一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用。所述系统装置包括气体加热系统、硫化气体加氢系统、气体冷却系统、第一分液系统、第二分液系统、超重力吸收反应系统、富液系统以及富液再生系统。所述尾气经气体加热系统和硫化气体加氢系统，之后进入气体冷却系统，再经第一分液系统除去夹带液体后进入超重力吸收反应系统脱硫，经过脱硫后的气体进入第二分液系统，离出的液体进入富液系统循环使用，分离出的气体经过尾气焚烧炉燃烧后达到国家标准后排放到大气。本发明专利技术在传统克劳斯脱硫工艺基础上采用超重力技术，实现了深度脱除高浓度硫化氢气体，超重力反应器具有传质效率高、压降低、设备小、运行成本低等特点，在脱硫化氢领域具有重要的应用价值和广阔的工业前景。

High gravity Claus tail gas desulfurization system device and Application

The invention discloses a super gravity Claus tail gas desulfurization system device and an application thereof. The system comprises a gas heating system, gas system, hydrogen sulfide gas cooling system, the first liquid system, second fluid systems, high gravity absorption reaction system, rich liquid system and rich liquid regeneration system. The exhaust gas after heating system and hydrogen sulfide gas into the gas system, cooling system, and then by the first liquid separation system to remove the super gravity absorption reaction system into the entrained liquid after desulfurization, after gas desulfurization after entering the second liquid system, from liquid into the rich liquid circulation system, the separated gas after the tail gas incinerator combustion emissions into the atmosphere to reach the national standard after. The invention adopts the super gravity technology based on the traditional Claus desulfurization process, the removal of high concentrations of hydrogen sulfide gas, high gravity reactor has high mass transfer efficiency, lower pressure drop, small equipment, low operation cost, in the field of removing hydrogen sulfide has important application value and broad prospect in industry.

