阅读说明：本技术 一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统 (System for removing hydrogen sulfide in coke oven gas ) 是由 陈佳 郭华 姜茂贵 何水 于 2019-01-31 设计创作，主要内容包括：一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统,包括旋流雾幕吸收塔,转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔,通过传动机构与变频电机同步转动,转轴上固定有若干层甩液桶单元,每层甩液桶单元设有多个甩液桶,进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方；富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通,贫液槽与所述进液管连通,初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进气口连通,除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口,甩液桶使贫液形成均相雾幕与焦炉煤气接触传质,吸收H<Sub>2</Sub>S。本发明的脱除硫化氢的系统结构简单,脱硫效率高,脱硫塔体积小,处理量大。(A system for removing hydrogen sulfide in coke oven gas comprises a rotational flow fog curtain absorption tower, a rotating shaft penetrates through the rotational flow fog curtain absorption tower and synchronously rotates with a variable frequency motor through a transmission mechanism, a plurality of layers of liquid throwing barrel units are fixed on the rotating shaft, each layer of liquid throwing barrel unit is provided with a plurality of liquid throwing barrels, and a liquid inlet pipe penetrates through the inner wall of the rotational flow fog curtain absorption tower and extends to the positions above the liquid throwing barrels and an annular screen disc; the rich liquor tank is communicated with a liquor outlet of the rotational flow fog curtain absorption tower, the lean liquor tank is communicated with the liquor inlet pipe, the primary cooler is communicated with a gas inlet of the rotational flow fog curtain absorption tower, the demister is communicated with a gas outlet of the rotational flow fog curtain absorption tower, and the lean liquor forms a homogeneous fog curtain to contact with coke oven gas for mass transfer by the liquid throwing barrel to absorb H 2 And S. The system for removing the hydrogen sulfide has the advantages of simple structure, high desulfurization efficiency, small size of the desulfurization tower and large treatment capacity.)

一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统

技术领域

本发明设计化工设备领域，尤其涉及一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统。

背景技术

针对工业气体中的硫化氢成份进行脱硫处理，应用较为广泛的现有湿法脱硫主要是采用传统的填料塔设备吸收硫化氢。这种技术的塔设备体积庞大，装置投资较大，液体循环量大，气阻高，开停车不方便，设备运行费用高，如德国史梯尔公司开发的专利技术，简称A-S法，液相靠重力场自上而下流动，因此液膜厚、液速低、停留时间长，造成H₂S和CO₂同时被吸收下来，导致碱的利用率大大降低。所以要达到H₂S的排放标准需要减少液膜湍流，增高增大塔设备。

刘有智团队研发的旋转填料床利用高速旋转的填料产生超重力环境，传质单元高度可降低1～2个数量级，传质效率增强，单位设备体积的生产强度提高了1～2个数量级。但仍不适用于对焦化厂初冷工段处理后的焦炉煤气进行脱硫，该焦炉煤气含焦油20～50mg/m³，苯族烃30～40g/m³，在脱除硫化氢的过程会产生萘沉淀堵塞填料，降低传质效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优化结构的旋转脱硫塔，提高脱除焦化厂初冷工段处理后的焦炉煤气中硫化氢的效率，降低阻力，缩小塔空间，降低投资。

本发明所采用的技术方案是，一种用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，包括旋流雾幕吸收塔，转轴穿过所述旋流雾幕吸收塔，通过传动机构与变频电机同步转动，转轴上固定有若干层甩液桶单元，每层甩液桶单元设有多个甩液桶，对应于所述甩液桶单元所述旋流雾幕吸收塔内壁连接环形筛网盘，远离所述甩液桶单元，使环形筛网盘和甩液桶单元之间形成环形通道，进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方；富液槽与所述旋流雾幕吸收塔的排液口相连通，贫液槽与所述进液管连通，初冷器与所述旋流雾幕吸收塔的进气口连通，除雾器连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口，所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转速为600～3000rpm。

优选地，所述旋流雾幕吸收塔设有两层甩液桶单元，每层甩液桶单元外侧下方对应一个环形筛网盘，环形筛网盘通过汇液环形槽连接所述旋流雾幕吸收塔内壁，多个排液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁连通至各层环形汇液槽下方，冷却器一端依次通过洗涤泵、第一排液管连通第一环形汇液槽，另一端通过第三进液管向第二甩液桶单元输送冷却贫液，贫液槽通过第一进液管向第一甩液桶单元和第一环形筛网盘输送贫液，剩余氨水槽通过第四进液管向第二环形筛网盘输送含有焦油的剩余氨水，富液槽通过第二排液管连通第二环形汇液槽。

