用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910099487.6 (22)申请日 2019.01.31 (71)申请人 恒华源化工设备 （武汉） 有限公司 地址 430056 湖北省武汉市汉阳区武汉经 济开发区9MC地块(莲湖路77号)厂房3 层302 (72)发明人 陈佳郭华姜茂贵何水 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001 代理人 王敏锋 (51)Int.Cl. C10K 1/12(2006.01) C10K 1/10(2006.01) (54)发明名称 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统 (57。

2、)摘要 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 包 括旋流雾幕吸收塔， 转轴穿过所述旋流雾幕吸收 塔， 通过传动机构与变频电机同步转动， 转轴上 固定有若干层甩液桶单元， 每层甩液桶单元设有 多个甩液桶， 进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内 壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方； 富液槽与所 述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通， 贫液槽与所 述进液管连通， 初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的 进气口连通， 除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的 排气口， 甩液桶使贫液形成均相雾幕与焦炉煤气 接触传质， 吸收H2S。 本发明的脱除硫化氢的系统 结构简单， 脱硫效率高， 脱硫塔体积小， 处理量 大。 权利要求书1页 说明书4页。

3、 附图9页 CN 111500324 A 2020.08.07 CN 111500324 A 1.一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 包括旋流雾幕吸收塔， 转轴穿 过所述旋流雾幕吸收塔， 通过传动机构与变频电机同步转动， 转轴上固定有若干层甩液桶 单元， 每层甩液桶单元设有多个甩液桶， 对应于所述甩液桶单元所述旋流雾幕吸收塔内壁 连接环形筛网盘， 远离所述甩液桶单元， 使环形筛网盘和甩液桶单元之间形成环形通道， 进 液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方； 富液槽与所述旋流雾 幕吸收塔的排液口相连通， 贫液槽与所述进液管连通， 初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进。

4、 气口连通， 除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口， 所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转 速为6003000rpm。 2.根据权利要求1所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 所述旋流雾 幕吸收塔设有两层甩液桶单元， 每层甩液桶单元外侧下方对应一个环形筛网盘， 环形筛网 盘通过汇液环形槽连接所述旋流雾幕吸收塔内壁， 多个排液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内 壁连通至各层环形汇液槽下方， 冷却器一端依次通过洗涤泵、 第一排液管连通第一环形汇 液槽， 另一端通过第三进液管向第二甩液桶单元输送冷却贫液， 贫液槽通过第一进液管向 第一甩液桶单元和第一环形筛网盘输送贫液， 剩余氨水槽通过第四进液管向。

5、第二环形筛网 盘输送含有焦油的剩余氨水， 富液槽通过第二排液管连通第二环形汇液槽。 3.根据权利要求1或2任一项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 位于贫液泵与旋流雾幕吸收塔之间的进液管设有贫液泵。 4.根据权利要求1或2任一项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 所述富液槽通过富液泵与再生槽相连， 再生槽的出口管路连接贫液槽。 5.根据权利要求1或2任一项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 多个所述甩液桶同心布置， 依次由上至下呈阶梯状排列， 各层甩液桶等距排列， 直径等距递 增， 下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧， 各甩液桶的底板上侧。

6、沿周向均匀分布三棱 柱块体， 各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼， 所述孔眼的直径为0.51mm， 密度为39200 59200个/m2。 6.根据权利要求1或2任一项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔， 筛孔直径为11.5mm， 密度为3920059200个/m2， 环 形筛网盘内缘设有围片。 7.根据权利要求2项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征在于， 所述第二 环形筛网盘内缘靠近第二甩液单元， 第二环形筛网盘由外向内向所述旋流雾幕吸收塔底倾 斜形成坡面。 8.根据权利要求1或2任一项所述的用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 其特征。

7、在于， 所述第三进液管还连通贫液槽。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111500324 A 2 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统 技术领域 0001 本发明设计化工设备领域， 尤其涉及一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统。 背景技术 0002 针对工业气体中的硫化氢成份进行脱硫处理， 应用较为广泛的现有湿法脱硫主要 是采用传统的填料塔设备吸收硫化氢。 这种技术的塔设备体积庞大， 装置投资较大， 液体循 环量大， 气阻高， 开停车不方便， 设备运行费用高， 如德国史梯尔公司开发的专利技术， 简称 A-S法， 液相靠重力场自上而下流动， 因此液膜厚、 液速低、 停留时间长， 造成H2S和CO2。

