酸性气体脱除硫化氢处理系统及处理方法技术方案

一种酸性气体脱除硫化氢处理系统和处理方法，处理系统包括吸收反应单元、硫磺过滤单元、溶液再生单元、温度控制单元和药剂输送单元，吸收反应单元具有络合铁催化剂脱硫溶液，用于吸收通入其中的酸性气体中的硫化氢并氧化成为单质硫；硫磺过滤单元用于过滤单质硫；溶液再生单元用于将经过过滤后的络合铁催化剂脱硫溶液进行氧化再生。其中，所述硫磺过滤单元位于所述吸收反应单元和所述溶液再生单元之间。本发明专利技术通过采取在氧化再生的步骤前将单质硫从溶液中过滤出来，单质硫不会沉积在氧化再生器的底端，系统内硫浓度低，使系统能够长期稳定运行，并且在各种工况下均具有良好操作弹性。并可以简化设备结构，节省投资和建设周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体处理系统及处理方法，尤其涉及一种。
技术介绍
在石油化工、天然气、油田开发、焦炉煤气和半水煤气等工业气体中，硫化氢是一种非常有害的杂质。它的存在不仅会造成设备和管路腐蚀，而且会给环境带来相当严重的危害，属于必须消除或控制的污染物。 在硫化氢脱除工艺中，大规模的脱硫系统,例如单质硫产量5000吨/年以上的系统，一般采用CLAUS工艺；对于小型的脱硫系统应用最广泛的是以下两种湿法催化氧化工艺，I)络合铁催化剂吸收溶液；2)金属钒催化剂吸收溶液。此外，还有将硫化物(包括硫化氢、SO2、有机硫等)全部氧化成SO3并制取硫酸的工艺，硫化物制酸工艺应用范围广，脱硫效率高，运行费用低，经济效益好，但由于涉及危险化学品的管理和运输成本，一般应用在装置现场或经济半径内有硫酸需求的场合。在小规模的脱硫工艺中，络合铁法是一种从气流中脱除硫化氢，将硫化氢氧化为硫的脱硫工艺，自20世纪70年代开始在国外工业应用以来，至今已有几十年的历史，为大家所共知，具有工艺简单，脱硫效率高等优点。络合铁法使用液态络合铁催化剂溶液，该溶液与包含硫化氢的气流接触，将硫化氢氧化成单质硫，同时，络合铁催化剂溶液中的Fe3+还原成Fe2+，然后，用含有氧气的气体，一般是空气，将Fe2+氧化成Fe3+后重复使用。在H2S的吸收过程中主要反应方程式如下H2S (气态)+H2O (液体)=H2S (液态)+H2O (液体)H2S (液态)=H++HS_HS-=H++S2-HS>2Fe3+—H++S+2Fe2+S2>2Fe3+—H++S+2Fe2+这些方程式合并，结果是H2S (气态)+2Fe3+—2H++S+2Fe2+在Fe2+的氧化再生过程中，主要反应方程式如下O2 (气态)+H2O (液体)=O2 (液态)+H2O (液体)O2 (液态)+2H20+4Fe2+一4OH +4Fe3+这些方程式合并，结果是O2 (气态)+H20+2Fe2+--20!T+2Fe3+在国外方面，20世纪70年代，美国空气资源公司率先开发了基于EDTA复合螯合剂的络合铁法工艺L0-CAT，脱硫效率可高达99. 99%。并在20世纪80年代开始工业应用。90年代初，空气资源公司进一步推出了自循环LO-CAT II工艺。在国内方面，近几年，随着国内脱硫要求的提高和工业的发展，小型硫回收的需求迅速增长，适合于小规模硫回收的LO-CAT工艺在国内逐步得到应用。国内对络合铁法脱H2S进行了多年研究，研究过多种方法，但基本上这些方法技术可靠性差或经济可行性差而未能工业应用。在国内，专利CN1354038对络合铁法的工艺条件进行了研究，根据不同的原料气，提出了不同的脱硫剂组成和配比，以及不同的气体处理方式，并通过添加缓蚀剂改善设备腐蚀状况。此外，国内个别LO-CAT工艺的用户为了降低成本，对LO-CAT系统所用的进口催化剂进行了国产化替代开发。在现有的络合铁法常规工艺中，含硫化氢的气体在吸收器内吸收，然后，吸收了H2S的溶液全部送到氧化室进行氧化再生，工艺过程中生成的单质硫在氧化室底部的锥体沉降，沉降后的单质硫进行过滤，由于锥体的单质硫浓度很高，即使采取措施能防止锥体的单质硫因长时间沉积而堵塞，但是仍容易导致设备和管线的堵塞，并额外增加了工艺的复杂程度和投资。为了使单质硫能在锥体底部沉降，整个脱硫系统内需要维持一定浓度的单质硫浓度，以便形成较大的硫磺颗粒。还需要在系统中添加足量的表面活性剂，防止单质硫沉降分离困难。 在现有的络合铁法自循环工艺中存在以下缺点I.设备结构复杂，投资高，设计及建造周期长；2.溶液的循环速度被自循环反应器的初始几何尺寸所设定，在操作期间既不能被测量，也不能被控制；3.虽然理论上自循环工艺可以在(Γ100%负荷下运行，但是，由于自循环系统需要利用酸性气和空气的提升来实现反应器内溶液的循环，因此，当酸性气量低或者由于硫化氢的负荷低导致需要的空气量低时，溶液便无法形成自循环，而使系统无法运行。而如果此时继续维持高的空气量，又将导致催化剂和硫化氢的过度氧化，从而也将影响系统的运行，因此在实际应用中的操作弹性要小很多。不能充分发挥络合铁法脱硫化氢工艺操作弹性大的优势。
