对应 的进液孔和进气孔螺纹连接 ； 联接本体 (18。
10、) 外形为长方体， 横截面为正方形， 长方体的一端设有进液孔， 长方体的 另一端设有进气孔， 进液孔和进气孔的孔口处设有内螺纹， 进液孔和进气孔的中心线与联 接本体 (18) 的中心线重合 ； 联接本体 (18) 的中间位置处设有螺纹孔 (28)， 螺纹孔 (28) 的 中心线与联接本体 (18) 的中心线垂直 ； 进液孔的底部和进气孔的底部与螺纹孔 (28) 的中 心线距离为 12 18mm， 螺纹孔 (28) 与进液孔的底部通过进液小孔 (27) 相通， 进气孔的靠 近底部处开有径向气孔 (29)， 径向气孔 (29) 的中心线与螺纹孔 (28) 中心线平行 ； 气液混合阀 (22) 的一。
11、端同中心地设有小凸台， 另一端同中心地设有大凸台， 大凸台和 小凸台均设有外螺纹 ； 小凸台的高度为联接本体 (18) 的横截面边长的 1/4 2/5， 小凸台 的底部同中心地开有上环形槽， 上环形槽的内径与小凸台外径相同 ； 大凸台同中心地开有 下环形槽， 下环形槽与上环形槽的内径和外径相同， 下环形槽的深度与大凸台的高度相同， 下环形槽底部与上环形槽底部通过小气孔(25)相通， 小气孔(25)为410个， 小气孔(25) 的直径为 2 4mm ； 小凸台端面的中心开有液体孔， 液体孔的底部开有 1 个轴向液体小孔 (26)， 轴向液体小孔 (26) 的高度为 3 5mm ； 液体孔通过径向。
12、液体小孔 (24) 与下环形槽相 通， 径向液体小孔 (24) 为 4 10 个， 径向液体小孔 (24) 的直径为 2 4mm ； 气液分散头 (21) 的外形是 ： 中部为圆柱体， 一端为环形凸台， 另一端为圆锥台 ； 气液分 散头 (21) 的内部结构是 ： 在环形凸台一端的端面中心处依次向内设置有第一混合室和第 二混合室， 第一混合室和第二混合室相通， 第一混合室的内壁为旋转抛物面 (30)， 第二混合 室的内壁为球面 (31)， 第一混合室和第二混合室的轴心与气液分散头 (21) 的中心线重合 ； 圆锥台上设有圆形喷孔， 直径为 2 4mm， 一个喷孔设置在圆锥台底部的正中心， 该喷。
13、 孔的中心线与气液分散头 (21) 的中心线重合， 其余 5 10 个喷孔均匀设置在圆锥台母线 的中间位置处， 其余喷孔的中心线与圆锥面表面垂直 ； 所述旋转抛物面 (30) 的抛物面方程为 x2+y2=2az （1） 式 （1） 中 ： a 为大于零的常数， z 为旋转抛物面 (30) 的顶点与环状凸台端面的距离， z=(0.3 0.4)L， 抛物面顶点位 于气液分散头 (21) 的中轴线上， L 为气液分散头 (21) 的高度 ； 所述球面 (31) 的方程为 x2+y2+(z-c)2=r12 (2) 式 （2） 中 ： c 为球面 (31) 的中心点与环状凸台端面的距离， c=(0.5 。
14、0.7)L， 球面中心 权 利 要 求 书 CN 103521058 A 3 3/3 页 4 点位于气液分散头 (21) 的中轴线上， r1为球面的半径， r1=(0.4 0.6)r， r 为环状凸台的半径。 4. 根据权利要求 1 所述克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法， 其特征在于 所述内旋流式电化学反应器 (7) 由水力旋流单元和筒式电极 (36) 组成 ； 水力旋流单元的结构是 ： 椎管 (37) 的上端和下端通过法兰与筒体 (35) 和硫磺分离器 (38) 对应联接， 筒体 (35) 的上端通过法兰与塔盖 (33) 联接， 塔盖 (33) 的中心位置处设有 溢流管 (34)，。
