一种湿法硫化氢废气净化装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湿法硫化氢废气净化装置及其方法，所述第一文丘里管、第二文丘里管的入口分别通过对应的进口液体泵和气液固分离罐相连，所述第一文丘里管的收缩段上设有空气入口，第一文丘里管的扩散段和撞击吸收室相连，第二文丘里管的收缩段上设有硫化氢气体入口，第二文丘里管的扩散段和撞击吸收室相连，气液固分离罐内设有铁基离子液体，撞击吸收室的出口端通过出口液体泵连接到气液固分离罐。本发明专利技术大大强化了气液传质过程，促进脱硫与再生反应；整个过程加大了硫化氢的溶解，传质推动力增大，促进硫化氢分子向离子液体液膜扩散，进一步提高铁基离子液体中三价铁离子利用率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，所述第一文丘里管、第二文丘里管的入口分别通过对应的进口液体泵和气液固分离罐相连，所述第一文丘里管的收缩段上设有空气入口，第一文丘里管的扩散段和撞击吸收室相连，第二文丘里管的收缩段上设有硫化氢气体入口，第二文丘里管的扩散段和撞击吸收室相连，气液固分离罐内设有铁基离子液体，撞击吸收室的出口端通过出口液体泵连接到气液固分离罐。本专利技术大大强化了气液传质过程，促进脱硫与再生反应；整个过程加大了硫化氢的溶解，传质推动力增大，促进硫化氢分子向离子液体液膜扩散，进一步提高铁基离子液体中三价铁离子利用率。【专利说明】
本专利技术涉及一种含硫化氢气体净化技术，尤其涉及的是一种湿法硫化氢废气净化 装置及其方法。
技术介绍
克劳斯尾气中的含硫危害组分，现在工艺上采用尾气加氢工艺，将有机硫及CS2等 全部转化无机H 2S，再用醇胺水溶液吸收。其中的醇胺吸收提浓的工艺存在的问题：先降温 再升温，存在严重的耗能问题；醇胺水溶液的腐蚀性很强、醇胺本身易降解等，最后产生大 量的污染，成为严重的污染源。 而传统其它水相湿法脱硫工艺效率高，可再生循环使用，应用广泛，但由于脱硫过 程是在碱性的水溶液中进行，使得反应过程中水相的生成极易稀释脱硫剂失去活性，同时 副产大量的无机盐，随废水外排，造成二次污染，必须定期地补充脱硫催化剂，消耗大量的 碱液调控脱硫体系，加大运行成本。 铁基离子液体是一种功能化离子液体，具有良好的疏水性、弱酸性，有效解决传统 水相湿法脱硫工艺的弊端，具有脱硫效率高，同时铁基离子液体热稳定性好脱硫温度范围 宽，对温度表现出良好的适用性，可以适用于常温、中高温含硫气体脱硫。但在脱硫实验过 程中发现，理论硫容远远高于实测硫容，存在数量级上的差异，这表明铁基离子液体中三价 铁的利用率并不高，直接导致脱硫液的投入量过大，脱硫成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种湿法硫化氢废气净化装置及 其方法，提高铁基离子液体的利用率，强化气液混合传质过程。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括多级曝气撞击流反应器、多个进 口液体泵、出口液体泵和气液固分离罐，所述多级曝气撞击流反应器包括多组加速管和撞 击吸收室；每组加速管包括分别设置于撞击吸收室两侧的第一文丘里管和第二文丘里管， 所述第一文丘里管、第二文丘里管的入口分别通过对应的进口液体泵和气液固分离罐相 连，所述第一文丘里管的收缩段上设有空气入口，第一文丘里管的扩散段和撞击吸收室相 连，第二文丘里管的收缩段上设有硫化氢气体入口，第二文丘里管的扩散段和撞击吸收室 相连，气液固分离罐内设有铁基离子液体，撞击吸收室的出口端通过出口液体泵连接到气 液固分离罐，撞击吸收室的底部设有废液废渣出口，气液固分离罐的顶部设有净化尾气出 口，底部设有废液废渣出口。 所述空气入口上设有空气流量计，硫化氢气体入口上设有硫化氢流量计。用于监 测和设定气体的流量。 所述铁基离子液体为氯化烷基咪唑、氯化烷基吡啶或烷基胺类盐酸盐与六水合三 氯化铁按摩尔比1:4?1:1混合搅拌反应，然后液液或液固两相分离制得。 所述氯化烷基咪唑是由氯代丁烷、氯代己烷、氯代辛烷、氯代十二烷的氯代烷与 N-甲基咪唑、N-乙基咪唑、N-丁基咪唑的咪唑反应获得。 所述氯化烷基吡啶是由氯代丁烷、氯代己烷、氯代辛烷、氯代十二烷的氯代烷与 N-甲基吡陡、N-乙基吡啶和N- 丁基吡啶的吡啶反应获得。 一种湿法硫化氢废气净化方法，包括以下步骤： (1)铁基离子液体高速注入加速管，在气体入口处产生负压，空气和硫化氢气体快 速吸入并与铁基离子液体曝气混合，两股高流速的气液流进入撞击吸收室，在撞击吸收室 的中心撞击形成湍动区； (2)混合物进入气液固分离罐进行三相分离，净化尾气排出，固体硫磺回收，铁基 离子液体循环使用。 