进一步地，位于贫液泵与旋流雾幕吸收塔之间的进液管设有贫液泵。

进一步地，所述富液槽通过富液泵与再生槽相连，再生槽的出口管路连接贫液槽。

优选地，多个所述甩液桶同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼，所述孔眼的直径为0.5～1mm，密度为39200～59200个/m²。

优选地，所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔，筛孔直径为1～1.5mm，密度为39200～59200个/m²，环形筛网盘内缘设有围片。

进一步地，所述第二环形筛网盘内缘靠近第二甩液单元，第二环形筛网盘由外向内向所述旋流雾幕吸收塔底倾斜形成坡面。

进一步地，所述第三进液管还连通贫液槽。

本发明提供的技术方案提供的脱硫塔对比于旋转填料床脱硫塔相比，有以下优点：1.旋转填料床将进液管设置在转轴内，转轴表面设有排液孔，结构复杂，且中空的转轴还要连接复杂的输液系统，本发明的脱硫塔进液管与此不同，而是穿过塔壁直接向甩液桶或环形筛网盘输送贫液，进液结构简单；2.本发明中贫液经甩液桶甩出雾化成雾幕，与向上流动的焦炉煤气两相接触传质，雾化后的液滴直径为1～50μm，传质接触面积大于旋转填料床中形成的液膜；3.贫液雾幕呈均相与含焦炉煤气接触传质，两相接触均匀；4.吸收H₂S后的液滴甩至塔壁或环形筛网盘，在环形筛网盘上形成液膜与经过筛孔的焦炉煤气接触传质；5.本发明的脱硫塔未设填料层，焦炉煤气与雾幕进行传质，因而阻力更小，缩小了脱硫塔的高度和体积；6.本发明的系统设有两层甩液桶单元、两层环形筛网盘和环形汇液槽，一股贫液被第一甩液桶单元甩成雾幕后吸收H₂S后温度升高，在碰撞塔壁经环形汇液槽、第一排液管送至冷却器降温，再重新送至第二甩液桶单元形成雾幕再次进行传质，另一股贫液通过第二进液管分配在第一环形筛网盘与汇集在其上的高温雾幕液滴混合，降低混合液温度，低温的贫液内H₂S的饱和蒸汽亚更低，吸收H₂S的效率更高，降温后的混合液还与贫液混合送入第二甩液桶单元，降低了混合液内H₂S的浓度，提高了第二甩液桶单元甩出的雾幕与焦炉煤气的传质效率，第二环形汇液槽用于汇集富液，含有焦油的剩余氨水分配至第二环形筛网盘用于防止焦炉煤气中的萘生成沉淀，将萘洗出，锥形的第二环形筛网盘可避免剩余氨水和富液混合。

附图说明

图1为本发明实施例1的脱硫塔剖视结构示意图；

图2为本发明图1的俯视结构示意图；

图3为本发明图1的后视结构示意图；

图4为本发明实施例1的系统示意图；

图5为本发明实施例2的脱硫塔剖视结构示意图；

图6为本发明图2的俯视结构示意图；

图7为本发明图2的后视结构示意图；

图8为本发明实施例2的系统示意图；

图9为A-S填料脱硫塔净化焦炉煤气时H₂S、CO₂吸收率与时间的关系图；

图10为2％氨溶液表面H₂S饱和蒸汽压与H₂S含量的关系图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

如图1～4所示，本发明涉及用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，包括旋流雾幕吸收塔2，转轴10穿过所述旋流雾幕吸收塔2，通过传动机构20与变频电机30同步转动，转轴上固定有两层甩液桶单元11，每层甩液桶单元设有四个甩液桶13，对应于所述甩液桶单元所述旋流雾幕吸收塔内壁连接环形筛网盘14，远离所述甩液桶单元，使环形筛网盘和甩液桶单元之间形成环形通道，进液管101穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方；富液槽111与所述旋流雾幕吸收塔的排液口112相连通，所述富液槽通过富液泵113与再生槽114相连，再生槽的出口管路连接贫液槽109，贫液槽与所述进液管101连通，位于贫液槽与旋流雾幕吸收塔之间的进液管设有贫液泵，初冷器115与所述旋流雾幕吸收塔的进气口116连通，除雾器117连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口118，所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转速为800rpm。

四个所述甩液桶同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体131，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132，所述孔眼的直径为0.5mm，密度为59200个/m²。所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔，筛孔直径为1mm，密度为39200个/m²，环形筛网盘内缘设有围片143。