15、 筒体 (35) 设有进液口 (32)， 进液口 (32) 位于溢流管 (34) 下端靠上处 ； 筒式电极 (36) 通过塑料支架固定在椎管 (37) 的底部， 筒式电极 (36) 的中心线与椎管 (37) 的中心线重合。 5. 根据权利要求 4 所述克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法， 其特征在于 所述椎管 (37) 的底部设置有镂空挡板。 6. 根据权利要求 4 所述克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法， 其特征在于 所述筒式电极(36)包括圆形顶盖、 圆形底座和多孔筒式电极组， 筒式电极(36)的高度为椎 管 (37) 高度的 0.5 0.7 倍 ； 所述圆形顶盖高度为 4。
16、0 60mm， 圆形顶盖的上平面设置有两根金属电极， 圆形顶盖的 下平面同中心地设有 10 30 个环形槽， 环形槽槽深为 20 30mm， 环形槽槽宽为 2 4mm， 环形槽间的径向距离相等 ； 所有环形槽底部沿同一直径方向分别穿有导电棒， 导电棒由圆 心向外依次计数， 计数为奇数的导电棒上端通过导线与一根金属电极联接， 计数为偶数的 导电棒上端通过导线与另外一根金属电极联接， 所有导电棒的下端与环形槽槽底平齐 ； 所述圆形底座由圆形底板和四条 “梳” 状板组成 ； 圆形底板开有小孔， 小孔的直径为 5 10mm， 小孔的间距为 10 15mm ； 圆形底板开有 “十” 字型凹槽， 四条 “。
17、梳” 状板嵌入凹槽 内 ；“梳” 状板的 “梳齿” 数为环形槽个数加 1，“梳齿” 的间距为 2 4mm，“梳齿” 的高度为 20 30mm ； 所述圆形顶盖和圆形底座的材质为不导电材料 ； 所述多孔筒式电极组由与环形槽数量相等的多孔筒式电极套装而成， 每个多孔筒式电 极的高度相等， 直径递减， 每个多孔筒式电极由电极板围成筒状 ； 电极板的厚度为 2 4mm， 每个电极板均匀地开有圆孔， 圆孔的直径为 10 15mm， 圆孔的间距为 20 40mm ； 电极板的材质为多孔钛， 电极板表面涂有多孔碳， 电极板分为阳极板与阴极板， 其中阳 极板经大孔阳离子树脂涂抹， 大孔阳离子树脂的涂抹层厚度为。
18、 0.4 500m ； 阳极板围成的多孔筒式电极和阴极板围成的多孔筒式电极按照 “阳极板 - 阴极板” 的 顺序交替安装， 上端插入对应的环形槽内， 下端插入对应的 “梳齿” 间， 各环形槽的直径与对 应插入的多孔筒式电极的直径相等。 权 利 要 求 书 CN 103521058 A 4 1/10 页 5 一种克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法 技术领域 0001 本发明属于含硫尾气处理技术领域。 具体涉及一种克劳斯塔含硫尾气超微细分散 配合吸收处理方法。 背景技术 0002 随着加工高含硫原油比例的增加， 炼油厂脱硫及硫回收装置的规模也日趋扩大。 由于克劳斯尾气硫磺回收工艺简单成熟，。
