[實用新型]一種復合型液硫脫氣裝置及系統

有效

• 申請號: 201420844113.5
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204417122U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 胡驚雷;章一夫;高岱巍
• 申請（專利權）人: 北京美景華夏環保科技有限公司
• 主分類號: C01B17/027
• 分類號: C01B17/027
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 于寶慶;王瑩

技術領域

本實用新型涉及液硫脫氣領域，具體涉及一種復合型的液硫脫氣裝置及包含所述裝置的液硫脫氣系統。

背景技術

根據專利(US?8084013B2)記載，一套典型的克勞斯硫磺回收裝置，所產液硫中H₂S的濃度一般為200～400ppm(W)。在密閉空間中以液態形式輸送時，H₂S容易逸出并聚集，使得H₂S的濃度達到爆炸下限(4.4％)，因而存在安全隱患。如果液硫中溶解的H₂S不被脫除，則液硫在固態成型過程中，H₂S將會析出，造成人員中毒以及環境污染。所以將液硫中的H₂S脫除是非常必要的，一般將液硫中H₂S脫除的工藝過程稱為液硫脫氣。

液硫中的H₂S主要以兩種形式存在：一種是以H₂S形式溶解于液硫中，另一種是H₂S與S形成多硫化氫H₂S_X，H₂S_X是H₂S與元素S以弱鍵相結合形成的聚合體，其可逆反應式如下：

其中，x的值至少為5(參見US?6149887)。

因此，使得溶解于液硫中的H₂S揮發出來以及加速H₂S_X分解為H₂S是脫除液硫中硫化氫的關鍵步驟。

目前，已經實現工業化應用的液硫脫氣工藝有：液硫循環脫氣工藝和空氣鼓泡汽提工藝。

根據專利(US?6149887)描述，氨作為堿性催化劑有助于H₂S_X的分解，在液硫循環脫氣的工藝過程中，可選擇加入氣態氨或銨鹽以增強脫氣效果。因此，液硫循環脫氣工藝根據是否加入氨可分為不注氨與注氨兩種流程。

不注氨流程：用液硫泵將液硫池內的液硫加壓后，通過噴嘴返回液硫池。通過液硫不斷的循環，將液硫池中的H₂S逸出并抽排，并達到脫除要求。根據文獻報道(硫酸工業.2010(5)：41～49.)，液硫中H₂S的表觀溶解度隨著溫度的升高而升高，這種表觀溶解度的異常是由于溫度超過150℃時溶解的H₂S主要以多硫化氫(H₂S_X)的形式存在。因此降低液硫溫度將有助于降低液硫中的H₂S的表觀溶解度，以利于脫除H₂S，所以在液硫循環脫氣的工藝中，常在液硫泵與液硫噴嘴之間安裝液硫冷卻器，以降低循環液硫的溫度。脫氣所釋放出的H₂S隨液硫池內氣體一起被蒸汽噴射系統抽送至尾氣焚燒爐焚燒。

注氨流程：在不注氨流程的基礎上向液硫池內注入氨，以進一步改善脫氣效果。

液硫循環脫氣工藝的優點是操作簡單，如果控制好循環條件和氨的加入量，可使液硫中H₂S的含量低于5ppm(W)。但是該方法使用設備多，投資高，循環脫氣需要長時間循環，使得液硫在液硫池的停留時間長，一般不低于24h，且如果注氨則會使得產品硫中含有氨，并且容易在產品成型和輸送管路中形成氨鹽，堵塞管路。

空氣鼓泡汽提的工藝過程是在大氣壓下將空氣通過小孔連續注入位于液硫池中的汽提柱內，汽提柱底部和頂部是為開口結構，以使液硫可在汽提柱內進行循環，起到汽提的作用(參見Sulphur,1984(173),36～37)。脫氣過程中釋放的H₂S隨池內氣體被噴射系統抽送至尾氣焚燒爐焚燒。該方法操作簡單，但是與液硫循環脫氣工藝相比，汽提柱價格昂貴，裝置的操作靈活性較差，且存在液硫“短路”的可能，使得停留時間不夠并導致液硫池空間利用率不足，影響脫氣效果。由于所鼓入空氣的溫度通常低于液硫的凝固點112℃，當空氣停止鼓入時，液硫易從池內空氣管道的小孔處進入空氣管路并凝結，導致空氣出口堵塞。

US?4729887描述了一種液硫脫氣方法，其中，液硫與噴灑氣體一起經過氧化鋁催化劑床層，可以將液硫中H₂S的濃度降低到15ppm(W)，但由于其催化劑床層空隙率低，導致液硫流動困難，同時，其脫硫效果達不到10ppm(W)H₂S的要求。