【技术实现步骤摘要】
分解硫化氢的低温等离子体装置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低温等离子体装置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中分 ...
【技术保护点】
1.一种分解硫化氢的低温等离子体装置,该装置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低温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)上分别设置有反应器入口(11)和产物出口;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);中心电极(3),所述中心电极(3)设置在所述内筒(1)中;阻挡介质(6),所述阻挡介质(6)环绕设置在所述内筒(1)的内侧壁上或者包裹设置在所述中心电极(3)的外表面上,或者所述阻挡介质(6)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁使得至少部分所述阻挡介质(6)环绕所述中心电极(3);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)环绕设置在所述内筒(1)的侧壁上或者所述接地电极(4)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁,且所述阻挡介质的设置位置使得所述中心电极(3)和所述接地电极(4)之间的放电区域由所述阻挡介质间隔;其中,所述中心电极(3)的外侧壁与所述接地电极的内侧壁之间的距离为d1, ...
【技术特征摘要】
1.一种分解硫化氢的低温等离子体装置,该装置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低温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)上分别设置有反应器入口(11)和产物出口;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);中心电极(3),所述中心电极(3)设置在所述内筒(1)中;阻挡介质(6),所述阻挡介质(6)环绕设置在所述内筒(1)的内侧壁上或者包裹设置在所述中心电极(3)的外表面上,或者所述阻挡介质(6)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁使得至少部分所述阻挡介质(6)环绕所述中心电极(3);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)环绕设置在所述内筒(1)的侧壁上或者所述接地电极(4)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁,且所述阻挡介质的设置位置使得所述中心电极(3)和所述接地电极(4)之间的放电区域由所述阻挡介质间隔;其中,所述中心电极(3)的外侧壁与所述接地电极的内侧壁之间的距离为d1,以及所述阻挡介质(6)的厚度为D1,且L1=d1-D1,且L1与D1的比例关系为:L1:D1=(0.05~100):1。2.根据权利要求1所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,在所述低温等离子体反应器中,L1:D1=(0.1~30):1。3.根据权利要求1或2所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,在所述低温等离子体反应器中,所述阻挡介质(6)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁使得至少部分所述阻挡介质(6)环绕所述中心电极(3);且所述接地电极(4)环绕设置在所述内筒(1)的外侧壁上。4.根据权利要求3所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,所述阻挡介质(6)形成所述内筒(1)的全部侧壁。5.根据权利要求1或2所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,在所述低温等离子体反应器中,所述阻挡介质(6)包裹设置在所述中心电极(3)的外表面上,且所述接地电极(4)环绕设置在所述内筒(1)的内侧壁上或者所述接地电极(4)形成所述内筒(1)的至少部分侧壁。6.根据权利要求1所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,在所述低温等离子体反应器中,形成所述阻挡介质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1-5中任意一项所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,其中,所述低温等离子体反应器中还包括接地线(5),所述接地线设置在所述外筒(2)的外侧壁上,且一端与所述接地电极(4)电连接。8.根据权利要求1-5中任意一项所述的分解硫化氢的低温等离子体装置,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张铁,张婧,任君朋,孙峰,徐伟,石宁,朱云峰,
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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