19、 目前大部分炼油厂都采用该工艺回收硫。随着国 内外制订的环境保护条令的日趋严格， 我国于 1997 年 1 月 1 日起开始实施的 大气污染物 排放标准 （GB16297-1996） 明确规定新污染源排放的 SO2浓度的限值 960mg/m3， 要求硫 磺回收装置的总硫回收率必须达到 99.80%。 0003 鉴于 SO2的排放浓度的限制， 国内外硫回收技术发展迅速。在石油炼制行业， 克劳 斯加氢尾气脱硫驰放气含 H2S， H2S 是形成环境污染物 SO2的主要来源之一。目前国际上硫 回收技术主要是沿着两个方面发展 ： 一是改进硫回收工艺， 提高系统的脱硫效率 ； 二是发 展尾气处理技术， 如。
20、新型克劳斯工艺。 0004 国内外近年对克劳斯尾气脱硫处理技术进行了较多研究， 如有机胺 (MDEA) 吸收 工艺和尾气加氢脱硫催化剂工艺的使用， 这些都是现在主要石油化工加工厂所使用的尾气 脱硫工艺。但由于有机胺 (MDEA) 吸收工艺中同等条件下的有机胺 (MDEA) 溶液再生消耗的 能源较大， 导致成本过高 ； 再生塔塔顶酸气出口温度高， 水汽比例大， 含有大量潜热， 而在典 型工艺流程中， 利用空冷或水冷将再生塔塔顶酸气降温， 液体作为回流液进入再生塔， 水蒸 气的潜热未被利用， 浪费了大量资源 ； 另外有机胺 (MDEA) 溶液对设备腐蚀， 以及工艺中回 收尾气中 H2S 和 SO2。
21、含量仍比较高， 满足不了国家的环境排放标准。 0005 催裂化和加氢过程等工艺采用克劳斯工艺， 即制硫 - 制硫尾气 - 加氢还原 - 尾气 经急冷 -MDEA 吸收净化 - 尾气由吸收塔顶排至尾气焚烧炉 - 降温至 300排放处理。焚烧 炉中的尾气在燃料气和过量空气的存在条件下， 经过 740高温的充分燃烧后再经过蒸汽 过热器和余热锅炉回收能量后降至 300， 最后经烟囱排入大气 ； 由于进塔贫液温度较高， 导致吸收塔顶温度超标， 而贫液温度高既影响溶剂吸收 H2S 的效果， 又易造成吸收剂老化 ； 尾气焚烧消耗瓦斯气， 同时排放大量的温室气体 CO2， 不仅消耗了大量能源， 同时还造成了 。
22、新的污染。 发明内容 0006 本发明旨在克服现有技术缺陷， 目的是提供了一种成本低、 环境友好、 电化学反应 能耗低、 硫磺回收率高和配合吸收液能循环利用的克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收 处理方法。 0007 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案的具体步骤是 ： 0008 步骤一、 配合吸收液的配制 0009 按二乙烯三胺五乙酸乙二胺四乙酸Fe3+溶液Fe2+溶液盐酸溶液的物质的 说 明 书 CN 103521058 A 5 2/10 页 6 量的比为 (0.07 0.11) (0.08 0.12) 1 (0.08 0.13) (13 16)， 先将三价 铁盐和二价铁盐溶于盐酸溶液中，。
23、 配制成铁盐混合溶液， 再向所述铁盐混合溶液中加入二 乙烯三胺五乙酸和乙二胺四乙酸， 搅拌均匀， 制得配合吸收液。 0010 步骤二、 喷入配合吸收液 0011 将步骤一配制的配合吸收液经配合吸收塔上部的进液口通过喷淋器分散喷入配 合吸收塔内， 喷入的配合吸收液的液面高出陶瓷拉西环堆上平面 30 50mm。 0012 步骤三、 通入配合吸收液和克劳斯含硫尾气 0013 按气体和液体的体积比为(13)1， 将克劳斯含硫尾气和步骤一配制的配合吸 收液通入气液超微细分散器对应的进气管和进液管， 经气液超微细分散器混合分散后通过 配合吸收塔下部的汽液混合管进入配合吸收塔内， 再经配合吸收塔内的陶瓷拉西。
