具体实施方式

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

针对目前天然气干法脱硫剂装填方式存在的脱硫剂床层气体分布不均、脱硫剂床层高度大、脱硫剂易板结、使用硫容低的不足以及通过一个脱硫塔1同时脱除多种气体困难等问题，本申请实施例提供了一种干法脱硫装置，旨在解决上述技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种干法脱硫装置，如图1所示，干法脱硫装置包括：脱硫塔1、多层支撑栅板、惰性瓷球3、丝网以及脱硫剂4；

多层支撑栅板2位于脱硫塔1内，且每层支撑栅板2间隔设置；

丝网包括第一丝网和第二丝网，每层支撑栅板2上均铺设有第一丝网，惰性瓷球3铺设在第一丝网上，第二丝网铺设在惰性瓷球3上，脱硫剂4放置在第二丝网上；

支撑栅板2网格的尺寸以及第一丝网网格的尺寸均小于惰性瓷球3的尺寸；

脱硫塔1的塔顶部具有进气口101和装料口102，塔底部具有出气口103，脱硫塔1的外壁设置有多个卸料孔104，一个卸料孔104与一个支撑栅板2相对应，且卸料孔104位于支撑栅板2之上。

本申请实施例提供的装置至少具有以下技术效果：

本申请实施例提供的装置，通过设置多层支撑栅板2，使得脱硫剂4分层设置，减少了沟流效应，使天然气分布更均匀，脱硫剂4利用效率更高；并且脱硫剂4分层设置，降低了底部脱硫剂4的受力减少了脱硫剂4的粉化和板结，提高了脱硫剂4的使用硫容，能够实现脱硫剂4更长周期的使用，也使得脱硫剂4的卸除更容易，并且可以通过设置多层支撑栅板上的脱硫剂4的不同，可以实现对不同气体的脱除。

需要说明的是，本申请实施例提供的支撑栅板2为多层，支撑栅板2的数量可以根据脱硫塔1的高度进行确定。作为一种示例，当脱硫塔1的高度较高时，可以设置支撑栅板2的数量较多，示例的，可以为2层、3层或4层等。支撑栅板2的数量也可以根据天然气中需要脱除的气体的种类确定。作为一种示例，当需要脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳时，支撑栅板2的数量至少为两层，每层支撑栅板2之间的脱硫剂4种类设置不同，以达到脱除硫化氢和二氧化碳的目的。可以理解的是，当需要脱除的气体为二氧化碳和硫化氢时，也可以设置3层或4层的支撑栅板2，以提高脱除的效果。

也就是说，本申请实施例提供的装置中，每层支撑栅板2之间脱硫剂4的种类可以相同也可以不同。但是一层支撑栅板2上的脱硫剂4种类应该相同，以达到集中对一种气体的脱除。作为一种示例，本申请实施例提供的脱硫剂4可以为脱硫剂。

可以理解的是，由于支撑栅板2需要支撑脱硫剂4的重量，因此支撑栅板2的材质需要具有一定的强度，并且基于天然气中脱除的气体大部分为酸性气体，例如，二氧化碳和二氧化硫以及硫化氢气体等均为酸性气体，会对支撑栅板2造成腐蚀。因此，本申请实施例提供的支撑栅板2的材质可以为不锈钢材质的支撑栅板。

需要说明的是，通过在惰性瓷球3的上方与下方分别铺设第一丝网与第二丝网，可以更好地实现气体的分布，提高气体在脱硫剂中的分布效率。可以理解的是，第一丝网位于惰性瓷球3的下方，第二丝网位于刚性瓷球的上方、脱硫剂4的下方，即第一丝网与第二丝需要承受脱硫剂4的重量，因此第一丝网与第二丝网需具有一定的强度，示例的，第一丝网与第二丝网可以为不锈钢丝网。

本申请实施例通过设置支撑栅板2网格的尺寸以及第一丝网网格的尺寸均小于惰性瓷球3的尺寸，可以避免脱硫剂4从第一丝网的网格以及支撑栅板2的网格掉落。需要说明的是，第一丝网以及支撑栅板2网格的尺寸不能太小，太小的话气体难以通过，第一丝网以及支撑栅板2网格的尺寸也不能太大，太大的话脱硫剂4会从其网格掉落。作为一种示例，第一丝网网格以及支撑栅板2的网格的大小可以为脱硫剂4直径的一半或四分之三。

可以理解的是，完成脱硫作业时，需要向脱硫塔1中装填脱硫剂4，因此，通过在脱硫塔1的塔顶部设置装料口102，以完成脱硫剂的装填。通过在脱硫塔1的塔顶部设置进气口101，以使待处理天然气通入脱硫塔1中。

