[發(fā)明專利]分解硫化氫的高通量低溫等離子體系統(tǒng)和分解硫化氫的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810136774.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN110124471B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張婧;王林;金滿平;任君朋;張鐵;石寧;徐偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;C01B17/04;C01B3/04
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜;嚴政

1.一種分解硫化氫的高通量低溫等離子體系統(tǒng)，該系統(tǒng)中含有依次通過管線連接的供氣-配氣單元、等離子體反應(yīng)單元和產(chǎn)物分離單元，所述等離子體反應(yīng)單元中含有低溫等離子體反應(yīng)器和等離子體電源，該反應(yīng)器包括：

內(nèi)筒（1），所述內(nèi)筒（1）上分別設(shè)置有反應(yīng)器入口（11）和產(chǎn)物出口，并且，所述內(nèi)筒（1）中含有至少兩個并列設(shè)置的反應(yīng)管（14），各個所述反應(yīng)管（14）的頂部和底部分別對應(yīng)相通，使得由所述反應(yīng)器入口（11）進入的原料能夠分別進入到各個所述反應(yīng)管（14）中，以及使得各個所述反應(yīng)管（14）中產(chǎn)生的產(chǎn)物能夠由所述產(chǎn)物出口引出；

外筒（2），所述外筒（2）嵌套在所述內(nèi)筒（1）的外部，且所述外筒（2）上分別設(shè)置有導(dǎo)熱介質(zhì)入口（21）和導(dǎo)熱介質(zhì)出口（22），由所述導(dǎo)熱介質(zhì)入口（21）引入的導(dǎo)熱介質(zhì)能夠分布在所述內(nèi)筒（1）的各個所述反應(yīng)管（14）之間，并且所述導(dǎo)熱介質(zhì)由所述導(dǎo)熱介質(zhì)出口（22）引出；

中心高壓電極（3），所述中心高壓電極（3）分別設(shè)置在所述內(nèi)筒（1）的各個所述反應(yīng)管（14）中；

接地電極（4），形成所述接地電極（4）的材料為固體導(dǎo)電材料，且所述接地電極（4）形成各個所述反應(yīng)管（14）的至少部分側(cè)壁或者所述接地電極（4）分別環(huán)繞設(shè)置在各個所述反應(yīng)管（14）的側(cè)壁上；

阻擋介質(zhì)（6），所述阻擋介質(zhì)（6）形成各個所述反應(yīng)管（14）的至少部分側(cè)壁使得至少部分所述阻擋介質(zhì)環(huán)繞所述中心高壓電極（3）；或者所述阻擋介質(zhì)（6）環(huán)繞設(shè)置在各個所述反應(yīng)管（14）的內(nèi)側(cè)壁上；或者所述阻擋介質(zhì)（6）設(shè)置在所述中心高壓電極（3）的至少部分外表面上，使得至少部分伸入所述內(nèi)筒（1）中的中心高壓電極（3）的外表面上包裹有所述阻擋介質(zhì)（6）；

在各個所述反應(yīng)管（14）中，所述阻擋介質(zhì)的設(shè)置位置使得所述中心高壓電極和所述接地電極之間的放電區(qū)域由所述阻擋介質(zhì)間隔；

在各個所述反應(yīng)管（14）中，所述中心高壓電極（3）的外側(cè)壁與所述接地電極的內(nèi)側(cè)壁之間的距離為d1，以及所述阻擋介質(zhì)（6）的厚度為D₁，L₁=d1-D₁，L₁與所述放電區(qū)域的長度L₂之間的比例關(guān)系為：L₁：L₂=1：（2~3000），L₁與D₁的比例關(guān)系為：L₁：D₁=（0.1~30）：1；

所述反應(yīng)器入口（11）設(shè)置在所述內(nèi)筒（1）的上部，所述產(chǎn)物出口包括氣體產(chǎn)物出口（12）和液體產(chǎn)物出口（13），且所述氣體產(chǎn)物出口（12）設(shè)置在所述內(nèi)筒（1）的下部，以及所述液體產(chǎn)物出口（13）設(shè)置在所述內(nèi)筒（1）的底部；

所述氣體產(chǎn)物出口（12）設(shè)置在全部所述放電區(qū)域的下方，且所述氣體產(chǎn)物出口（12）的設(shè)置位置相對于所述內(nèi)筒（1）底部的高度H₁與所述放電區(qū)域的長度L₂之間的比例關(guān)系為：H₁：L₂=1：（0.5~1000）；

所述產(chǎn)物分離單元中含有氣液分離器、微粒凈化器和載氣分離器，所述產(chǎn)物分離單元中的氣液分離器通過管線與所述等離子體反應(yīng)單元連接，使得來自所述等離子體反應(yīng)單元的氣相產(chǎn)物和液相硫單質(zhì)能夠進入所述氣液分離器中分離以分別獲得第一氣態(tài)物質(zhì)和液體硫，將所述第一氣態(tài)物質(zhì)引入至微粒凈化器中以進一步分離獲得殘余固體硫和第二氣態(tài)物質(zhì)，所述液體硫和所述殘余固體硫通過管線引出所述分解硫化氫的高通量低溫等離子體系統(tǒng)；

該系統(tǒng)中還含有硫化氫循環(huán)單元，所述硫化氫循環(huán)單元中含有用于吸收硫化氫的胺液吸收塔和用于使得硫化氫解析的解析塔，所述硫化氫循環(huán)單元通過管線與所述產(chǎn)物分離單元連接，使得所述第二氣態(tài)物質(zhì)通過管線進入所述胺液吸收塔中，以分別獲得除硫化氫氣體和含硫化氫液體，所述除硫化氫氣體通過管線進入載氣分離器中分離其中可能存在的載氣，從而獲得含氫粗產(chǎn)物，所述含硫化氫液體通過管線引入至解析塔中解析出硫化氫氣體以提供至所述供氣-配氣單元或所述等離子體反應(yīng)單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述低溫等離子體反應(yīng)器中，所述阻擋介質(zhì)（6）形成各個所述反應(yīng)管（14）的至少部分側(cè)壁使得至少部分所述阻擋介質(zhì)環(huán)繞所述中心高壓電極（3）。