24、环堆和配 合吸收液从排气口排出。 0014 步骤四、 配合吸收液的反应 0015 喷入的配合吸收液在配合吸收塔内的反应滞留时间为 5 10h。 0016 步骤五、 配合吸收液的调整 0017 调整配合吸收塔上部的进液口的进液量与配合吸收塔底部出液口的排液量相同， 在连续喷入配合吸收液的同时， 反应后的配合吸收液从配合吸收塔底部的出液口连续排至 第一缓冲槽。 0018 排至第一缓冲槽的反应后的配合吸收液经第一潜水泵通入内旋流式电化学反应 器中， 单质硫从内旋流式电化学反应器底部排至集硫槽 ； 电极氧化后的配合吸收液从内旋 流式电化学反应器的顶部排至第二缓冲槽， 进入第二缓冲槽内的电极氧化后的配合。
25、吸收液 在 20 90条件下调整 H+浓度同步骤一。 0019 步骤六、 配合吸收液的循环使用 0020 将调整后的配合吸收液由第二潜水泵重新注入配合吸收塔， 按步骤二、 步骤三和 步骤五循环使用。 0021 内旋流式电化学反应器中电极的操作电压为 0.5 2V， 电流密度为 10 300mA/ m2。 0022 所述克劳斯含硫尾气中的 H2S 浓度为 300 1050mg/m3； 所述克劳斯含硫尾气的进 气速率为 0.2 1.2m3/h。 0023 本发明所述配合吸收塔的结构是 ： 0024 配合吸收塔塔身的顶部通过法兰设有顶盖， 顶盖的中心位置处设置有排气口， 配 合吸收塔塔身的底部通过法。
26、兰设有底盘， 底盘的中心位置处设置有出液口 ； 配合吸收塔的 塔身上部设有进液口， 进液口通过管道与喷淋器连通， 喷淋器下方设有陶瓷拉西环堆， 陶瓷 拉西环堆的高度为配合吸收塔塔身高度的 1/3 2/3 ； 配合吸收塔塔身下部设有汽液混合 管， 汽液混合管的外端通过管夹或法兰与气液超微细分散器的固定圆盘连接。 0025 配合吸收塔的直径与高度比为 1 (6 8)。 0026 气液超微细分散器包括联接本体、 固定圆盘、 护圈、 气液分散头和气液混合阀 ； 气 液混合阀的一端与联接本体螺纹连接， 气液混合阀的另一端套入固定圆盘， 气液分散头卡 进护圈内， 护圈通过螺纹与气液混合阀的另一端连接， 进。
27、液管和进气管与联接本体两端对 应的进液孔和进气孔螺纹连接。 说 明 书 CN 103521058 A 6 3/10 页 7 0027 联接本体的外形为长方体， 横截面为正方形。 长方体的一端设有进液孔， 长方体的 另一端设有进气孔， 进液孔和进气孔的孔口处设有内螺纹， 进液孔和进气孔的中心线与联 接本体的中心线重合。联接本体的中间位置处设有螺纹孔， 螺纹孔的中心线与联接本体的 中心线垂直 ； 进液孔的底部和进气孔的底部与螺纹孔的中心线距离为 12 18mm， 螺纹孔与 进液孔的底部通过进液小孔相通， 进气孔的靠近底部处开有径向气孔， 径向气孔的中心线 与螺纹孔中心线平行。 0028 气液混合阀。
28、的一端同中心地设有小凸台， 另一端同中心地设有大凸台， 大凸台和 小凸台均设有外螺纹 ； 小凸台的高度为连接本体的横截面边长的 1/4 2/5， 小凸台的底部 同中心地开有上环形槽， 上环形槽的内径与小凸台外径相同。大凸台同中心地开有下环形 槽， 下环形槽与上环形槽的内径和外径相同， 下环形槽的深度与大凸台的高度相同， 下环形 槽底部与上环形槽底部通过小气孔相通， 小气孔为 4 10 个， 小气孔的直径为 2 4mm ； 小 凸台端面的中心开有液体孔， 液体孔的底部开有 1 个轴向液体小孔， 轴向液体小孔的高度 为 3 5mm。液体孔通过径向液体小孔与下环形槽相通， 径向液体小孔为 4 10 。