技术实现思路
鉴于国内外目前的络合铁法脱硫化氢工艺中存在的上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种能够有效地去除酸性气中的硫化氢的处理系统和处理方法，本专利技术的处理系统和处理方法能够满足排放标准，使系统能够长期稳定运行，并且系统在各种工况下均具有良好操作弹性。为实现上述目的，本专利技术提出一种酸性气体脱除硫化氢处理系统，包括吸收反应单元、硫磺过滤单元、溶液再生单元、温度控制单元和药剂输送单元，所述吸收反应单元具有络合铁催化剂脱硫溶液，用于吸收通入其中的酸性气体中的硫化氢并氧化成为单质硫；所述硫磺过滤单元连接于所述吸收反应单元，用于过滤吸收硫化氢后的所述络合铁催化剂脱硫溶液，以将所述单质硫过滤出；所述溶液再生单元连接于所述硫磺过滤单元，用于将经过过滤后的所述络合铁催化剂脱硫溶液进行氧化再生；所述药剂输送单元连接于所述吸收反应单元，用于输送所述处理系统所需的药剂至所述吸收反应单元中，所述温度控制单元用于维持所述处理系统的反应温度；其中，所述硫磺过滤单元位于所述吸收反应单元和所述溶液再生单元之间，并且经过过滤后的所述络合铁催化剂脱硫溶液回流至所述吸收反应单元中。在本专利技术一实施例中，所述吸收反应单元包括吸收反应器，所述酸性气体通入所述吸收反应器与所述络合铁催化剂脱硫溶液反应，反应后的所述络合铁催化剂脱硫溶液分流为待过滤溶液和循环溶液，所述待过滤溶液通入所述硫磺过滤单元以过滤出所述单质硫，所述循环溶液循环回所述吸收反应器中，其中所述待过滤溶液的流量能够通过调节装置调节。在本专利技术一实施例中，所述吸收反应器具有酸性气分布器，并在所述吸收反应器下部设置具有反应区，所述酸性气分布器位于所述反应区的上方。在本专利技术一实施例中，所述溶液再生单元包括氧化再生器和供氧装置，所述氧化再生器为立式平底储罐结构。 在本专利技术一实施例中，所述氧化再生器的底板上设置有空气分布器。在本专利技术一实施例中，所述处理系统还包括废气预处理单元，所述废气预处理单元连接于所述吸收反应单元，所述废气预处理单元对所述酸性气体进行初步净化之后将所述酸性气体通入所述吸收反应单元。在本专利技术一实施例中，所述处理系统还包括尾气处理单元，所述尾气处理单元用于去除所述吸收反应单元和所述溶液再生单元产生的尾气中夹带的所述络合铁催化剂脱硫溶液。本专利技术还提出一种酸性气体脱除硫化氢处理方法，包括以下步骤SlOl将酸性气物流通入吸收反应器，使所述酸性气物流中的硫化氢被所述吸收反应器中的络合铁催化剂脱硫溶液吸收，并被所述络合铁催化剂脱硫溶液中氧化成单质硫。S102将步骤SlOl中反应过后的所述络合铁催化剂脱硫溶液分成待过滤溶液和循环溶液，将所述待过滤溶液通过硫过滤器以过滤出单质硫，将所述循环溶液回流到所述吸收反应器中。S103所述待过滤溶液经过所述硫过滤器过滤之后形成硫浆液和滤液，将所述滤液进入氧化再生器中进行氧化。S104将氧化再生后的所述滤液通入吸收反应器中。在本专利技术一实施例中，步骤SlOl之前还包括SlOO将所述酸性气体通入酸性气液分液罐，以去除杂质。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性气体脱除硫化氢处理系统，其特征在于，包括吸收反应单元、硫磺过滤单元、溶液再生单元、温度控制单元和药剂输送单元，所述吸收反应单元具有络合铁催化剂脱硫溶液，用于吸收通入其中的酸性气体中的硫化氢并氧化成为单质硫；所述硫磺过滤单元连接于所述吸收反应单元，用于过滤吸收硫化氢后的所述络合铁催化剂脱硫溶液，以将所述单质硫过滤出；所述溶液再生单元连接于所述硫磺过滤单元，用于将经过过滤后的所述络合铁催化剂脱硫溶液进行氧化再生；所述药剂输送单元连接于所述吸收反应单元，用于输送所述处理系统所需的药剂至所述吸收反应单元中；所述温度控制单元用于维持所述处理系统的反应温度；其中，所述硫磺过滤单元位于所述吸收反应单元和所述溶液再生单元之间，并且经过过滤后的所述络合铁催化剂脱硫溶液回流至所述吸收反应单元中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡惊雷，
申请(专利权)人：美景北京环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：