[發明專利]無軸流體反應器與含硫氣體漿液法脫硫裝置

在審

• 申請號: 201910573822.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110180483A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張泉;薜忠武;謝鐵濤;唐毅;馬驥;楊登;林銳;蔡濤
• 申請（專利權）人: 南充西南石油大學設計研究院有限責任公司成都分公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J19/20;C10L3/10;B01D53/52;B01D53/80
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 楊長青

本發明公開了一種無軸流體反應器與含硫氣體漿液法脫硫裝置，涉及化工設備技術領域，首先要解決的技術問題是提供一種可實現流體自動混合，利于流體充分反應的無軸流體反應器，采用的技術方案是；無軸流體反應器，包括外殼和旋轉體，外殼的內部為截面呈圓形的空腔，外殼的內部設置至少一個旋轉體，旋轉體可相對外殼旋轉，旋轉體的內部沿軸線方向設置流體通道，流體通道內設置至少一圈螺旋體。流體從外殼的入口端進入，從流體通道經過時，推動螺旋體使旋轉體相對外殼旋轉，攪動流體混合，使流體充分接觸并反應。漿液法脫硫裝置為包括上述無軸流體反應器，及原料氣分離罐、漿液氣分離罐和管道的裝置。本發明適用于對含硫氣體進行漿液法脫硫。

技術領域

本發明涉及化工設備技術領域，具體涉及一種便于流體充分接觸反應的反應器，以及一種通過漿液法對氣體進行脫硫的裝置。

背景技術

漿液法脫硫技術，又稱SDT漿液法或漿液法，可以實現高選擇性、高效率地脫除含硫氣體中的硫化氫。漿液法脫硫采用的藥劑為“無定型羥基氧化鐵(Amor-FeOOH)”。羥基氧化鐵(FeOOH)脫硫及再生原理是：羥基氧化鐵的硫容大，與硫化氫H₂S反應生成的硫鐵化合物為巰基硫化鐵(FeSSH)，生成的巰基硫化鐵經過氧氣氧化再生，轉化為羥基氧化鐵，同時析出單質硫。再生后的羥基氧化鐵循環使用，羥基氧化鐵經過反復脫硫再生，其顆粒度逐漸變得更小，更有利于提高脫硫效率。

具體反應機理為：(1)硫化氫溶解在水中并離解為HS^-、H⁺離子：H₂S+A[堿或水]＝HS^-+HA⁺。(2)HS^-、H⁺離子同羥基氧化鐵的晶格離子OH^-、O^2-置換，生成巰基硫化鐵FeSSH和水：FeOOH+2H₂S→FeSSH+2H₂O。(3)巰基硫化鐵在有氧條件下發生氧化還原反應，生成羥基氧化鐵并析出硫磺：FeSSH+O₂→FeOOH+2S↓。將上述反應機理的三個反應式合并，得到2H₂S+O₂→2H₂O+2S↓。整個過程只是H₂S被氧化為單質硫的反應，羥基氧化鐵只是起著催化劑的作用，本身沒有消耗。羥基氧化鐵脫硫有一重要的特點：H₂S并非以分子形態被羥基氧化鐵脫除，而是先在羥基氧化鐵表面的水膜中離解為HS^-、H⁺離子，再與羥基氧化鐵中的晶格氧O^2-及晶格羥基OH^-進行離子交換，故反應過程迅速。

漿液法脫硫技術采用的裝置為雙塔裝置，分別為吸收塔和再生塔，一塔吸附、一塔再生，吸收塔為空塔，避免硫堵。由于含硫氣體中硫化氫含量存在波動，現有吸收塔的反應路徑短，容易出現含硫氣體與脫硫藥劑沒有充分反應的問題，不便于根據含硫氣體中的硫化氫的含量對脫硫過程進行調整，從而出現脫硫不達標的問題。

發明內容

本發明首先要解決的技術問題是提供一種可實現流體自動混合，利于流體充分反應的無軸流體反應器。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：無軸流體反應器，包括外殼和旋轉體，外殼的兩端分別為入口端和出口端，入口端和出口端分別設置連接結構，外殼的內部為截面呈圓形的空腔，外殼的內部設置至少一個旋轉體，旋轉體的外輪廓呈圓形，并且旋轉體可相對外殼旋轉，旋轉體的內部沿軸線方向設置流體通道，流體通道內設置至少一圈螺旋體。

進一步的是：所述旋轉體的兩端分別設置一圈螺旋體。

進一步的是：所述外殼呈圓筒狀，外殼兩端的連接結構均為法蘭。

進一步的是：所述外殼和旋轉體之間設置至少一個軸承。