29、个， 径向液 体小孔的直径为 2 4mm。 0029 气液分散头的外形是 ： 中部为圆柱体， 一端为环形凸台， 另一端为圆锥台。气液分 散头的内部结构是 ： 在环形凸台一端的端面中心处依次向内设置有第一混合室和第二混合 室， 第一混合室和第二混合室相通， 第一混合室的内壁为旋转抛物面， 第二混合室的内壁为 球面， 第一混合室和第二混合室的轴心与气液分散头的中心线重合。 0030 圆锥台上设有圆形喷孔， 直径为 2 4mm， 一个喷孔设置在圆锥台底部的正中心， 该喷孔的中心线与气液分散头的中心线重合， 其余510个喷孔均匀设置在圆锥台母线的 中间位置处， 其余喷孔的中心线与圆锥面表面垂直。 00。
30、31 所述旋转抛物面的抛物面方程为 0032 x2+y2=2az （1） 0033 式 （1） 中 ： a 为大于零的常数 ； 0034 z 为旋转抛物面的顶点与环状凸台端面的距离， z=(0.3 0.4)L， 抛物面顶点位于 气液分散头的中轴线上 ； 0035 L 为气液分散头的高度。 0036 所述球面的方程为 0037 x2+y2+(z-c)2=r12 (2) 0038 式 （2） 中 ： c 为球面的中心点与环状凸台端面的距离， c=(0.5 0.7)L， 球面中心 点位于气液分散头的中轴线上 ； 0039 r1为球面的半径， r1=(0.4 0.6)r， r 为环状凸台的半径。 00。
31、40 本发明所述内旋流式电化学反应器由水力旋流单元和筒式电极组成。 0041 水力旋流单元的结构是 ： 椎管的上端和下端通过法兰与筒体和硫磺分离器对应联 接， 筒体的上端通过法兰与塔盖联接， 塔盖的中心位置处设有溢流管， 筒体设有进液口， 进 液口位于溢流管下端靠上处。 0042 筒式电极通过塑料支架固定在椎管的底部， 筒式电极的中心线与椎管的中心线重 合。 0043 所述椎管的底部设置有镂空挡板。 说 明 书 CN 103521058 A 7 4/10 页 8 0044 所述筒式电极包括圆形顶盖、 圆形底座和多孔筒式电极组， 筒式电极的高度为椎 管高度的 0.5 0.7 倍。 0045 所述。
32、圆形顶盖高度为 40 60mm， 圆形顶盖的上平面设置有两根金属电极， 圆形顶 盖的下平面同中心地设有 10 30 个环形槽， 环形槽槽深为 20 30mm， 环形槽槽宽为 2 4mm， 环形槽间的径向距离相等 ； 所有环形槽底部沿同一直径方向分别穿有导电棒， 导电棒 由圆心向外依次计数， 计数为奇数的导电棒上端通过导线与一根金属电极联接， 计数为偶 数的导电棒上端通过导线与另外一根金属电极联接， 所有导电棒的下端与环形槽槽底平 齐。 0046 所述圆形底座由圆形底板和四条 “梳” 状板组成。圆形底板开有小孔， 小孔的直径 为 5 10mm， 小孔的间距为 10 15mm。圆形底板开有 “十”。
33、 字型凹槽， 四条 “梳” 状板嵌入 凹槽内。 “梳” 状板的 “梳齿” 数为环形槽个数加 1，“梳齿” 的间距为 2 4mm，“梳齿” 的高 度为 20 30mm。 0047 所述圆形顶盖和圆形底座的材质为不导电材料。 0048 所述多孔筒式电极组由与环形槽数量相等的多孔筒式电极套装而成。 每个多孔筒 式电极的高度相等， 直径递减， 每个多孔筒式电极由电极板围成筒状。电极板的厚度为 2 4mm， 每个电极板均匀地开有圆孔， 圆孔的直径为 10 15mm， 圆孔的间距为 20 40mm。 0049 电极板的材质为多孔钛， 电极板表面涂有多孔碳， 电极板分为阳极板与阴极板。 其 中阳极板经大孔阳。