所述空气和硫化氢气体的进气为自然吸入或加压进气，气液比1 :20?5 :1。可以 确保气液的高效混合。 作为本专利技术的优选方式之一，所述反应温度为20?100°C，可以在保证铁基离子 液体的热稳定性前提下，进行脱硫反应。 所述步骤（1)中，使用氧气代替空气，也可以达到同样的效果。 作为本专利技术的优选方式之一，所述硫化氢气体的体积浓度为0?100%。 本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术大大强化了气液传质过程，促进脱硫 与再生反应；整个过程加大了硫化氢的溶解，传质推动力增大，促进硫化氢分子向离子液体 液膜扩散，进一步提高铁基离子液体中三价铁离子利用率，减少脱硫液投入量循环量，降低 工艺运行成本；反应与再生同时进行，保证工艺连续化，使铁基离子液体始终保持高活性； 设置多级曝气撞击单元，可根据净化要求及实际情况调整气液两相在撞击室的停留时间； 同时由于撞击流反应器整个装置结构简单，有利于副产物硫磺沉积，脱除硫化氢的同时实 现废物资源化。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是传统鼓泡塔脱硫装置； 图3是氯化咪唑离子液体不同温度下的拉曼光谱图； 图4是氯化咪唑铁基离子液体的热重分析图； 图5是不同扫描速率下氯化咪唑铁基离子液体的循环伏安曲线； 图6是本专利技术的脱硫效率不意图； 图7是传统鼓泡塔脱硫效率不意图。 【具体实施方式】 下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。 实施例1 如图1所示，本实施例包括多级曝气撞击流反应器、多个进口液体泵1、出口液体 泵2和气液固分离罐3,所述多级曝气撞击流反应器包括两组加速管和撞击吸收室4 ;每组 加速管包括分别设置于撞击吸收室4两侧的第一文丘里管5和第二文丘里管6,所述第一 文丘里管5、第二文丘里管6的入口分别通过对应的进口液体泵1和气液固分离罐3相连， 所述第一文丘里管5的收缩段上设有空气入口 7,第一文丘里管5的扩散段和撞击吸收室 4相连，第二文丘里管6的收缩段上设有硫化氢气体入口 8,第二文丘里管6的扩散段和撞 击吸收室4相连，气液固分尚罐3内设有铁基尚子液体9,撞击吸收室4的出口端通过出口 液体泵2连接到气液固分离罐3,撞击吸收室4的底部设有废液废渣出口 9,气液固分离罐 3的顶部设有净化尾气出口 12,底部设有废液废渣出口 9,所述空气入口 7上设有空气流量 计10,硫化氢气体入口 8上设有硫化氢流量计11，进口液体泵1和撞击吸收室4之间设有 液体流量计。 -种湿法硫化氢废气净化方法包括以下步骤： (1)取10L铁基离子液体以5L/min的速度注入加速管，在气体入口处产生负压， 进气口的压力为〇. 1?〇. 2Mpa，空气和硫化氢气体快速吸入并与铁基离子液体曝气混合， 两股高流速的气液流进入撞击吸收室4,在撞击吸收室4的中心撞击形成湍动区，本实施例 用1 %体积浓度的硫化氢标准气体模拟实际体系硫化氢，本实施例加压进气，气液比1 :20 ; (2)混合物进入气液固分离罐3进行三相分离，净化尾气排出，固体硫磺回收，铁 基离子液体循环使用，反应温度为40°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法硫化氢废气净化装置，其特征在于，包括多级曝气撞击流反应器、多个进口液体泵(1)、出口液体泵(2)和气液固分离罐(3)，所述多级曝气撞击流反应器包括多组加速管和撞击吸收室(4)；每组加速管包括分别设置于撞击吸收室(4)两侧的第一文丘里管(5)和第二文丘里管(6)，所述第一文丘里管(5)、第二文丘里管(6)的入口分别通过对应的进口液体泵(1)和气液固分离罐(3)相连，所述第一文丘里管(5)的收缩段上设有空气入口(7)，第一文丘里管(5)的扩散段和撞击吸收室(4)相连，第二文丘里管(6)的收缩段上设有硫化氢气体入口(8)，第二文丘里管(6)的扩散段和撞击吸收室(4)相连，气液固分离罐(3)内设有铁基离子液体，撞击吸收室(4)的出口端通过出口液体泵(2)连接到气液固分离罐(3)，撞击吸收室(4)的底部设有废液废渣出口(9)，气液固分离罐(3)的顶部设有净化尾气出口(12)，底部设有废液废渣出口(9)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余江，余春文，李义烁，张运，张婷婷，胡孔彪，葛喜乐，吴全法，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11