复合催化栲胶法脱硫装置及其脱硫工艺方法

技术领域

本发明涉及焦炉煤气脱硫设备及脱硫工艺方法。

背景技术

焦炉煤气是焦化生产中产生的重要中高值气体燃料，既可用于钢铁生产，也可供城镇居民使用，也可作为原料用于生产合成氨、甲醇等化工产品。但焦炉煤气中含有较多的硫化氢、氨和氰化氢等有害物质，对人体有毒性和腐蚀性，会对环境造成严重的污染。因此焦炉煤气都必须进行脱硫脱氰处理。目前主要采用液体来脱除煤气中的硫化氢和氰化氢的湿式氧化法，其中采用OTS脱硫催化剂（双核酞箐钴磺酸盐有机高分子化合物）与栲胶、五氧化二钒配合进行的综合湿法脱硫是一种催化栲胶的高效脱硫方法，这种催化栲胶脱硫方法其脱硫效率可达到98%以上，脱氰效率达到80%以上，不仅脱硫脱氰效率高，而且可减缓副盐增长，降低脱硫剂、催化剂和纯碱的消耗，节约成本，同时无毒无腐蚀，操作方便稳定，不腐蚀设备，没有二次污染，有利于环保，这种脱硫工艺虽然具有良好的综合脱硫效果，但还存在有机硫脱硫效率不高、脱硫液活性和再生性还不够高的问题。脱硫脱氰效率除了与脱硫工艺有关外，其脱硫设备也是重要的因素。目前用于焦炉煤气脱硫脱氰和脱流液再生的设备主要有湿式脱硫塔和再生槽，其脱硫塔主要是通过液体分布装置和填料使脱硫液与煤气充分接触，将煤气中的有害物质吸咐到脱硫液中，其中液体分布装置大都是将液体均匀分布在填料上，使上升的煤气和逆向的脱硫液进行接触来吸收煤气中的H2S，从而达到净化煤气的目的。而再生塔的作用是将脱硫塔出来的脱流富液进行氧化再生成不含硫的可循环进行脱硫的脱硫贫液，其脱硫效果除与脱硫塔中的液体分布装置和内装填料有关外，还与再生槽中的喷射器的自吸真空喷射效果有重要关系，喷射装置是通过脱硫塔出来含有硫物质的脱硫富液与自吸空气充分混合，使脱硫富液形成硫泡沫从脱硫富液中分离出单质硫进行脱硫，脱硫富液通过氧化再生处理后成为脱流贫液作为脱硫液再进入脱硫塔中进行循环脱硫。目前喷射器主要存在的问题是形成的真空度不高，吸入空气量小，造成脱硫富液与自吸空气不能快速充分接触，从而脱流富液的再生效果差，影响脱硫塔的脱硫处理效果和产生堵塔现象。

发明内容

针对上述现有技术中脱硫再生槽和脱硫工艺所存在的问题，本发明提供了一种在高效脱除硫化氢的同时还能有效去除有机硫，提高脱硫液活性的复合栲胶法脱硫工艺方法及提供一种可使脱流富液充分活化脱硫的脱硫装置。

   本发明所述脱硫工艺方法是在现有OTS脱硫催化剂与栲胶、五氧化二钒综合湿法脱硫方法基础上，在OTS脱硫催化剂中加入OTS脱硫催化剂重量5-10%的PDS高效脱硫剂，所述PDS高效脱硫剂为酞菁钴磺酸盐化合物，所述PDS脱硫催化剂先是通过催化化合吸收，再是在氧化再生中高速催化氧化无机硫和有机硫化合物，在0.2～0.4N碱当量的碱性脱硫液（氨或纯碱）中将脱硫中形成的脱流富液内各种有机和无机含硫化合物转化为含硫碱、单质硫或二硫化物而去除。

   本发明所述脱硫装置包括脱硫塔和再生槽，所述再生槽包括外筒体、内筒体和罩筒体，所述罩筒体与外筒体上端相连，所述内筒体设置在外筒体内，所述内筒体中设置有筛孔板，所述外筒体和内筒体之间形成有贮液腔，所述外筒体上设置有与贮液腔相通的贫液口，所述罩筒体上设置有硫泡沫口，所述外筒体内设置有呈环状设置的喷射装置，喷射装置上端支撑在罩筒体的锥顶上，下端穿过筛孔板伸入到外筒体下部，所述喷射装置包括喷嘴、吸入管、喉管和扩散管，所述喉管两端通过锥形管分别与吸入管和扩散管相连，所述吸入管上设置有与吸入室相通的自吸空气口，所述喷嘴安装在吸入管内，所述吸入管内壁上设置有可使自吸空气形成涡流的螺旋导流片。

    本发明在现有OTS脱硫催化剂与栲胶、五氧化二钒综合湿法脱硫方法基础上，在OTS脱硫催化剂中加入PDS高效脱硫剂，通过催化化合吸收，在氧化再生中高速催化氧化无机硫和有机硫化合物，在碱当量为0.2～0.4N的碱性脱硫液（氨或纯碱）中将脱硫过程中形成的各种有机和无机含硫化合物转化为含硫碱、单质硫或二硫化物而去除，从而达到既可高效脱除硫化氢，又可有效去除有机硫，提高脱硫液活性，硫化氢脱硫效果达到98%以上，氰化氢脱除效率在80%以上，脱硫后煤气中硫化氢含量下降到20毫克/升以下，大大低于煤气中硫化氢国家标准含量200毫克/升。