【技术实现步骤摘要】
一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用
本专利技术涉及硫化气体净化脱硫，属于环保领域。更具体地，涉及一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用。
技术介绍
含硫气体(SO2、COS、SO3、H2S等)是造成大气污染的最主要污染物之一，也是酸雨形成的最主要因素。酸雨使得森林枯萎，土壤和地表水酸化，植被破坏，粮食、蔬菜和水果减产，金属和大量建筑被腐蚀。有关研究表明，我国每排放1吨SO2造成的经济损失约2万元，这就意味着每年我国因SO2排放造成经济损失有数千亿元。因此，我国从2014年起开始实施的大气污染物排放标准GB16297-1996明确规定排放烟气中SO2含量小于200mg·m－3。为了达到SO2的排放指标，开发更高效的SO2污染控制技术和设备成为大气污染治理的关键。炼油厂过程气中也含有大量的硫化物，如SO2、COS、H2S等。而现如今炼油厂大量采用克劳斯工艺对其过程气进行回收处理，传统克劳斯工艺是一种比较成熟的多单元处理技术，其本质上是将硫化氢和二氧化硫反应生成硫磺而回收硫资源的方法。然而克劳斯反应的转化率一般不超过97％，导致克劳斯尾气会含有一定量未反应H2S和SO2，尾气燃烧后SO2含量远高于200mg·m－3的新标准。因此需要对克劳斯工艺排出的尾气进行脱硫处理。目前工业克劳斯尾气一般以传统吸收塔作为脱硫主体设备，存在以下问题：(1)采用塔式设备作为脱硫主体设备，由于受传质过程限制，所以占用空间大、质量大，安装成本巨大。(2)由于塔设备重心较高，容易发生事故且维修困难。(3)传统塔式脱硫装置存在压力降较大的问题，会影响发动机的性能，必要时还需要增加一增压风机。(4)脱硫效率较低，脱硫燃烧后的尾气SO2含量很难达到新标准规定值。有鉴于此，针对现有克劳斯尾气脱硫系统存在的问题，需要提出一种能够解决上述问题并且具有重要的应用价值和工业化前景的超重力克劳斯尾气脱硫系统装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置。该系统装置可有效解决含硫气体净化工艺存在的空间成本及硫回收率低于标准的问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置的应用。超重力技术是一项强化传质、混合和化学反应的新技术，该技术利用超重力反应器内部转子旋转产生的离心力模拟超重力环境来强化传递和反应过程，大幅度地提高传递与反应过程的效率，超重力反应器装置主要包括密闭的壳体，内有一个旋转的转子，转子上有环形填料层，不同的流体从壳体相应的入口流入旋转床，在旋转的填料层中的离心力场下(即超重力环境)进行传质过程，传质速率比传统的各反应器中提高1-3个数量级。对旋转床强化传质过程原理的一般认识是：流体在离心力场环境下被撕裂成细小的液滴、液丝或液膜，产生大量的快速更新的表面积，大大强化传质和混合过程。现有技术中的烟气脱硫技术都采用常规吸收塔作为脱硫主体设备，存在
技术介绍
中指出的诸多问题。相对于吸收塔来说，超重力设备具有小型化，轻量化，可撬装、压力降小、效率高、稳定性高和设备投资和运行成本低等优点。本专利技术利用超重力技术以及克劳斯工艺的特点，提出一种全新的超重力克劳斯尾气脱硫系统装置。本专利技术装置在传统克劳斯工艺上采用超重力技术实现深度脱除高浓度硫化氢气体，具有传质效率高，低压降，设备小，运行成本低，在脱硫工艺领域具有重要的应用价值和工业前景。为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，所述系统装置包括气体加热系统1、硫化气体加氢系统2、气体冷却系统3、第一分液系统4、第二分液系统5、超重力吸收反应系统8、富液系统6以及富液再生系统；克劳斯系统的气体出口与所述气体加热系统1的气体入口相连接；所述气体加热系统1的气体出口以及氢气的出口均与硫化气体加氢系统2的气体入口相连接；所述硫化气体加氢系统2的气体出口与气体冷却系统3的气体入口相连接；所述气体冷却系统3的气体出口与第一分液系统4的气体入口相连接；所述第一分液系统4的气体出口与超重力吸收反应系统8的气体入口相连接；所述超重力吸收反应系统8的气体出口与第二分液系统5的气体入口相连接；所述第二分液系统5的气体出口与尾气焚烧炉17的气体入口相连接；冷却水的液体出口与所述气体冷却系统3的液体入口相连接；所述超重力吸收反应系统8的液体出口以及第二分液系统5的液体出口均与富液系统6的液体入口相连接；所述富液系统6的液体出口与富液再生系统的液体入口相连接；所述富液再生系统的液体出口与超重力吸收反应系统8的液体入口相连接；所述富液再生系统的气体出口排出的气体送往克劳斯系统。优选地，所述气体加热系统1包括过程加热器，所述过程加热器的出口一侧设有加热器，在脱硫过程中将气体加热到200-260℃。优选地，所述含硫气体主要为含二氧化硫和硫化氢的气体，含硫气体首先经过克劳斯装置的加氢反应器之后采用低压蒸气过程加热和电加热两种加热处理方式进行热处理使温度达到200-260℃。优选地，所述超重力吸收反应系统(8)内置吸收液；所述吸收液为醇胺碱性溶液；所述醇胺选自N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙烯三胺(DETA)、乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)中的一种或多种。优选地，所述吸收液为MDEA溶液，但不限于MDEA溶液。所述吸收液主要作用在于洗涤含H2S气体，吸收H2S并对吸收后的富液再生。所述吸收液吸收含硫气体的反应方程式如下：2R3N+H2S＝＝(R3NH)2S(1)(R3NH)2S+H2S＝＝2R3NHHS(2)优选地，所述超重力吸收反应系统8的液体入口设有液体分布器，将吸收液均匀分布在超重力反应器填料内壁；所述超重力吸收反应系统8气体入口处设有压力表，实时监测进气压力。优选地，所述超重力吸收反应系统8包括超重力反应器；所述超重力反应器设有气体进口阀门，超重力反应器运行时，阀门打开；所述超重力反应器在密闭的壳体中设有转动部件，在壳体和上盖开有液体进、出口及气体进、出口；所述转动部件由转子和填料组成；所述填料选自金属丝网填料、聚四氟填料、陶瓷填料、结构化填料或规整填料；所述超重力反应器的液体进口设有延伸到转子中心空腔区的液体分布器；所述超重力反应器的重力加速度为10-1500g。优选地，所述超重力吸收反应系统8的液体出口与富液系统6的液体入口相连接，富液系统6的液体出口与富液再生系统的液体入口相连接，富液再生系统的液体出口与超重力吸收反应系统8的液体入口相连接，将经再生后的吸收液重新送入超重力吸收反应系统8，形成一个液相循环系统。优选地，所述富液再生系统中的富液为脱硫吸收处理后的残留液。残留液中富含未脱净的硫化氢以及吸收了含硫气体的吸收液。优选地，所述富液再生系统的原理是热分解反应。在再生塔或超重力反应器11通过加热器加热，使吸收后含硫气体的吸收液受热分解，收集分解后的H2S。具体反应式如下：R3NHHS＝＝R3N+H2S(1)(R3NH)2S＝＝2R3N+H2S(2)优选地，所述富液再生系统包括贫液槽14、再沸器16、闪蒸罐10、再生塔或再生超重力反应器11、第三分液系统13、冷却器12以及换热器9；所述富液系统6的液体出口依次经过第一循环泵7和换热器9与闪蒸罐10的液体进口相连接，所述闪蒸罐10的液体出口与再生塔或再生超重力反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述系统装置包括气体加热系统(1)、硫化气体加氢系统(2)、气体冷却系统(3)、第一分液系统(4)、第二分液系统(5)、超重力吸收反应系统(8)、富液系统(6)以及富液再生系统；克劳斯系统的气体出口与所述气体加热系统(1)的气体入口相连接；所述气体加热系统(1)的气体出口以及氢气的出口均与硫化气体加氢系统(2)的气体入口相连接；所述硫化气体加氢系统(2)的气体出口与气体冷却系统(3)的气体入口相连接；所述气体冷却系统(3)的气体出口与第一分液系统(4)的气体入口相连接；所述第一分液系统(4)的气体出口与超重力吸收反应系统(8)的气体入口相连接；所述超重力吸收反应系统(8)的气体出口与第二分液系统(5)的气体入口相连接；所述第二分液系统(5)的气体出口与尾气焚烧炉(17)的气体入口相连接；冷却水的液体出口与所述气体冷却系统(3)的液体入口相连接；所述超重力吸收反应系统(8)的液体出口以及第二分液系统(5)的液体出口均与富液系统(6)的液体入口相连接；所述富液系统(6)的液体出口与富液再生系统的液体入口相连接；所述富液再生系统的液体出口与超重力吸收反应系统(8)的液体入口相连接；所述富液再生系统的气体出口排出的气体送往克劳斯系统。...