34、离子树脂涂抹， 大孔阳离子树脂的涂抹层厚度为 0.4 500m。 0050 阳极板围成的多孔筒式电极和阴极板围成的多孔筒式电极按照 “阳极板 - 阴极 板” 的顺序交替安装， 上端插入对应的环形槽内， 下端插入对应的 “梳齿” 间， 各环形槽的直 径与对应插入的多孔筒式电极的直径相等。 0051 由于采用上述技术方案， 本发明与现有技术相比， 具有以下优点 ： 0052 1） 本发明采用二乙烯三胺五乙酸溶液和乙二胺四乙酸溶液为变价金属盐配合剂 和酸控剂， 以铁盐混合溶液作为克劳斯含硫尾气氧化吸收剂。两者结合起来对高含 H2S 气 体有较强的净化效率， 脱硫的同时回收元素硫。 0053 2） 本。
35、发明的配合吸收液价格便宜， 通过电化学的方法可再生循环使用， 再生效率 高， 无二次污染。 0054 3） 本发明法采用内旋流式电化学反应器对配合吸收液进行再生和对硫磺进行回 收， 电化学反应操作电压仅需 0.5 2V， 能耗低 ； 硫磺回收率可达 99.90% 以上。 0055 4） 本发明采用的配合吸收塔和内旋流式电化学反应器的结构简单， 易操作， 通过 开关阀门即可达到克劳斯含硫尾气的净化、 硫磺的回收和配合吸收液的电化学循环再生的 目的。 配合吸收塔采用气液超微细分散器， 提高了气液混合的程度， 进而提高了对克劳斯含 硫尾气的净化效率， 克劳斯含硫尾气中 H2S 的去除率最高可达 99。
36、% 以上。 0056 因此， 本发明具有成本低、 环境友好、 电化学反应能耗低、 硫磺回收率高和配合吸 收液能循环利用的优点。 附图说明 0057 图 1 为本发明的一种工艺示意图 ； 0058 图 2 为图 1 中的气液超微细分散器 14 的放大示意图 ； 说 明 书 CN 103521058 A 8 5/10 页 9 0059 图 3 为图 2 中的联接本体 18 的示意图 ； 0060 图 4 为图 2 中的气液混合阀 22 的示意图 ； 0061 图 5 为图 2 中的气液分散头 21 的示意图 ； 0062 图 6 为图 1 中的内旋流式电化学反应器 7 的一种结构示意图 ； 006。
37、3 图 7 为图 6 中的筒式电极 36 的结构放大示意图 ； 0064 图 8 为图 7 中的圆形顶盖的结构放大示意图 ； 0065 图 9 为图 7 中的圆形底座的结构放大示意图 ； 0066 图 10 为图 1 所示工艺中的配合吸收液在不同高度下对克劳斯含硫尾气 H2S 的去 除率 ； 0067 图 11 为图 1 所示工艺中的配合吸收液在不同温度下对克劳斯含硫尾气 H2S 的去 除率 ； 0068 图 12 为图 1 所示工艺中的配合吸收液在不同 H+浓度下对克劳斯含硫尾气 H2S 的 去除率。 具体实施方式 0069 下面通过附图和具体实施方式对本发明作进一步说明， 并非对其保护范围。
38、的限 制 ： 0070 实施例 1 0071 一种克劳斯塔含硫尾气超微细分散配合吸收处理方法。本实施例所述方法如图 1 所示， 其具体步骤是 ： 0072 步骤一、 配合吸收液的配制 0073 按二乙烯三胺五乙酸乙二胺四乙酸Fe3+溶液Fe2+溶液盐酸溶液的物质的 量的比为 (0.07 0.09) (0.08 0.10) 1 (0.08 0.11) (13 15)， 先将三价 铁盐和二价铁盐溶于盐酸溶液中， 配制成铁盐混合溶液， 再向所述铁盐混合溶液中加入二 乙烯三胺五乙酸和乙二胺四乙酸， 搅拌均匀， 制得配合吸收液。 0074 步骤二、 喷入配合吸收液 0075 将步骤一配制的配合吸收液经配。
