天然气湿法脱硫装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种天然气湿法脱硫装置及方法，包括吸收浮选塔、再生过滤装置和加碱系统；吸收浮选塔包括塔体，塔体内由下至上依次设有天然气曝气器、富液槽、填料层、喷洒装置和除雾层，塔体底部设有脱硫剂出口和循环脱硫剂进口，塔体顶部设有天然气出口，脱硫剂出口通过输送管道与喷洒装置连接，富液槽通过液相连通管连通除气器，除气器顶部通过气相连通管连通塔体内部，除气器底部通过富液出口管连接再生过滤装置，再生过滤装置通过循环管道连接循环脱硫剂进口，加碱系统与再生过滤装置连接，向其中加入碱液以调节液体脱硫剂pH。本发明专利技术所需设备少，投资成本低，便于进行控制和维护保养。便于进行控制和维护保养。便于进行控制和维护保养。

【技术实现步骤摘要】
天然气湿法脱硫装置及方法


[0001]本专利技术涉及天然气处理
，特别是涉及一种基于直接转化法脱除天然气中硫化氢的天然气湿法脱硫装置及方法。

技术介绍

[0002]直接转化法脱除天然气中硫化氢是湿法天然气脱硫的常规工艺之一。一般用于中型、大型天然气脱硫系统，脱硫能力一般为1～25t/d，最小的处理能力不小于100kg/d，系统比较复杂，投资比较大，一般大于100万元。
[0003]其原理为用碱性络合铁溶液吸收天然气中硫化氢，反应后生成单质硫，同时三价铁还原为二价铁，然后采用空气对反应后的碱性络合铁溶液进行浮选、再生，将碱性络合铁溶液中的二价铁氧化为三价铁，实现碱性络合铁溶液的再生，同时产生富含硫单质的碱性络合铁溶液(下简称富液)，然后对富液用板框式压滤机等压滤设备进行过滤。再生、过滤后的碱性络合铁溶液再次循环吸收天然气中的硫化氢。
[0004]直接转化法脱硫主要包括以下几部分：1)天然气脱硫：主要进行天然气脱硫过程，脱出除其中所含的H2S，使其硫化氢含量低于标准值，包括原料气分离器、过滤分离器、净化气分离器、脱硫塔等设备；2)溶液循环模块：对液体脱硫剂进行循环，一般使用的溶液为络合铁溶液，对其进行处理、储存、配置，使吸收了H2S的富液再生为贫液，经处理后在整个系统得到循环利用。包括闪蒸罐、贫液泵、加药装置、贫液槽、地下槽、地下槽搅拌机、补液泵等设备；
[0005]3)再生：吸收了H2S的富液，在该模块内通过与空气接触，再次氧化为贫液，恢复脱硫性能，包括再生槽等设备；4)硫磺生产：对硫泡沫进行进一步处理，通过过滤、成型后得到硫磺产品，包括硫泡沫槽、鼓风机、真空转鼓过滤机、压气机、硫泡沫泵、硫磺运输机等设备。
[0006]现有直接转化法脱除天然气硫化氢的湿法脱硫工艺，在中、大型脱硫工程上是比较成熟的工艺，在全国使用不少于50台。而油田原油集输站场，其脱硫有其特殊性。主要体现在：
[0007]1)脱硫量小。每个天然气脱硫的站点，脱硫量不超过100kg/d，大部分站点的总硫量为1～5kg/d。
[0008]2)除了H2S还含有CO2。CO2含量远大于H2S。
[0009]3)含液烃。净化温度低于气源温度，净化过程会产生液烃。
[0010]现在用于小于100kg/d的脱硫工艺主要为干法脱硫工艺，即采用固体脱硫剂与天然气中的硫化氢反应，由于固体脱硫剂主要为二价、三价铁。目前使用比较困难，主要因为：(1)废弃脱硫剂富含硫化亚铁、有自燃性，在油气站场使用存在安全风险；(2)固体危废处理困难。
[0011]现有湿法天然气脱硫工艺，如果用于原油集输站场，有以下缺点：
[0012]1、设备多、系统复杂，一般一套天然气脱硫装置含有各类设备10～30台；
[0013]2、投资大，一般不低于100万元；
[0014]3、由于设备多，要想实现自动控制、自动运行，就需要配套较为复杂的控制系统，而且需要专业人员维护；一旦设备、系统出现故障，检修难度大。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的是提供一种天然气湿法脱硫装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，所需设备少，投资成本低，便于进行控制和维护保养。
[0016]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0017]本专利技术提供一种天然气湿法脱硫装置，包括吸收浮选塔、再生过滤装置和加碱系统；所述吸收浮选塔包括塔体，所述塔体内由下至上依次设有天然气曝气器、富液槽、填料层、喷洒装置和除雾层，所述塔体底部设有脱硫剂出口和循环脱硫剂进口，所述塔体顶部设有天然气出口，所述脱硫剂出口通过输送管道与所述喷洒装置连接，所述输送管道上设有吸收泵，所述富液槽通过液相连通管连通除气器，所述除气器顶部通过气相连通管连通所述喷洒装置和所述除雾层之间的所述塔体内部，所述除气器底部通过富液出口管连接所述再生过滤装置，通过所述再生过滤装置使富液恢复脱硫能力形成能够循环使用的液体脱硫剂并过滤得到硫单质，所述再生过滤装置通过循环管道连接所述循环脱硫剂进口，所述循环管道上设有循环泵，所述加碱系统与所述再生过滤装置连接，用于向能够循环使用的液体脱硫剂中加入碱液以调节其pH。