8、同时被 吸收下来， 导致碱的利用率大大降低。 所以要达到H2S的排放标准需要减少液膜湍流， 增高 增大塔设备。 0003 刘有智团队研发的旋转填料床利用高速旋转的填料产生超重力环境， 传质单元高 度可降低12个数量级， 传质效率增强， 单位设备体积的生产强度提高了12个数量级。 但 仍不适用于对焦化厂初冷工段处理后的焦炉煤气进行脱硫， 该焦炉煤气含焦油2050mg/ m3， 苯族烃3040g/m3， 在脱除硫化氢的过程会产生萘沉淀堵塞填料， 降低传质效率。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种优化结构的旋转脱硫塔， 提高脱除焦化厂初冷工段处 理后的焦炉煤气中硫化氢的效率， 降低阻力， 。

9、缩小塔空间， 降低投资。 0005 本发明所采用的技术方案是， 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 包括旋流 雾幕吸收塔， 转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔， 通过传动机构与变频电机同步转动， 转轴上固 定有若干层甩液桶单元， 每层甩液桶单元设有多个甩液桶， 对应于所述甩液桶单元所述旋 流雾幕吸收塔内壁连接环形筛网盘， 远离所述甩液桶单元， 使环形筛网盘和甩液桶单元之 间形成环形通道， 进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方； 富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通， 贫液槽与所述进液管连通， 初冷器与所述 旋流雾幕吸收塔的进气口连通， 除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口。

10、， 所述旋流雾幕 吸收塔中甩液桶的转速为6003000rpm。 0006 优选地， 所述旋流雾幕吸收塔设有两层甩液桶单元， 每层甩液桶单元外侧下方对 应一个环形筛网盘， 环形筛网盘通过汇液环形槽连接所述旋流雾幕吸收塔内壁， 多个排液 管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁连通至各层环形汇液槽下方， 冷却器一端依次通过洗涤 泵、 第一排液管连通第一环形汇液槽， 另一端通过第三进液管向第二甩液桶单元输送冷却 贫液， 贫液槽通过第一进液管向第一甩液桶单元和第一环形筛网盘输送贫液， 剩余氨水槽 通过第四进液管向第二环形筛网盘输送含有焦油的剩余氨水， 富液槽通过第二排液管连通 第二环形汇液槽。 0007 进一步地。

11、， 位于贫液泵与旋流雾幕吸收塔之间的进液管设有贫液泵。 0008 进一步地， 所述富液槽通过富液泵与再生槽相连， 再生槽的出口管路连接贫液槽。 0009 优选地， 多个所述甩液桶同心布置， 依次由上至下呈阶梯状排列， 各层甩液桶等距 说明书 1/4 页 3 CN 111500324 A 3 排列， 直径等距递增， 下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧， 各甩液桶的底板上侧沿周 向均匀分布三棱柱块体， 各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼， 所述孔眼的直径为0.5 1mm， 密度为3920059200个/m2。 0010 优选地， 所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔， 筛孔直径为11.5mm， 密度为3。

12、9200 59200个/m2， 环形筛网盘内缘设有围片。 0011 进一步地， 所述第二环形筛网盘内缘靠近第二甩液单元， 第二环形筛网盘由外向 内向所述旋流雾幕吸收塔底倾斜形成坡面。 0012 进一步地， 所述第三进液管还连通贫液槽。 0013 本发明提供的技术方案提供的脱硫塔对比于旋转填料床脱硫塔相比， 有以下优 点： 1.旋转填料床将进液管设置在转轴内， 转轴表面设有排液孔， 结构复杂， 且中空的转轴 还要连接复杂的输液系统， 本发明的脱硫塔进液管与此不同， 而是穿过塔壁直接向甩液桶 或环形筛网盘输送贫液， 进液结构简单； 2.本发明中贫液经甩液桶甩出雾化成雾幕， 与向上 流动的焦炉煤气两。

13、相接触传质， 雾化后的液滴直径为150 m， 传质接触面积大于旋转填料 床中形成的液膜； 3.贫液雾幕呈均相与含焦炉煤气接触传质， 两相接触均匀； 4.吸收H2S后 的液滴甩至塔壁或环形筛网盘， 在环形筛网盘上形成液膜与经过筛孔的焦炉煤气接触传 质； 5.本发明的脱硫塔未设填料层， 焦炉煤气与雾幕进行传质， 因而阻力更小， 缩小了脱硫 塔的高度和体积； 6.本发明的系统设有两层甩液桶单元、 两层环形筛网盘和环形汇液槽， 一 股贫液被第一甩液桶单元甩成雾幕后吸收H2S后温度升高， 在碰撞塔壁经环形汇液槽、 第一 排液管送至冷却器降温， 再重新送至第二甩液桶单元形成雾幕再次进行传质， 另一股贫液 。