39、合吸收塔 5 上部的进液口 1 通过喷淋器 2 分散喷 入配合吸收塔 5 内， 喷入的配合吸收液的液面高出陶瓷拉西环堆 6 上平面 30 50mm。 0076 步骤三、 通入配合吸收液和克劳斯含硫尾气 0077 按气体和液体的体积比为(12)1， 将克劳斯含硫尾气和步骤一配制的配合吸 收液通入气液超微细分散器14对应的进气管23和进液管17， 经气液超微细分散器14混合 分散后通过配合吸收塔 5 下部的汽液混合管 13 进入配合吸收塔 5 内， 再经配合吸收塔 5 内 的陶瓷拉西环堆 6 和配合吸收液从排气口 3 排出。 0078 步骤四、 配合吸收液的反应 0079 喷入的配合吸收液在配合吸。
40、收塔 5 内的反应滞留时间为 5 8h。 0080 步骤五、 配合吸收液的调整 0081 调整配合吸收塔 5 上部的进液口 1 的进液量与配合吸收塔 5 底部出液口 11 的排 液量相同， 在连续喷入配合吸收液的同时， 反应后的配合吸收液从配合吸收塔 5 底部的出 液口 11 连续排至第一缓冲槽 9。 说 明 书 CN 103521058 A 9 6/10 页 10 0082 排至第一缓冲槽 9 的反应后的配合吸收液经第一潜水泵 10 通入内旋流式电化学 反应器 7 中， 单质硫从内旋流式电化学反应器 7 底部排至集硫槽 8 ； 电极氧化后的配合吸收 液从内旋流式电化学反应器7的顶部排至第二缓。
41、冲槽15， 进入第二缓冲槽15内的电极氧化 后的配合吸收液在 20 70条件下调整 H+浓度同步骤一 ； 0083 步骤六、 配合吸收液的循环使用 0084 将调整后的配合吸收液由第二潜水泵 16 重新注入配合吸收塔 5， 按步骤二、 步骤 三和步骤五循环使用。 0085 内旋流式电化学反应器7中电极的操作电压为0.51V， 电流密度为10100mA/ m2。 0086 所述克劳斯含硫尾气中的 H2S 浓度为 300 700mg/m3； 所述克劳斯含硫尾气的进 气速率为 0.2 0.7m3/h。 0087 本实施例所述配合吸收塔 5 的结构如图 1 所示 ： 0088 配合吸收塔5塔身的顶部通。
42、过法兰设有顶盖4， 顶盖4的中心位置处设置有排气口 3， 配合吸收塔 5 塔身的底部通过法兰设有底盘 12， 底盘 12 的中心位置处设置有出液口 11 ； 配合吸收塔 5 的塔身上部设有进液口 1， 进液口 1 通过管道与喷淋器 2 连通， 喷淋器 2 下方 设有陶瓷拉西环堆 6， 陶瓷拉西环堆 6 的高度为配合吸收塔 5 塔身高度的 1/3 1/2 ； 配合 吸收塔5塔身下部设有汽液混合管13， 汽液混合管13的外端通过管夹或法兰与气液超微细 分散器 14 的固定圆盘 19 连接。 0089 配合吸收塔 5 的直径与高度比为 1 (6 8)。 0090 气液超微细分散器 14 如图 2 所。
43、示， 包括联接本体 18、 固定圆盘 19、 护圈 20、 气液 分散头 21 和气液混合阀 22 ； 气液混合阀 22 的一端与联接本体 18 螺纹连接， 气液混合阀 22 的另一端套入固定圆盘 19， 气液分散头 21 卡进护圈 20 内， 护圈 20 通过螺纹与气液混合阀 22的另一端连接， 进液管17和进气管23与联接本体18两端对应的进液孔和进气孔螺纹连 接。 0091 如图 4 所示， 联接本体 18 的外形为长方体， 横截面为正方形。长方体的一端设有 进液孔， 长方体的另一端设有进气孔， 进液孔和进气孔的孔口处设有内螺纹， 进液孔和进气 孔的中心线与联接本体 18 的中心线重合。。
