[發(fā)明專利]集束式氣升脫硫反應器

在審

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• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106731626A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 曾翔鵬;董剛;趙鑫;周峰;劉念;湯立春;雍琪琪;朱家輝
• 申請（專利權）人: 煙臺新瑞環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/52;B01D53/96;C01B17/05
• 代理公司: 煙臺雙聯(lián)專利事務所(普通合伙)37225
• 代理人: 梁翠榮

技術領域：

本發(fā)明涉及一種濕法脫硫反應器，尤其涉及一種集束式氣升脫硫反應器，屬于化學工程設備技術領域。

背景技術：

絡合鐵法是在液相中利用Fe³⁺L的氧化性直接將酸氣中H₂S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，集脫硫與硫磺回收于一體。具有流程簡單，脫硫效率高，工藝經(jīng)濟合理等優(yōu)點，廣泛應用于天然氣、石油化工等領域。由于沒有化學平衡限制，H₂S脫除率可達99.9%，在潛硫含量小于30噸/天時比克勞斯工藝更加經(jīng)濟實惠，且具有設備簡單、操作方便、占地面積小等優(yōu)點，特別適用于中小型潛硫含量的脫硫應用。

絡合鐵脫硫的主要反應可分為吸收反應和再生反應。

吸收反應：

再生反應：

傳統(tǒng)的脫硫氣升反應器一般為內(nèi)外筒結(jié)構，即一個外筒內(nèi)置一個內(nèi)筒，內(nèi)筒一般為吸收區(qū)，外筒與內(nèi)筒組成的環(huán)隙為氧化區(qū)。通常控制外筒的空塔氣速大于內(nèi)筒的空塔氣速，使外筒的氣含率高于內(nèi)筒的氣含率，由此造成外筒的表觀密度小于內(nèi)筒的表觀密度，由于密度差的存在，內(nèi)、外筒液體將形成自動循環(huán)。通入內(nèi)筒中的H₂S被Fe³⁺L氧化為單質(zhì)硫沉至反應器錐部，同時Fe³⁺L被還原為Fe²⁺L，F(xiàn)e²⁺L隨著溶液循環(huán)至氧化區(qū)與空氣接觸再生。

傳統(tǒng)的脫硫氣升反應器雖然具有結(jié)構簡單，操作方便的優(yōu)點，但是這種結(jié)構也有一些顯著的缺點。

吸收區(qū)面積由酸氣量所決定，而氧化區(qū)面積則由酸氣量與其所含H₂S濃度所決定。對于酸氣量較大，而H₂S濃度又較低（體積分數(shù)<1%）的酸氣來說，所需吸收區(qū)面積遠大于氧化區(qū)面積，對這樣一種工況，無論是內(nèi)筒或者環(huán)隙作為吸收區(qū)都會造成流體循環(huán)不均勻，形成循環(huán)死區(qū)等問題。如果人為擴大氧化區(qū)面積，則會造成空氣過量，使系統(tǒng)內(nèi)副反應產(chǎn)物——硫代硫酸鹽含量增高，進而造成配比液密度上升過快，導致尾氣超標。

而當處理酸氣的潛硫含量較高時，所需反應器的尺寸較大，簡單的內(nèi)外筒結(jié)構同樣會造成嚴重的流體不均問題，副產(chǎn)物硫代硫酸鹽含量升高，影響反應效率。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術的不足而提供一種提高傳質(zhì)效率，減少液體局部旋渦的產(chǎn)生，流體循環(huán)均勻，減少循環(huán)死區(qū)，使傳質(zhì)更加充分的集束式氣升脫硫反應器。

本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到：集束式氣升脫硫反應器，其由設有放空口的外筒、內(nèi)筒、酸氣氣體分布器、空氣氣體分布器及具有硫磺收集作用的錐底構成，其特征在于外筒內(nèi)設有至少3個相互等徑同高且均勻分布的內(nèi)筒，所有內(nèi)筒與外筒底部處在同一水平面，內(nèi)筒上端壁面上設有均勻分布的篩孔，內(nèi)筒內(nèi)為吸收區(qū)，內(nèi)筒外環(huán)隙區(qū)域為氧化區(qū)，所述酸氣分布器設在內(nèi)筒底部，空氣分布器設在內(nèi)筒外環(huán)隙區(qū)域。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的內(nèi)筒高度至少比高高液位高出300 mm。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的內(nèi)筒的高徑比不小于5。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的內(nèi)筒的數(shù)量為3-20個。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的內(nèi)筒的數(shù)量為3個，三個內(nèi)筒均勻排列呈三角形分布。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的篩孔的位置上沿比高高液位高100 mm，下沿比低低液位低100 mm的區(qū)間內(nèi)。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的篩孔直徑在5~15 mm。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的酸氣分布器在內(nèi)筒內(nèi)均勻排列，空氣分布器在環(huán)隙區(qū)域均勻排列。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的外筒下部的錐底是圓錐結(jié)構，錐形角度在45~55度。

本發(fā)明同已有技術相比可產(chǎn)生如下積極效果：本發(fā)明能有效克服傳統(tǒng)氣升式脫硫反應器在處理低H₂S濃度酸氣時吸收區(qū)和氧化區(qū)比例失調(diào)所引起的流體循環(huán)不均勻，循環(huán)死區(qū)等問題，在同等工況，相同吸收面積的條件下，增加了反應時的氣液接觸比表面積，提高了傳質(zhì)效率；而多個內(nèi)筒構成的蜂窩狀結(jié)構無論對于吸收區(qū)還是氧化區(qū)來講，都有利于減少液體局部旋渦的產(chǎn)生，減少循環(huán)死區(qū)，使傳質(zhì)更加充分。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構原理示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明，但不應理解為對本發(fā)明的限制：