14、通过第二进液管分配在第一环形筛网盘与汇集在其上的高温雾幕液滴混合， 降低混合液温 度， 低温的贫液内H2S的饱和蒸汽亚更低， 吸收H2S的效率更高， 降温后的混合液还与贫液混 合送入第二甩液桶单元， 降低了混合液内H2S的浓度， 提高了第二甩液桶单元甩出的雾幕与 焦炉煤气的传质效率， 第二环形汇液槽用于汇集富液， 含有焦油的剩余氨水分配至第二环 形筛网盘用于防止焦炉煤气中的萘生成沉淀， 将萘洗出， 锥形的第二环形筛网盘可避免剩 余氨水和富液混合。 附图说明 0014 图1为本发明实施例1的脱硫塔剖视结构示意图； 0015 图2为本发明图1的俯视结构示意图； 0016 图3为本发明图1的后视结构。

15、示意图； 0017 图4为本发明实施例1的系统示意图； 0018 图5为本发明实施例2的脱硫塔剖视结构示意图； 0019 图6为本发明图2的俯视结构示意图； 0020 图7为本发明图2的后视结构示意图； 0021 图8为本发明实施例2的系统示意图； 0022 图9为A-S填料脱硫塔净化焦炉煤气时H2S、 CO2吸收率与时间的关系图； 0023 图10为2氨溶液表面H2S饱和蒸汽压与H2S含量的关系图。 说明书 2/4 页 4 CN 111500324 A 4 具体实施方式 0024 下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述， 但本发明的保护范围并不限于 此。 0025 实施例1 0026 如图。

16、14所示， 本发明涉及用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 包括旋流雾幕吸 收塔2， 转轴10穿过所述旋流雾幕吸收塔2， 通过传动机构20与变频电机30同步转动， 转轴上 固定有两层甩液桶单元11， 每层甩液桶单元设有四个甩液桶13， 对应于所述甩液桶单元所 述旋流雾幕吸收塔内壁连接环形筛网盘14， 远离所述甩液桶单元， 使环形筛网盘和甩液桶 单元之间形成环形通道， 进液管101穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛 网盘上方； 富液槽111与所述旋流雾幕吸收塔的排液口112相连通， 所述富液槽通过富液泵 113与再生槽114相连， 再生槽的出口管路连接贫液槽109， 贫液槽与所述进液管1。

17、01连通， 位 于贫液槽与旋流雾幕吸收塔之间的进液管设有贫液泵， 初冷器115与所述旋流雾幕吸收塔 的进气口116连通， 除雾器117连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口118， 所述旋流雾幕吸收塔 中甩液桶的转速为800rpm。 0027 四个所述甩液桶同心布置， 依次由上至下呈阶梯状排列， 各层甩液桶等距排列， 直 径等距递增， 下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧， 各甩液桶的底板上侧沿周向均匀 分布三棱柱块体131， 各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132， 所述孔眼的直径为0.5mm， 密度为59200个/m2。 所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔， 筛孔直径为1mm， 密度为39200个/ 。

18、m2， 环形筛网盘内缘设有围片143。 0028 甩液桶上设置的三棱柱体， 起到搅动贫液的作用， 使贫液在甩液桶内做离心运动。 0029 实施例2 0030 如图58所示， 本发明涉及用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统， 包括旋流雾幕吸 收塔2， 转轴10穿过所述旋流雾幕吸收塔， 通过传动机构20与变频电机30同步转动， 转轴上 固定有两层甩液桶单元11和12， 每层甩液桶单元设有五个甩液桶13， 每层甩液桶单元外侧 下方对应一个环形筛网盘14和15， 环形筛网盘通过汇液环形槽16和17连接所述旋流雾幕吸 收塔内壁， 四个进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方， 两 个排液管。

19、穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁连通至各层环形汇液槽下方， 冷却器107一端依次 通过洗涤泵108、 第一排液管103连通第一环形汇液槽16， 另一端通过第三进液管104向第二 甩液桶单元12输送冷却贫液， 贫液槽109通过第一进液管101向第一甩液桶单元11和第一环 形筛网盘14输送贫液， 剩余氨水槽110通过第四进液管105向第二环形筛网盘15输送含有焦 油的剩余氨水， 富液槽111通过第二排液管106连通第二环形汇液槽17。 0031 剩余氨水槽110还与所述旋流雾幕吸收塔的排液口112相连通， 所述富液槽111通 过富液泵113与再生槽114相连， 再生槽的出口管路连接贫液槽109， 初冷器。