本发明通过在吸入管内壁上设置有螺旋导流片，使自吸空气进入吸入室内形成涡流并与从喷嘴中喷射出的脱硫富液形成气液两相分乳化（成泡沫流）并流向下高效充分混合，吸入的空气破碎为很小的微气泡，比表面积增加，气泡在再生槽内停留时间加长，使再生反应充分，从而提高脱硫富液的活化性，通过筛孔板作用使脱硫富液中的有机硫和无机硫充分活化形成硫泡沫，硫泡沫通过液位调节器从硫泡沫口流出，而氧化再生后的脱硫贫液通过贮液腔从贫液口流出后用泵输入到脱硫塔中作为脱硫液形成循环脱硫。此新型喷射器使用后其再生处理效果比现有喷射器处理效果提高20%以上，从而可降低脱硫液消耗，节约生产处理成本和设备投资。

   本发明是申请人经过对现有脱硫装置和脱硫工艺的改进，不仅可使煤气中硫化氢脱硫效率大大提高，而且可有效地去除有机硫和无机硫，提高脱硫富液的活化性，不仅脱硫脱氰效率高，而且可减缓副盐增长，降低脱硫剂、催化剂和纯碱的消耗，节约成本，同时又无毒无腐蚀，操作方便稳定，不腐蚀设备，没有二次污染，有利于环保，取得了较大的经济效益和良好的社会效益。

附图说明

图1是本发明所述再生槽的局部剖视结构示意图，

图2是本发明所述喷射装置的剖视结构放大示意图，

图3是图2的A-A剖视结构示意图。

在图中，1、贫液口  2、人工孔 3、外筒体  4、硫泡沫口  5、罩筒体 6、架体  7、自吸空气口  8、喷射装置  9、锥顶  10、内筒体  11、筛孔板 12、下法兰  13、喷嘴  14、上法兰  15、吸入管 16、喉管  17、扩散管  18、螺旋导流片  19、吸入室 20、贮液腔  21、排污孔。

具体实施方式

在图1、图2和图3中，以标准状态下煤气处理量为30000方立米/小时的脱硫装置进行说明，本发明所述脱硫装置包括脱硫塔和与脱硫塔相连的再生槽，所述再生槽包括架体6、外筒体3、内筒体10和罩筒体5，所述罩筒体与外筒体上端相连，外筒体上设置有便于清洗和检修的人工孔2，所述内筒体设置在外筒体内，所述内筒体中设置有用不锈钢板制成的筛孔板11，筛孔直径为10-20毫米并呈分散状布置，所述外筒体和内筒体之间形成有贮液腔20，罩筒体上部设置有锥顶9，所述外筒体下端设置有与贮液腔相通的贫液口1，所述罩筒体上设置有硫泡沫口4，所述外筒体内设置呈有环状设置的喷射装置8，喷射器上端支撑在罩筒体上，下端穿过筛孔板伸入到外筒体下部，外筒体下部设置有排污孔21，喷射器分内外两层呈环状分布，内层为八只均布，外层为十六只均布，所述喷射器包括吸入管15、喉管16、扩散管17和喷嘴13，所述喉管两端通过锥形管（图中未标出）分别与吸入管和扩散管相连，吸入管上端与下法兰12相连，喷嘴上端穿过下法兰与上法兰14相连，所述吸入管上设置有与吸入室19相通的自吸空气口7，所述喉管位于吸入室内，喉管上端支撑在吸入管上、下端呈悬臂状，所述吸入管内壁上设置有可使自吸空气形成涡流的螺旋导流片18，螺旋导流片的高度不超过吸入筒与喷嘴之间间隔的二分之一，所述螺旋导流片用不锈钢板制成，螺旋导流片厚度为3-10毫米。

本发明所述脱硫工艺：先按现有技术中OTS脱硫催化剂与栲胶、五氧化二钒常用配比配制成溶液，再在该溶液中加入OTS脱硫催化剂重量的5-10%的PDS高效脱硫剂搅拌混合，并调配成碱当量为0.2～0.4N的碱性脱硫液，该碱性脱硫液从脱硫塔上部进入液体分布装置，脱硫液经液体分布装置后与自下而上的煤气接触进行脱硫，脱硫后的煤气进入下工序，而含硫脱硫液成为脱硫富液，从脱硫塔中出来的待处理的含硫脱硫富液通过管道和富液泵进入喷射装置内，并与自吸空气混合后进入再生槽的外筒体的下部，在脱硫富液上升的过程中，不断产生硫泡沫，硫泡沫经过筛孔板上的筛孔进行浮选，溢出的硫泡沫进入硫泡沫槽，经流泡沫口进入硫回收系统。而再生后的脱硫贫液通过液位调节器和贫液口进入贫液槽，再用泵输送至脱硫塔，返回系统作为脱流液循环使用。