[發(fā)明專利]沼氣干法過(guò)濾脫硫系統(tǒng)及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210319488.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN102851090A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛云建;柴京;張樂(lè)同;陳偉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州蕭山管道燃?xì)獍l(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C10L3/10
• 分類號(hào): C10L3/10;C01B17/02
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務(wù)所(普通合伙) 33236
• 代理人: 林君勇

1.一種沼氣干法過(guò)濾脫硫系統(tǒng)，其特征在于：包括沼氣進(jìn)管(1)，所述的沼氣進(jìn)管(1)與進(jìn)氣柜(2)相連接，所述的進(jìn)氣柜(2)與脫硫吸收塔(3)相連接，所述的脫硫吸收塔(3)的上部與氣液分離器(4)相連接，所述的氣液分離器(4)與氣體洗滌塔(5)相連接，所述的氣體洗滌塔(5)與干法脫硫器(6)相連接，所述的干法脫硫器(6)的上部與除塵器(7)相連接，所述的干法脫硫器(6)的底部與硫化物管(8)相連接，所述的除塵器(7)與壓縮機(jī)(9)相連接，所述的壓縮機(jī)(9)與沼氣出管(10)相連接；所述的脫硫吸收塔(3)的底部與溶液反應(yīng)槽(11)相連接，所述的溶液反應(yīng)槽(11)與富液泵(12)相連接，所述的富液泵(12)與噴射器(13)相連接，所述的噴射器(13)與再生塔(14)相連接，所述的再生塔(14)的上部與硫泡沫分離槽(15)相連接，所述的硫泡沫分離槽(15)與熔硫釜(16)相連接，所述的熔硫釜(16)與鑄模(17)相連接，所述的鑄模(17)與單質(zhì)硫管(18)相連接，所述的再生塔(14)的的出口處與液位調(diào)節(jié)器(19)相連接，所述的液位調(diào)節(jié)器(19)與貧液泵(20)相連接，所述的貧液泵(20)再回流至脫硫吸收塔(3)中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣干法過(guò)濾脫硫系統(tǒng)，其特征在于：所述的進(jìn)氣柜(2)與脫硫吸收塔(3)間設(shè)有增壓器(21)，所述的富液泵(12)的下方設(shè)有與之相并聯(lián)的富液泵Ⅰ(22)，所述的貧液泵(20)的下方設(shè)有與之相并聯(lián)的貧液泵Ⅰ(23)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沼氣干法過(guò)濾脫硫的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：

(1)、原料沼氣從沼氣進(jìn)管進(jìn)入至進(jìn)氣柜進(jìn)行緩沖和穩(wěn)壓處理，沼氣的壓力為1000～3000Pa，穩(wěn)壓的時(shí)間為10～60秒；???

????(2)、沼氣經(jīng)增壓器增壓至27～31KPa，沼氣的溫度為15～30℃，增壓的時(shí)間為1～10秒；

(3)、增壓后的沼氣從脫硫吸收塔的下部進(jìn)入，與脫硫吸收塔上噴淋的含催化劑的脫硫液逆流接觸，沼氣中H₂S被脫硫液吸收，脫硫液與沼氣的反應(yīng)時(shí)間為2～3分鐘，脫硫液為含催化劑碳酸鈉溶液，含催化劑碳酸鈉溶液的化學(xué)式為：Na₂C0₃；

???????沼氣與脫硫液的化學(xué)方程式?Na₂C0₃＋H₂S＝NaHS＋NaHC0₃；

在V5+催化下，HS-反應(yīng)生成單質(zhì)硫:

NaHS＋NaHC0₃＋2NaV0₃＝Na₂V₂0₅＋Na₂C0₃＋S＋H₂0?

經(jīng)過(guò)熟化的栲膠醌態(tài)組分將V4+氧化為V5+，栲膠醌態(tài)變成栲膠酚態(tài)，栲膠醌態(tài)為TQ，栲膠酚態(tài)為THQ：

Na₂V₂0₅＋TQ＝NaV0₃＋THQ；

?(4)、脫硫后的沼氣從脫硫吸收塔的塔頂引出，經(jīng)氣液分離器進(jìn)行分離處理，氣液分離器的分離時(shí)間為3～5分鐘；

(5)、沼氣進(jìn)入至氣體洗滌塔，洗去氣體中的脫硫液，洗滌時(shí)間為3～5分鐘；

沼氣與脫硫液的化學(xué)方程式：Na₂C0₃?+?CaCl₂?=?2NaCl?+?CaCO₃；

(6)、沼氣經(jīng)濕法脫硫后從氣體洗滌塔的下部進(jìn)入干法脫硫器，沼氣中的硫化氫與干法脫硫器中的脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，將硫化氫轉(zhuǎn)化為硫化物及單質(zhì)硫沉積在硫化劑床層中，從而將粗脫硫沼氣中的硫化氫脫除，沼氣在干法脫硫器中的反應(yīng)時(shí)間為5～10分鐘，沼氣在干法脫硫器中的反應(yīng)溫度為15～30℃；

