【技术实现步骤摘要】
分解硫化氢的格栅式等离子体系统和分解硫化氢的方法
本专利技术涉及等离子体化学领域,具体涉及一种分解硫化氢的格栅式等离子体系统和一种分解硫化氢的方法。
技术介绍
硫化氢(H2S)是一种剧毒、恶臭的酸性气体,不仅会引起金属等材料的腐蚀,而且在化工生产中还容易导致催化剂中毒失活;另外,硫化氢还会危害人体健康,造成环境污染。因此,对石油、天然气、煤和矿产加工等工业领域中产生的大量硫化氢气体进行无害化处理时,无论从工艺需要、设备维护还是环保要求等方面考虑,均亟待解决。目前工业上普遍采用克劳斯(Claus)法处理硫化氢,其方法是将硫化氢部分氧化得到硫磺和水。此方法虽然解决了硫化氢的无害化问题,但却损失了大量氢资源。随着我国高硫原油加工量的增多,炼油加氢精制单元副产的含硫化氢酸性尾气的量逐年增加,加氢精制所需的氢气量也随之增加;另外,氢气作为油品加氢裂化,低碳醇合成、合成氨等化工工艺过程的主要原料,其需求量也非常可观。因此,将硫化氢直接分解是一条理想的硫化氢资源化利用技术路线,既可以使其无害化,又可以生产氢气和单质硫,不仅可以实现氢资源在石油加工过程的循环利用,还可以减少传统烃类重整制氢带来的大量二氧化碳排放。目前,硫化氢分解方法主要包括:高温分解法、电化学法、光催化法和低温等离子体法等。在前述多种方法中,高温热分解法在工业技术上相对成熟,但硫化氢热分解强烈地依赖于反应温度,并且受热力学平衡限制,即使反应温度在1000℃以上,硫化氢的转化率也仅为20%。另外,高温条件对反应器材质的要求较高,这也会增加运行成本。此外,由于硫化氢热分解转化率低,需要将大量的硫化氢气体从尾气 ...
【技术保护点】
1.一种分解硫化氢的格栅式等离子体系统,该系统中含有依次通过管线连接的供气‑配气单元、等离子体反应单元和产物分离单元,所述等离子体反应单元中含有格栅式等离子体反应器和等离子体电源,该反应器包括:内筒(1),所述内筒(1)上分别设置有反应物入口(11)和产物出口(12);外筒(2),所述外筒(2)嵌套在所述内筒(1)的外部,且所述外筒(2)上分别设置有导热介质入口(21)和导热介质出口(22),由所述导热介质入口(21)引入的导热介质能够包围在所述内筒(1)的外周,并且所述导热介质能够由所述导热介质出口(22)引出;高压电极(3),所述高压电极(3)设置在所述内筒(1)中,且所述高压电极(3)在所述内筒(1)中设置有至少一层;在各个高压电极层中,所述高压电极(3)的个数为两个以上,各个所述高压电极(3)彼此平行,且相邻两个所述高压电极(3)之间有间隙r1,所述r1>0;接地电极(4),形成所述接地电极(4)的材料为固体导电材料,所述接地电极(4)设置所述内筒(1)中,且所述接地电极(4)在所述内筒(1)中设置有至少一层;在各个接地电极层中,所述接地电极(4)的个数为两个以上,各个所述接地 ...
【技术特征摘要】
1.一种分解硫化氢的格栅式等离子体系统,该系统中含有依次通过管线连接的供气-配气单元、等离子体反应单元和产物分离单元,所述等离子体反应单元中含有格栅式等离子体反应器和等离子体电源,该反应器包括:内筒(1),所述内筒(1)上分别设置有反应物入口(11)和产物出口(12);外筒(2),所述外筒(2)嵌套在所述内筒(1)的外部,且所述外筒(2)上分别设置有导热介质入口(21)和导热介质出口(22),由所述导热介质入口(21)引入的导热介质能够包围在所述内筒(1)的外周,并且所述导热介质能够由所述导热介质出口(22)引出;高压电极(3),所述高压电极(3)设置在所述内筒(1)中,且所述高压电极(3)在所述内筒(1)中设置有至少一层;在各个高压电极层中,所述高压电极(3)的个数为两个以上,各个所述高压电极(3)彼此平行,且相邻两个所述高压电极(3)之间有间隙r1,所述r1>0;接地电极(4),形成所述接地电极(4)的材料为固体导电材料,所述接地电极(4)设置所述内筒(1)中,且所述接地电极(4)在所述内筒(1)中设置有至少一层;在各个接地电极层中,所述接地电极(4)的个数为两个以上,各个所述接地电极(4)彼此平行,且相邻两个所述接地电极(4)之间有间隙r2,所述r2>0;阻挡介质(6),所述阻挡介质(6)设置在所述高压电极(3)和/或所述接地电极(4)的外表面;其中,各个所述高压电极层与各个所述接地电极层交替层叠设置,且相邻的所述高压电极层与所述接地电极层之间有间隙r3,所述r3>0。2.根据权利要求1所述的格栅式等离子体系统,其中,在所述格栅式等离子体反应器中,r1、r2和r3各自独立地小于等于100mm。3.根据权利要求1或2所述的格栅式等离子体系统,其中,在所述格栅式等离子体反应器中,r1、r2和r3与所述阻挡介质(6)的厚度D1之比各自独立地为(0.1~150):1,优选为(0.2~100):1;更优选为(0.5~80):1。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的格栅式等离子体系统,其中,在所述格栅式等离子体反应器中,r1、r2和r3与放电区域的长度L1之间的比例关系各自独立地为1:(2~1500),优选为1:(20~500);所述放电区域的长度L1为反应物开始进入由所述高压电极和接地电极产生的放电场至离开所述放电场的垂直距离。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的格栅式等离子体系统,其中,在所述格栅式等离子体反应器中,各个所述高压电极(3)彼此并联连接;优选地,各个所述接地电极(4)彼此并联连接。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的格栅式等离子体系统,其中,在所述格栅式等离子体反应器中,形成所述阻挡介质(6)的材料为电绝缘材料;优选地,形成所述阻挡介质的材料选自玻璃、石英、陶瓷、搪瓷、聚四氟乙烯和云母中的至少一种。7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:张婧,石宁,孙峰,任君朋,张铁,徐伟,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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