需要说明的是，由于在完成脱硫作业后需要卸掉脱硫塔1中的脱硫剂4，因此，通过在脱硫塔1的塔底部设置卸料孔104，以完成脱硫剂4的卸除。由于需要人工卸除脱硫塔1中的脱硫剂4，因此，卸料孔104的直径不能太小，太小使得作业人员的手难以进入，示例的，卸料孔104的大小可以与人手的大小相适配，以保证手能伸入以完成脱硫剂4的卸除。本申请实施例提供的卸料孔104还可以用来拆卸支撑栅板2、第一丝网和第二丝网。

本申请实施例通过将卸料孔104设置在支撑栅板2的上方，并且每一个支撑栅板2上均对应一个卸料孔104，以保证每一层支撑栅板2上脱硫剂4的卸除。

在一种可选地实施方式中，卸料孔104的下边缘距支撑栅板2的距离为200-500mm。

需要说明的是，卸料孔104与支撑栅板2的距离不能太远，太远会影响脱硫剂4的卸除，示例的，卸料孔104的下边缘距支撑栅板2的距离可以为200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm等。如此，可以方便作业人员拆卸支撑栅板2以及卸取脱硫剂4。

需要说明的是，本申请实施例提供的支撑栅板2中，距离脱硫塔1的塔顶部最近的支撑栅板2与脱硫塔1的塔顶部之间的距离应该≥200mm，以使得脱硫剂4与脱硫塔1的顶部具有一定的空间，使得气体再次分布，提高脱除效率。

在一种可选地实施方式中，脱硫剂4与位于脱硫剂上面一层支撑栅板2的距离大于等于300mm。

本申请实施例提供的进气口101位于脱硫塔1的塔顶部，与顶层脱硫剂表面距离≥400mm，出口管线位于脱硫塔1的塔底部，与底部支撑栅板2距离≥300mm。采用此种方式不会导致脱硫塔1的塔底积液，无需排液，也可以在顶层脱硫剂的顶部铺两层以上惰性瓷球3，以防止气流带走脱硫剂4。

需要说明的是，本申请实施例提供的装置，进气口101还可位于脱硫塔1的塔底部，与底部支撑栅板2距离≥300mm，出气口103还可位于脱硫塔1上部，与顶层脱硫剂表面距离≥500mm，该种方式会导致脱硫塔1塔底积液，需要定期进行排液。

在一种可选地实施方式中，如图2所示，支撑栅板2包括：两个第一支撑栅板21、两个第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23；

第三支撑栅板23位于两个第二支撑栅板22之间，一个第一支撑栅板21与一个第二支撑栅板22连接，另一个第一支撑栅板21与另一个第二支撑栅板22连接。

需要说明的是，本申请实施例提供的支撑栅板可以根据脱除气体的种类或者脱除的程度进行拆卸，因此，将支撑栅板设置为可拆卸的第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23。安装时，分别将第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23通过卸料孔104放入脱硫塔1内。

在一种可选的实施方式中，第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23之间为可拆卸连接。示例的，可以是在第三支撑栅板23与两个第二支撑栅板22连接的两端设置连接孔，通过连接杆将第三支撑栅板23与两个支撑栅板连接，在两个支撑栅板的两端分别设置连接孔，通过连接杆将第二支撑栅板22与两个第一支撑栅板21连接。

在一种可选地实施方式中，两个第一支撑栅板21、两个第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23的宽度均小于卸料孔104的直径。

可以理解的是，由于第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23通过卸料孔104放入脱硫塔1内，因此，第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23的宽度应该小于卸料孔104的直径。

在一种可选地实施方式中，第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23的强度依次增大。

需要说明的是，本申请提供的支撑栅板2要承受脱硫剂4的重量，因此，对第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23的强度具有一定的要求，并且由于通过装料口102向脱硫塔1中装填脱硫剂4时，大部分的脱硫剂4还是会集中在支撑栅板的中间。因此，通过设置第一支撑栅板21、第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23的强度依次增大，提高对脱硫剂4的支撑效果。

在一种可选地实施方式中，装置还包括：支撑件5，支撑件5与脱硫塔1的内壁连接，支撑栅板2的底边与支撑件5相抵。

可以理解的是，支撑栅板2与脱硫塔1的内壁连接，需要提供一定的支撑力。因此，通过设置支撑件5与脱硫塔1的内壁连接，支撑栅板2的底边与支撑件5相抵保证每层支撑栅板2的稳定。