化學(xué)方程式：?Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O+Q；

(7)、將沼氣從干法脫硫器的頂部引出，進(jìn)入至除塵器中，沼氣在除塵器中的時(shí)間為1～5秒，除塵器處理風(fēng)量為100～500Nm³/h，干法脫硫器中的硫化物經(jīng)硫化物管排出；

(8)、沼氣經(jīng)除塵后進(jìn)入至壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間為1～10秒，壓縮機(jī)的功率為10～45KW，通過(guò)往復(fù)式沼氣壓縮機(jī)兩級(jí)壓縮增壓至0.7Mpa?，溫度升高至40℃后，通過(guò)沼氣出管進(jìn)入至脫碳工序；脫碳工序采用用兩段變壓吸附方法，脫碳工序包括PSA-1工序和PSA-2工序，PSA-1工序主要是脫除二氧化碳無(wú)效氣體，同時(shí)保證有效氣體甲烷損失最小，PSA-2工序的主要是將半成品氣提純，得到產(chǎn)品CH₄，脫碳工序的壓力為0.4～0.6MPa；

?(9)、脫硫吸收塔中產(chǎn)生含有H₂S的富液及碳酸氫鈉溶液，從脫硫吸收塔的塔底排出，富液的化學(xué)名為硫氫化鈉溶液，硫氫化鈉溶液的化學(xué)式為NaHS，碳酸氫鈉溶液的化學(xué)式為NaHC0₃；

主要化學(xué)方程式：Na₂C0₃＋H₂S＝NaHS＋NaHC0₃；

?(10)、富液經(jīng)液封進(jìn)入至溶液反應(yīng)槽中，富液在溶液反應(yīng)槽中的反應(yīng)時(shí)間為2～5分鐘，富液與溶解在富液中的H₂S在反應(yīng)槽繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生硫氫化鈉及碳酸氫鈉，在催化劑的作用下繼續(xù)生成單質(zhì)硫；

?????化學(xué)方程式：??Na₂C0₃＋H₂S＝NaHS＋NaHC0₃；

在V5+催化下，HS-反應(yīng)生成單質(zhì)硫:

NaHS＋NaHC0₃＋2NaV0₃＝Na₂V₂0₅＋Na₂C0₃＋S＋H₂0；?

經(jīng)過(guò)熟化的栲膠醌態(tài)組分將V4+氧化為V5+，栲膠醌態(tài)變成栲膠酚態(tài)，栲膠醌態(tài)為TQ，栲膠酚態(tài)為THQ：

Na₂V₂0₅＋TQ＝NaV0₃＋THQ；?

(11)、在溶液反應(yīng)槽中進(jìn)行繼續(xù)反應(yīng)后用富液泵送往噴射器，富液泵采用IS型臥式單級(jí)離心泵，流?量Q：5.4～400m³/h，揚(yáng)?程H：4～125m；

(12)、從噴射器尾部出來(lái)的兩相流體由再生塔下部上升，空氣中的氧將栲膠酚態(tài)氧化為栲膠醌態(tài)，同時(shí)有雙氧水生成；

化學(xué)反應(yīng)如下步驟：

0₂＋THQ＝2TQ＋H₂0₂?；

?????H₂0₂氧化V4+和HS-:

?????1/2?H₂0₂＋V4+＝V5+＋OH-；

??????H₂0₂＋HS-＝H₂0＋S＋OH-；

(13)、再生塔上部溢流出的硫泡沫經(jīng)硫泡沫分離槽放入至熔硫釜進(jìn)行熔硫處理，熔硫的時(shí)間為30～50分鐘，產(chǎn)生硫磺；

(14)、硫磺放入至鑄模中經(jīng)冷卻后形成硫錠，鑄模的冷卻溫度為15～30℃，鑄模的冷卻時(shí)間的10～30分鐘；

(15)、將不含有H₂S的貧液由再生塔的貧液出口處引出，貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器再經(jīng)貧流泵送回至脫硫塔進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)；液位調(diào)節(jié)器中有液相與汽相信號(hào)管，當(dāng)液位下降時(shí)，汽相信號(hào)增加，減少管道有效通流面積，使溶液流量降低，達(dá)到有效控制流量的目的，循環(huán)往復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)液位，貧流泵采用IS型臥式單級(jí)離心泵，流?量Q：5.4～400m³/h，揚(yáng)?程H：4～125m；貧液為含催化劑的碳酸鈉溶液。