采用液相催化氧化法进行气体脱硫的工艺方法和装置

摘要

本发明涉及一种对含硫气体采用液相催化氧化法脱硫的工艺方法和装置。脱硫塔洗涤段下端送入含硫气体，上端喷淋脱硫液，气体脱硫后从上端出塔。在脱硫塔再生段，脱硫液可采用小型高效节能的静态混合器再生，其后由循环泵送入脱硫塔洗涤段上端。对于大型气体脱硫装置，可将脱硫液的换热或硫泡沫浓缩或连续熔硫等设施附设于脱硫塔。对达标后即可排放的气体进行脱硫，可将脱硫塔的洗涤段与再生段合并，且取消脱硫液循环泵。

说明书

本发明是对含有硫化氢等硫化物的气体采用液相催化氧化法进行脱硫的一种工艺方法和装置。该技术属于脱硫技术领域。

以对含有硫化氢等硫化物的气体采用液相催化氧化法进行脱硫为例的典型工艺流程如附图1所示。液相催化氧化法通常选用弱碱性溶液为吸收剂，溶液中添加载氧体起催化作用，以此把被吸收气体中的硫化氢经反应后转化成硫氢化钠或多硫化钠，进而再氧化成硫磺使溶液得以再生。含有硫化氢等硫化物的气体1进入脱硫塔2的下部，从塔顶喷淋脱硫液3以吸收气体中的硫化氢等。脱硫后的气体4从塔的顶部离开脱硫塔2。吸收了硫化氢的脱硫液从塔底流出，经脱硫塔液封槽5进入反应槽6。反应后的脱硫液由循环泵7加压并经换热器8加热或冷却后送入再生塔9，与同时送入塔底的压缩空气10自下而上并流接触氧化再生。再生后的脱硫液由再生塔的上部流出，经液位调节器11返回脱硫塔循环使用。再生塔9生成的硫泡沫从塔顶溢出后自流入硫泡沫槽12，分离后的清液13返回再生系统，经硫泡沫槽12浓缩得到的硫膏经熔硫设备14加热熔融后可得产品硫磺15，清液16返回再生系统。该流程具有单元操作设备多，占地面积大，工程投资高，动力费用高，二次污染较大等缺点。

在溶液再生的改进方面，已有采用喷射再生槽来取代再生塔。脱硫后进入反应槽的脱硫液用富液泵送入喷射再生槽，再生用空气经喷射器利用脱硫液引射而吸入。再生后的贫液经液位调节器去贫液中间槽，由贫液泵压送脱硫液经换热器加热或冷却后返回脱硫塔。该流程具有利用矮的喷射再生槽代替高的再生塔、不需用空压机送空气等优点，但要增设硫泡沫泵、富液泵和贫液中间槽等设备。

本发明的目的在于提供一种单元操作集成度高的气体脱硫的工艺方法和装置。该方法采用集脱硫与再生为一体的气体脱硫设备，工艺流程简单，设备少，占地面积小，节约工程投资，降低动力消耗，二次污染小，并在需要对大流量气体进行脱硫时，更易于满足对大型气体脱硫设备高效化的生产要求。

本发明的目的是通过下述的方法和装置实现的。    

一种对含有硫化氢等硫化物的气体采用液相催化氧化法进行脱硫的工艺方法，是将含硫气体送入脱硫塔后，硫化物被塔内脱硫液吸收，脱硫后气体从塔顶出塔，脱硫富液在该塔内氧化再生后循环使用，其特征是在同一设备上视其需要在同一段进行或分段进行气体洗涤脱硫与脱硫液的再生。

本发明可根据场地等具体条件采用将硫泡沫浓缩或连续熔硫等设施附设于脱硫设备上的工艺方法。

为实现上述工艺方法，本发明的装置包括有脱硫设备，硫泡沫浓缩设备，熔硫设备及流体的换热和加压输送等设备，其特征是在脱硫设备上视其需要具有在同一段完成或分段完成气体洗涤脱硫与脱硫液再生的脱硫设备。

本发明的装置也可在脱硫设备中采用节能化、小型高效化的有利于将供氧气体或被脱硫气体分散在液相中进行气体吸收反应的静态混合器。

本发明的装置也可根据场地等具体条件采用将硫泡沫浓缩或连续熔硫等设施附设于脱硫设备上。

本发明的方法和装置具有以下优点和积极效果：

1.脱硫设备集成化、高效化。实现了气体脱硫的洗涤与脱硫液再生设备的一体化，还可进一步将脱硫液的换热设施、硫泡沫的浓缩设施或小型高效化的连续熔硫设施附设于处理量大的大型脱硫设备上。因此，可简化工艺流程，减少工艺设备，缩小占地面积，节约工程投资，可减少设备放散排放点从而减少对大气的二次污染，并在需要对大流量气体进行脱硫时，更易于满足对大型气体脱硫设备高效化的生产要求。

2.降低能耗。当在脱硫设备中采用有利于气体吸收反应的、节能、高效的静态混合器时，较原采用的再生塔工艺，因其再生脱硫液的液位高度远低于原工艺中对应的液位高度，故可显著降低送入脱硫再生设备底部的压缩空气的能耗；亦较原采用有较高扬程富液泵的喷射再生槽工艺的能耗低。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术的生产工艺简图；