作为一种示例，支撑件5可以为支撑杆，支撑杆的材质可以为不锈钢材质的支撑杆，避免脱硫塔1内的酸性气体对其造成腐蚀。

需要说明的是，本申请实施例提供的支撑件5的数量可以为多个，即可以沿每个支撑栅板2的底边圆周方向设置一圈支撑件5。本申请实施例对支撑件5的数量不限于此。

在一种可选地实施方式中，该装置还包括排污管线6，排污管线6与脱硫塔1的塔底部连接。

需要说明的是，通过设置排污管，可以将脱硫塔1的塔底积液定时排出，还可以对脱硫塔1进行定期检查和维修。

在一种可选地实施方式中，惰性瓷球3的厚度为100-200mm。

在一种可选地实施方式中，如图3和4所示，本申请实施例提供的装置还包括楔形导向环7，楔形导向环7脱硫塔1的内壁，且位于第一丝网上。

参见图3，本申请提供的楔形导向环7从上至下的半径依次增大，其形状类似于直角三角形，其中，直角三角形的底边压在第一丝网上，直角边与脱硫塔1的内壁连接，斜边与脱硫剂接触。通过设置楔形导向环7可以使得脱硫塔1的内壁面流速降低限制沟流的产生，同时增加气体扰动效果，使气体混合更均匀。

作为一种示例，参见图4，本申请实施例提供的楔形导向环7可以包括三块平均分布的环状结构，每块环状结构对应的中心圆角为120°。且楔形导向环7材质优选为轻质耐腐蚀材质，楔形导向环沿脱硫塔1的塔壁均匀布置在支撑栅板2上。作为一种示例，本申请实施例提供的楔形导向环7的底面宽度为200mm，楔形导向环高度为200mm。

需要说明的是，安装本装置时，可以通过卸料孔104将支撑栅板2放入脱硫塔1内后，将第一丝网铺设在支撑栅板2上，然后通过卸料孔104放入楔形导向环7压住第一丝网，在第一丝网上铺设惰性瓷球3，在惰性瓷球3上铺设第二丝网之后关闭卸料孔104。

另一方面，提供了一种干法脱硫方法，该方法采用上述任一的干法脱硫装置进行脱硫，该方法包括：

通过与每层支撑栅板2相对应的卸料孔104将支撑栅板2放入脱硫塔1内，将第一丝网铺设在支撑栅板2上，在第一丝网上铺设惰性瓷球3，在惰性瓷球3上铺设第二丝网，关闭卸料孔104；

通过装料口102向第二丝网上装填脱硫剂4；

通过脱硫塔1的塔顶部的进气口101通入待处理天然气，待处理天然气与脱硫剂4反应进行脱硫处理，从脱硫塔1的塔底部的出气口103排出得到目标天然气。

以下将通过可选地实施例进一步描述本申请提供的脱硫方法。

实施例一，设置两次支撑栅板2，两层脱硫剂，实现单一气体硫化氢的脱除。

脱硫塔11内径为D1＝2000mm，底部卸料孔104和二层卸料孔104的内径相同，均为D2＝500mm，两个第一支撑栅板21、两个第二支撑栅板22以及第三支撑栅板23最大宽度均为400mm。

通过底部卸料孔104装入第一层支撑栅板2，再通过底部卸料孔104装入预先设置好的第一丝网，将第一丝网铺在支撑栅板2上，在第一丝网上铺上约150mm厚的惰性瓷球3，支撑栅板2的网格尺寸小于惰性瓷球3直径，使得惰性瓷球3不会从支撑栅板2的网格中掉落；再在惰性瓷球3上铺上一层第二丝网，然后关闭底部卸料孔104。

通过脱硫塔1的顶部装料口102装入第一层的脱硫剂，待第一层脱硫剂的顶部表面距离第二层支撑栅板2接近300mm位置完成第一层脱硫剂的装填。

同样的，先通过第二层卸料孔104装入第二层支撑栅板，依次装入第一丝网、150mm厚的二层惰性瓷球3、第二丝网，关闭第二层卸料孔104，通过脱硫塔1顶部装料口102向第二层装入脱硫剂，第二层脱硫剂采用与第一层脱硫剂相同的氧化铁脱硫剂，待第二层脱硫剂顶部表面距离进气口101对应位置500mm位置时完成二层脱硫剂装填。