20、115与所述旋流 雾幕吸收塔的进气口116连通， 除雾器117连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口118， 所述旋流 雾幕吸收塔中甩液桶的转速为600rpm。 0032 五个所述甩液桶13同心布置， 依次由上至下呈阶梯状排列， 各层甩液桶等距排列， 直径等距递增， 下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧， 各甩液桶的底板上侧沿周向均 匀分布三棱柱块体131， 各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132， 所述孔眼的直径为1mm， 密度为39200个/m2。 所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔141， 筛孔直径为1.5mm， 密度为 说明书 3/4 页 5 CN 111500324 A 5 59200个/m2，。

21、 环形筛网盘内缘设有围片143。 0033 实施例3 0034 采用实施例1的系统脱除焦炉煤气的硫化氢： 工艺待处理焦炉煤气气量为 75000m3/h， 每立方米的焦炉煤气含H2S10000mg、 HCN 3000mg、 NH3 4000、 CO255000mg温度25 ， 采用含NH3为5的氨水喷洒， 喷洒量为800公斤/km3模拟焦炉煤气， 开启甩液桶单元， 通 过变频器调节甩液桶单元转轴转速为600r/min待甩液桶单元稳定后(约两分钟)， 开启液 阀， 启动贫液泵， 通过调节液量至60t/h， 同时开启富液泵， 待液相运转平稳后， 开启气相， 通 过调节阀逐步达到75000m3/h。 。

22、塔内温度为3540； 塔高为4m， 塔径为3m， 焦炉煤气在塔内 停留时间为0.70.8s， 排出的富液中不含CO2， 待整个工艺系统稳定后， 即可对气体进出口 进行硫化氢含量的检测。 排气口排出的气体H2S浓度为80mg/m3硫化氢脱除率可达99以上， 使用湿式静电除雾器收集从排气口夹带的液滴比采用旋风除尘器收集的液滴， 同时检测除 雾器出口液滴浓度， 湿式静电除雾器的液滴出口浓度比旋风除尘器的液滴出口浓度降低 26， 说明出口气体含粒径为15 m的液滴， 贫液在甩液桶单元中甩出形成雾幕， 液滴大小 为150 m， 。 0035 实施例4 0036 采用实施例2的系统脱除焦炉煤气的硫化氢： 。

23、工艺待处理焦炉煤气气量为 75000m3/h， 每立方米的焦炉煤气含H2S10000mg、 HCN 3000mg、 NH3 4000、 CO255000mg温度25 ， 采用含NH3为5的氨水喷洒， 喷洒量为800公斤/km3模拟焦炉煤气， 开启甩液桶单元， 通 过变频器调节甩液桶单元转轴转速为600r/min待甩液桶单元稳定后(约两分钟)， 开启液 阀， 启动贫液泵， 通过调节液量至60t/h， 同时开启富液泵， 待液相运转平稳后， 开启气相， 通 过调节阀逐步达到75000m3/h。 通过冷却器管道给第一排液管排出液相体系降温， 控制温度 在2325； 贫液在甩液桶单元中甩出形成雾幕， 液。

24、滴大小为150mm， 塔高为4m， 塔径为 3m， 焦炉煤气在塔内停留时间为0.70.8s， 排出的富液中不含CO2， 待整个工艺系统稳定 后， 即可对气体进出口进行硫化氢含量的检测。 排气口排出的气体H2S浓度为50mg/m3硫化氢 脱除率可达99.5以上。 0037 本发明采用全塑材料制成， 具有耐腐蚀性好、 强度高、 本体重量轻、 不易老化、 结构 合理、 不易变形、 维护方便等优点。 说明书 4/4 页 6 CN 111500324 A 6 图1 说明书附图 1/9 页 7 CN 111500324 A 7 图2 说明书附图 2/9 页 8 CN 111500324 A 8 图3 说明书附图 3/9 页 9 CN 111500324 A 9 图4 说明书附图 4/9 页 10 CN 111500324 A 10 图5 说明书附图 5/9 页 11 CN 111500324 A 11 图6 说明书附图 6/9 页 12 CN 111500324 A 12 图7 说明书附图 7/9 页 13 CN 111500324 A 13 图8 图9 说明书附图 8/9 页 14 CN 111500324 A 14 图10 说明书附图 9/9 页 15 CN 111500324 A 15 。