甩液桶上设置的三棱柱体，起到搅动贫液的作用，使贫液在甩液桶内做离心运动。

实施例2

如图5～8所示，本发明涉及用于脱除焦炉煤气中硫化氢的系统，包括旋流雾幕吸收塔2，转轴10穿过所述旋流雾幕吸收塔，通过传动机构20与变频电机30同步转动，转轴上固定有两层甩液桶单元11和12，每层甩液桶单元设有五个甩液桶13，每层甩液桶单元外侧下方对应一个环形筛网盘14和15，环形筛网盘通过汇液环形槽16和17连接所述旋流雾幕吸收塔内壁，四个进液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁延伸至甩液桶和环形筛网盘上方，两个排液管穿过所述旋流雾幕吸收塔内壁连通至各层环形汇液槽下方，冷却器107一端依次通过洗涤泵108、第一排液管103连通第一环形汇液槽16，另一端通过第三进液管104向第二甩液桶单元12输送冷却贫液，贫液槽109通过第一进液管101向第一甩液桶单元11和第一环形筛网盘14输送贫液，剩余氨水槽110通过第四进液管105向第二环形筛网盘15输送含有焦油的剩余氨水，富液槽111通过第二排液管106连通第二环形汇液槽17。

剩余氨水槽110还与所述旋流雾幕吸收塔的排液口112相连通，所述富液槽111通过富液泵113与再生槽114相连，再生槽的出口管路连接贫液槽109，初冷器115与所述旋流雾幕吸收塔的进气口116连通，除雾器117连通所述旋流雾幕吸收塔的排气口118，所述旋流雾幕吸收塔中甩液桶的转速为600rpm。

五个所述甩液桶13同心布置，依次由上至下呈阶梯状排列，各层甩液桶等距排列，直径等距递增，下层甩液桶底板连接上层甩液桶底板下侧，各甩液桶的底板上侧沿周向均匀分布三棱柱块体131，各甩液桶筒壁靠近上缘均匀分布孔眼132，所述孔眼的直径为1mm，密度为39200个/m²。所述环形筛网盘上均匀分布有筛孔141，筛孔直径为1.5mm，密度为59200个/m²，环形筛网盘内缘设有围片143。

实施例3

采用实施例1的系统脱除焦炉煤气的硫化氢：工艺待处理焦炉煤气气量为75000m³/h，每立方米的焦炉煤气含H₂S10000mg、HCN 3000mg、NH₃ 4000、CO₂55000mg温度25℃，采用含NH₃为5％的氨水喷洒，喷洒量为800公斤/km³模拟焦炉煤气，开启甩液桶单元，通过变频器调节甩液桶单元转轴转速为600r/min待甩液桶单元稳定后(约两分钟)，开启液阀，启动贫液泵，通过调节液量至60t/h，同时开启富液泵，待液相运转平稳后，开启气相，通过调节阀逐步达到75000m³/h。塔内温度为35～40℃；塔高为4m，塔径为3m，焦炉煤气在塔内停留时间为0.7～0.8s，排出的富液中不含CO₂，待整个工艺系统稳定后，即可对气体进出口进行硫化氢含量的检测。排气口排出的气体H₂S浓度为80mg/m³硫化氢脱除率可达99％以上，使用湿式静电除雾器收集从排气口夹带的液滴比采用旋风除尘器收集的液滴，同时检测除雾器出口液滴浓度，湿式静电除雾器的液滴出口浓度比旋风除尘器的液滴出口浓度降低26％，说明出口气体含粒径为1～5μm的液滴，贫液在甩液桶单元中甩出形成雾幕，液滴大小为1～50μm，。

实施例4

采用实施例2的系统脱除焦炉煤气的硫化氢：工艺待处理焦炉煤气气量为75000m³/h，每立方米的焦炉煤气含H₂S10000mg、HCN 3000mg、NH₃ 4000、CO₂55000mg温度25℃，采用含NH₃为5％的氨水喷洒，喷洒量为800公斤/km³模拟焦炉煤气，开启甩液桶单元，通过变频器调节甩液桶单元转轴转速为600r/min待甩液桶单元稳定后(约两分钟)，开启液阀，启动贫液泵，通过调节液量至60t/h，同时开启富液泵，待液相运转平稳后，开启气相，通过调节阀逐步达到75000m³/h。通过冷却器管道给第一排液管排出液相体系降温，控制温度在23～25℃；贫液在甩液桶单元中甩出形成雾幕，液滴大小为1～50mm，塔高为4m，塔径为3m，焦炉煤气在塔内停留时间为0.7～0.8s，排出的富液中不含CO₂，待整个工艺系统稳定后，即可对气体进出口进行硫化氢含量的检测。排气口排出的气体H₂S浓度为50mg/m³硫化氢脱除率可达99.5％以上。

本发明采用全塑材料制成，具有耐腐蚀性好、强度高、本体重量轻、不易老化、结构合理、不易变形、维护方便等优点。