待处理天然气从进气口101进入，从上至下依次经过第二层脱硫剂和第一层脱硫剂脱硫后从出气口103排出，实现气体中硫化氢的脱除。

本实施例提供的方法，由于采取两层装填方式，一方面可以使得气体分布更均匀，同时可以减小第一层脱硫剂的受力，延长脱硫剂的总体使用时间，实现了脱硫剂硫容量的提高。

待脱硫剂使用周期结束，需进行脱硫剂的更换，卸除步骤如下。

首先打开第二层卸料孔104，将第二层脱硫剂进行收集卸除，再通过第二层卸料孔104依次取出第二丝网、第二层的惰性瓷球3、第一丝网和第二层支撑栅板2。

再打开第一层的卸料孔104，将第一层脱硫剂进行收集卸除，再通过第一层的卸料孔104依次取出第二丝网、惰性瓷球3、第一丝网和第一层支撑栅板2，从而完成整个脱硫剂的卸除。

实施例二，三层脱硫剂，实现两种气体硫化氢和硫醇的脱除。

如图3所示，脱硫塔11内径为D1＝2000mm，第一层卸料孔104和第二层卸料孔104的内径相同均为D2＝500mm，第三层卸料孔104的直径为D3＝450mm。支撑栅板2最大宽度均为400mm。

脱硫塔1装填时，先通过第一层卸料孔104装入第一层支撑栅板2，再通过第一层卸料孔104装入第一丝网，将其铺在第一层支撑栅板2上，在第一丝网上铺上约150mm厚的惰性瓷球3，支撑栅板2的网格尺寸小于惰性瓷球3直径，使得惰性瓷球3不会从网格中掉落，再在惰性瓷球3上铺上一层第二丝网，然后关闭第一层卸料孔104。

通过脱硫塔1的塔顶部装料口102装入第一层脱硫剂，第一层脱硫剂采用活性分子筛材质，主要用于硫醇组分的脱除，待第一层脱硫剂顶部表面距离第二层支撑栅板2接近300mm位置时完成第一层脱硫剂的装填。

先通过第二层卸料孔104装入第二层支撑栅板2，依次装入第一丝网、150mm厚的惰性瓷球3、第二丝网，关闭第二层卸料孔104。

通过脱硫塔1的塔顶部装料口102装入第二层脱硫剂，第二层脱硫剂采用氧化铁脱硫剂，用于硫化氢组分的脱除，待第二层脱硫剂顶部表面距离第三层支撑栅板2接近300mm位置时完成第二层脱硫剂的装填。

先通过第三层卸料孔104装入第三层支撑栅板2，依次装入第一丝网、150mm厚的惰性瓷球3、第二丝网，关闭第三层卸料孔104，

通过脱硫塔1的塔顶部装料口102装入第三层脱硫剂，第三层脱硫剂采用氧化铁脱硫剂，用于硫化氢组分的脱除，待第三层脱硫剂顶部表面距离进气口101对应位置500mm位置完成第三层脱硫剂装填。

使用过程中，待处理天然气从进气口101进入，从上至下依次经过第三层脱硫剂、第二层脱硫剂和第一层脱硫剂脱硫后从出气口103排出，实现天然气中硫化氢和硫醇组分的脱除。

由于采取三层装填方式，一方面可以使得气体分布更均匀，同时可以减小第二层脱硫剂和第一层脱硫剂的受力，延长脱硫剂的总体使用时间，实现两种气体脱除的条件下实现脱硫剂硫容量的提高。

待脱硫剂使用周期结束，需进行脱硫剂的更换，卸除步骤如下。

首先打开第三层卸料孔104，将第三层脱硫剂进行收集卸除，再通过第三层卸料孔104依次取出第二丝网、惰性瓷球3、第一丝网和支撑栅板2。再打开第二层卸料孔104，将第二层脱硫剂进行收集卸除，再通过第二层卸料孔104依次取出第二丝网、惰性瓷球3、第一丝网和支撑栅板2。再打开第一层卸料孔104，将第一层脱硫剂进行收集卸除，脱硫剂单独收集进行回收利用，再通过第一层卸料孔104依次取出第二丝网、惰性瓷球3、第二丝网和支撑栅板2，从而完成整个脱硫剂的卸除。

本申请实施例提供的方法，通过多层支撑栅板，使得脱硫剂4分层设置，减少了沟流效应，使天然气分布更均匀，脱硫剂4利用效率更高；并且脱硫剂4分层设置，降低了底部脱硫剂4的受力减少了脱硫剂4的粉化和板结，提高了脱硫剂4的使用硫容，能够实现脱硫剂4更长周期的使用，也使得脱硫剂4的卸除更容易，并且可以通过设置多层支撑栅板2上的脱硫剂4的不同，可以实现对不同气体的脱除。

以上所述仅为本申请的说明性实施例，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。