图2为采用本发明生产工艺的一例简图；

图3为采用本发明生产工艺的另一例简图。

如图2所示：从位于脱硫塔17上部洗涤段18的下端送入含有硫化氢等硫化物的被脱硫气体19，洗涤段18的上端喷淋脱硫液20以吸收气体19中的硫化物。洗涤后的被脱硫气体21从洗涤段18的上端离开脱硫塔17。洗涤段18的底部可具有原工艺装置中反应槽6的功能并设有液封设施22。吸收了硫化物的脱硫富液通过该液封设施22自流进入脱硫塔17下部的再生段23。脱硫富液可采用不同的与含氧气体接触的氧化浮选再生方式。例如，当采用节能小型高效化的气液型静态混合器24使脱硫富液获得再生时，脱硫富液自流入静态混合器24的静态混合部件25的下部，与同时送入该处的供氧气体26自下而上进入静态混合部件25并流接触氧化再生。静态混合部件25可根据生产技术的要求采用单件，也可多件串联或并联使用。再生后的脱硫液由静态混合部件25的上部流出后，可沿静态混合部件25的周边向下自流到静态混合器的底部循环再生。当采用均匀鼓泡再生方式时，脱硫富液经洗涤段底部的液封设施向下自流到脱硫塔的再生段，并与同时送入再生段的含氧气体接触氧化再生；当采用喷射再生方式时，脱硫富液可采用经富液泵送入布置有喷射器的能将再生用空气利用脱硫液引射而吸入的再生段；脱硫富液也可采用散装填料、波纹填料、分散器等强制通风浮选的再生方式。再生段23可采取不同的液位检测调节设施27控制其液位高度。参与脱硫富液氧化反应后的乏气28自行离开再生段外排，必要时经处理后再行排放。再生浮选生成的硫泡沫29从再生设施顶部溢出后可送至与原工艺相同的独立设置的硫泡沫浓缩设备12与熔融硫设备14进行加工处理，对此不再加以赘述。若采用大型脱硫装置，可将硫泡沫浓缩设施或熔融硫设施与脱硫塔合并设置。这样，经再生浮选生成的硫泡沫可自流入硫泡沫浓缩设施30，硫泡沫液浓缩后得到的硫膏31，由泵32送入悬挂于脱硫塔壁上的小型高效化的连续熔硫设施33，加热熔融后可得产品硫磺34。熔硫设备排出的清液35、硫泡沫浓缩设施30分离出的脱硫液36和脱硫富液再生后的贫液37可一并由循环泵38加压后再送入脱硫塔17的洗涤段18上端循环使用。脱硫液的换热设施39可独立设置，对大型脱硫装置也可附设于脱硫塔。

对于集脱硫与再生为一体的脱硫塔17，也可将再生段23布置在脱硫塔17的上部，下部为脱硫塔17的洗涤段18。洗涤段18的底部有贮液功能并设有液封装置22。其它设施的布置与上述工艺基本相同。当硫泡沫的浓缩设施30高位布置并可满足硫膏的自流和熔硫的压力需要时，可取消熔硫设备前的硫膏加压输送泵32。

对于生产过程中排放的含有硫化氢的废气19，当其经脱硫达到环境保护标准后便被排放时，可将上述工艺流程加以简化，即将以上流程脱硫塔17的洗涤段18的功能合并于再生段23。如图3所示，从脱硫塔17的底部可同时送入含有硫化氢等硫化物的被脱硫气体19和再生空气26，洗涤净化了的被脱硫气体19和参与脱硫液20氧化反应后的再生乏气的混合气体28从脱硫塔17的顶部可自行外排，必要时可经处理后外排。脱硫液20的氧化再生、硫泡沫29的收集浓缩、熔融硫34的生产等与上述工艺流程基本相同。采用该流程具有可利用较矮的脱硫塔17，且可采用间歇使用的小流量脱硫液输送泵40代替前述流程的脱硫液循环泵38，该泵40主要用做输送硫泡沫浓缩设施30分离出的脱硫液36。 

本发明的方法和装置与原工艺的主要区别有以下几点：

1.气体脱硫工艺的脱硫与再生部分的设备实现了一体化。

原工艺装置的脱硫与再生部分含有脱硫塔2、液封槽5、反应槽6、再生塔(槽)9等设备。

本发明工艺将原工艺装置脱硫与再生部分的多合设备集成为一台脱硫设备17。

2.可在脱硫设备起再生作用的部分采用节能、小型高效化的气液混合部件25。

原工艺装置的再生设备采用了均匀鼓泡式的再生塔9或喷射再生槽等再生设备。

本发明工艺的再生设施23除可采用类似于原工艺的均匀鼓泡再生或喷射再生等方式外，尚可采用具有节能、小型高效化特点的静态混合器24。

3.对于大型气体脱硫装置可根据场地等具体条件将原工艺的脱硫液换热8、硫泡沫浓缩12或小型高效的连续熔硫14等设备附设于本发明工艺的脱硫设备17上。