【技术特征摘要】
1.一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述系统装置包括气体加热系统(1)、硫化气体加氢系统(2)、气体冷却系统(3)、第一分液系统(4)、第二分液系统(5)、超重力吸收反应系统(8)、富液系统(6)以及富液再生系统；克劳斯系统的气体出口与所述气体加热系统(1)的气体入口相连接；所述气体加热系统(1)的气体出口以及氢气的出口均与硫化气体加氢系统(2)的气体入口相连接；所述硫化气体加氢系统(2)的气体出口与气体冷却系统(3)的气体入口相连接；所述气体冷却系统(3)的气体出口与第一分液系统(4)的气体入口相连接；所述第一分液系统(4)的气体出口与超重力吸收反应系统(8)的气体入口相连接；所述超重力吸收反应系统(8)的气体出口与第二分液系统(5)的气体入口相连接；所述第二分液系统(5)的气体出口与尾气焚烧炉(17)的气体入口相连接；冷却水的液体出口与所述气体冷却系统(3)的液体入口相连接；所述超重力吸收反应系统(8)的液体出口以及第二分液系统(5)的液体出口均与富液系统(6)的液体入口相连接；所述富液系统(6)的液体出口与富液再生系统的液体入口相连接；所述富液再生系统的液体出口与超重力吸收反应系统(8)的液体入口相连接；所述富液再生系统的气体出口排出的气体送往克劳斯系统。2.根据权利要求1所述的一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述气体加热系统(1)包括过程加热器，所述过程加热器的出口一侧设有加热器，在脱硫过程中将气体加热到200-260℃。3.根据权利要求1所述的一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述超重力吸收反应系统(8)内置吸收液；所述吸收液为醇胺碱性溶液；所述醇胺选自N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、乙醇胺和哌嗪中的一种或多种；所述超重力吸收反应系统(8)的液体入口设有液体分布器，将吸收液均匀分布在超重力反应器填料内壁。4.根据权利要求1所述的一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述超重力吸收反应系统(8)包括超重力反应器；所述超重力反应器设有气体进口阀门，超重力反应器运行时，阀门打开；所述超重力反应器在密闭的壳体中设有转动部件，在壳体和上盖开有液体进、出口及气体进、出口；所述转动部件由转子和填料组成；所述填料选自金属丝网填料、聚四氟填料、陶瓷填料、结构化填料或规整填料；所述超重力反应器的液体进口设有延伸到转子中心空腔区的液体分布器；所述超重力反应器的重力加速度为10-1500g。5.根据权利要求1所述的一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置，其特征在于：所述超重力吸收反应系统(8)的液体出口与富液系统(6)的液体入口相连接，富液系统(6)的液体出口与富液再生系统的液体入口相连接，富液再生系统的液体出口与超重力吸收反应系统(8)的液体入口相连接，将经再生后的吸收液重新送入超重力吸收反应系统(8)，形成一个液相循环系统。6.根据权利要求1所述的一种超...

【专利技术属性】
技术研发人员：初广文，孙宝昌，罗勇，邹海魁，陈建峰，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11