44、联接本体 18 的中间位置处设有螺纹孔 28， 螺纹 孔28的中心线与联接本体18的中心线垂直 ； 进液孔的底部和进气孔的底部与螺纹孔28的 中心线距离为 12 18mm， 螺纹孔 28 与进液孔的底部通过进液小孔 27 相通， 进气孔的靠近 底部处开有径向气孔 29， 径向气孔 29 的中心线与螺纹孔 28 中心线平行。 0092 如图 3 所示， 气液混合阀 22 的一端同中心地设有小凸台， 另一端同中心地设有大 凸台， 大凸台和小凸台均设有外螺纹 ； 小凸台的高度为联接本体 18 的横截面边长的 1/4 2/5， 小凸台的底部同中心地开有上环形槽， 上环形槽的内径与小凸台外径相同。大凸台。
45、同 中心地开有下环形槽， 下环形槽与上环形槽的内径和外径相同， 下环形槽的深度与大凸台 的高度相同， 下环形槽底部与上环形槽底部通过小气孔 25 相通， 小气孔 25 为 4 10 个， 小 气孔 25 的直径为 2 4mm ； 小凸台端面的中心开有液体孔， 液体孔的底部开有 1 个轴向液 体小孔 26， 轴向液体小孔 26 的高度为 3 5mm。液体孔通过径向液体小孔 24 与下环形槽 相通， 径向液体小孔 24 为 4 10 个， 径向液体小孔 24 的直径为 2 4mm。 0093 如图 5 所示， 气液分散头 21 的外形是 ： 中部为圆柱体， 一端为环形凸台， 另一端为 说 明 书 。
46、CN 103521058 A 10 7/10 页 11 圆锥台。 气液分散头21的内部结构是 ： 在环形凸台一端的端面中心处依次向内设置有第一 混合室和第二混合室， 第一混合室和第二混合室相通， 第一混合室的内壁为旋转抛物面 30， 第二混合室的内壁为球面 31， 第一混合室和第二混合室的轴心与气液分散头 21 的中心线 重合。 0094 圆锥台上设有圆形喷孔， 直径为 2 4mm， 一个喷孔设置在圆锥台底部的正中心， 该喷孔的中心线与气液分散头 21 的中心线重合， 其余 5 10 个喷孔均匀设置在圆锥台母 线的中间位置处， 其余喷孔的中心线与圆锥面表面垂直。 0095 所述旋转抛物面 30。
47、 的抛物面方程为 0096 x2+y2=2az （1） 0097 式 （1） 中 ： a 为大于零的常数 ； 0098 z 为旋转抛物面 30 的顶点与环状凸台端面的距离， z=(0.3 0.35)L， 抛物面顶点 位于气液分散头 21 的中轴线上 ； 0099 L 为气液分散头 21 的高度。 0100 所述球面 31 的方程为 0101 x2+y2+(z-c)2=r12 (2) 0102 式 （2） 中 ： c 为球面 31 的中心点与环状凸台端面的距离， c=(0.5 0.6)L， 球面中 心点位于气液分散头 21 的中轴线上 ； 0103 r1为球面的半径， r1=(0.4 0.5)r。
48、， r 为环状凸台的半径。 0104 本实施例所述内旋流式电化学反应器 7 的结构如图 6 所示， 由水力旋流单元和筒 式电极 36 组成。 0105 水力旋流单元的结构是 ： 椎管 37 的上端和下端通过法兰与筒体 35 和硫磺分离器 38对应联接， 筒体35的上端通过法兰与塔盖33联接， 塔盖33的中心位置处设有溢流管34， 筒体 35 设有进液口 32， 进液口 32 位于溢流管 34 下端靠上处。 0106 筒式电极36通过塑料支架固定在椎管37的底部， 筒式电极36的中心线与椎管37 的中心线重合。 0107 所述椎管 37 的底部设置有镂空挡板。 0108 如图7所示， 所述筒式电极36包括圆形顶盖、 圆形底座和多孔筒式电极组， 筒式电 极 36 的高度为椎管 37 高度的 0.5 0.7 倍。 0109 如图 8 所示， 所述圆形顶盖高度为 40 60mm， 圆形顶盖的上平面设置有两根金。