[0018]优选地，所述再生过滤装置包括储液箱和至少两个过滤袋组，各所述过滤袋组均设置于所述储液箱上方，并分别通过富液支管与所述富液出口管连接，各所述富液支管上均设有控制阀，各所述过滤袋组均包括多个并联连接的过滤袋，各所述过滤袋的进口管路上均设有一个滤袋调节阀。
[0019]优选地，所述加碱系统包括碱液箱、碱液泵、控制器和pH计，所述碱液箱通过碱液管连接所述储液箱，所述碱液泵设置于所述碱液管上，所述pH计用于检测所述储液箱内液体的pH并与所述控制器通信连接。
[0020]优选地，所述喷洒装置包括多个喷嘴，多个所述喷嘴均匀分布于所述塔体内同一平面。
[0021]优选地，所述富液槽内设有富液液位传感器，所述富液出口管上设有富液控制阀。
[0022]优选地，所述储液箱内设有循环液液位传感器。
[0023]本专利技术还提供一种天然气湿法脱硫方法，基于以上所述的天然气湿法脱硫装置：天然气经所述天然气曝气器进入所述塔体内装有液体脱硫剂的液相空间，天然气中的硫化氢与液体脱硫剂反应，生成硫单质，液体脱硫剂中的三价铁被还原为二价铁，同时，液体脱硫剂经天然气浮选，形成富含硫单质的富液；富液进入所述富液槽，经所述液相连通管进入所述除气器中除气，除去的气体经所述气相连通管进入所述塔体内液相空间上方的气相空间，除气后的富液经所述富液出口管进入所述再生过滤装置进行处理，得到能够循环使用的液体脱硫剂并过滤得到硫单质，经所述加碱系统调节能够循环使用的液体脱硫剂的pH后，通过所述循环泵将能够循环使用的液体脱硫剂循环通入所述液相空间继续参与反应；离开液体脱硫剂液面的天然气继续上行，依次经过所述填料层和所述喷洒装置喷淋而下的液体脱硫剂的脱硫吸收后，与所述除去的气体一同经所述除雾层除雾后，从所述天然气出口流出。
[0024]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0025]本专利技术提供的天然气湿法脱硫装置及方法，以天然气为浮选介质，天然气经过天然气曝气器进入塔体，将天然气离散成小气泡，对塔体下部的液体脱硫剂进行浮选，浮选出富含硫单质的液体脱硫剂即富液，富液进入富液槽内，经除气器除气后，进入再生过滤装置进行处理，使富液恢复脱硫能力形成能够循环使用的脱硫剂并过滤得到硫单质，经加碱系统调节能够循环使用的液体脱硫剂的pH后，再循环通入塔体内继续参与反应，离开液体脱硫剂液面的天然气继续上行，依次经过填料层和喷洒装置喷淋而下的液体脱硫剂的脱硫吸收后，与除去的气体一同经除雾层除雾后，从天然气出口流出，从而得到符合标准的天然气。本专利技术将吸收浮选工艺集成在吸收浮选塔内，在浮选出富液的同时也加快了硫化氢与液体脱硫剂反应，在同一设备内实现了多级吸收和浮选，天然气脱硫过程所需设备少，投资成本低，便于进行控制和维护保养。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气湿法脱硫装置，其特征在于：包括吸收浮选塔、再生过滤装置和加碱系统；所述吸收浮选塔包括塔体，所述塔体内由下至上依次设有天然气曝气器、富液槽、填料层、喷洒装置和除雾层，所述塔体底部设有脱硫剂出口和循环脱硫剂进口，所述塔体顶部设有天然气出口，所述脱硫剂出口通过输送管道与所述喷洒装置连接，所述输送管道上设有吸收泵，所述富液槽通过液相连通管连通除气器，所述除气器顶部通过气相连通管连通所述喷洒装置和所述除雾层之间的所述塔体内部，所述除气器底部通过富液出口管连接所述再生过滤装置，通过所述再生过滤装置使富液恢复脱硫能力形成能够循环使用的液体脱硫剂并过滤得到硫单质，所述再生过滤装置通过循环管道连接所述循环脱硫剂进口，所述循环管道上设有循环泵，所述加碱系统与所述再生过滤装置连接，用于向能够循环使用的液体脱硫剂中加入碱液以调节其pH。2.根据权利要求1所述的天然气湿法脱硫装置，其特征在于：所述再生过滤装置包括储液箱和至少两个过滤袋组，各所述过滤袋组均设置于所述储液箱上方，并分别通过富液支管与所述富液出口管连接，各所述富液支管上均设有控制阀，各所述过滤袋组均包括多个并联连接的过滤袋，各所述过滤袋的进口管路上均设有一个滤袋调节阀。3.根据权利要求2所述的天然气湿法脱硫装置，其特征在于：所述加碱系统包括碱液箱、碱液泵、控制器和pH计，所述碱液箱通过碱液管连接所述储液箱，所述碱液泵设置于所述碱液管上，所述pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新芬，王春兰，严庆雨，宋军，巫雪，陈剑峰，杨栋祥，顾胜东，
申请(专利权)人：中石化江苏石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：