專(zhuān)利名稱(chēng)：一種酸性氣體中的H₂S的脫除系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種化工行業(yè)中酸性氣體的脫硫系統(tǒng)，特別涉及ー種酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
H2S作為化肥行業(yè)、煉焦行業(yè)等エ業(yè)生產(chǎn)中的有害氣體出現(xiàn)，對(duì)正常的エ業(yè)生產(chǎn)有較大的危害，它能直接引起醇化、烷化、合成及含銅催化劑永久性中毒。因此生產(chǎn)裝置中對(duì)エ業(yè)氣體中的硫含量有較大限制，脫硫就顯得尤為重要。近年來(lái)，煤化工、石油化工行業(yè)使用的傳統(tǒng)脫硫方式有濕法、干法和間接脫硫。其中濕法中應(yīng)用比較廣泛的有濕式氧化法、還有生物法脫硫，這些方法應(yīng)用成熟，但是由于需要?dú)庖簜髻|(zhì)吸收，脫硫液再生，因此電耗、水耗、蒸汽消耗、化學(xué)試劑消耗都比較高，操作環(huán)境差。干法脫硫主要是各種活性炭吸收，避免了復(fù)雜操作，但是由于活性炭有飽和硫容，對(duì)于硫含量較高的環(huán)境，活性炭消耗太大，會(huì)出現(xiàn)頻繁換活性炭現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。間接法脫硫有低溫甲醇洗或NHD吸收脫硫，但硫化氫沒(méi)有發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化，而是被富集到酸性氣體中，克勞斯脫硫流程是ー種針對(duì)高硫含量酸性氣的催化氧化流程，但克勞斯流程長(zhǎng)，對(duì)硫含量要求高10%以上，不適合低入口硫硫含量高浄化度酸性氣體脫硫。而且為適應(yīng)高浄化度要求，需要多級(jí)克勞斯才能完成。以煤為原料的化工生產(chǎn)決定了粗合成氣中有C02、H2S等酸性氣體，該粗合成氣常用的間接法脫除酸性氣體的エ藝有聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ藝和低溫甲醇洗エ藝。這兩種エ藝得到的酸性氣體中，H2S被進(jìn)ー步富集，含有大量的H2S，因H2S的毒性，酸性氣不能直接排放，需要把H2S轉(zhuǎn)化脫除后，尾氣H2S達(dá)標(biāo)后才能排放
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，使其能對(duì)以煤為原料的化工生產(chǎn)中粗合成氣經(jīng)過(guò)聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ藝或低溫甲醇洗エ藝后得到的酸性氣體進(jìn)一歩脫除H2S。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括H2S催化轉(zhuǎn)化成S的轉(zhuǎn)化爐、酸性氣體加熱裝置和轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置，酸性氣體加熱裝置的酸性氣體出ロ連接轉(zhuǎn)化爐的酸性氣體入ロ，轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化后氣體出ロ連接轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。為了更好的使轉(zhuǎn)化生成的S液態(tài)析出，所述的轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置包括制冷換熱器和控溫制冷換熱器，制冷換熱器內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道和被冷卻介質(zhì)通道，制冷換熱器上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出ロ，控溫制冷換熱器內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道和被冷卻介質(zhì)通道，控溫制冷換熱器上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出ロ。為了進(jìn)一歩脫除轉(zhuǎn)化生成的S，所述的控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)出ロ連接有物理脫硫裝置。為了提高物理脫硫效果，所述的物理脫硫裝置包括串聯(lián)連接的分離器和過(guò)濾吸附塔，分離器內(nèi)設(shè)有填料，過(guò)濾吸附塔中設(shè)有活性炭。為了利用轉(zhuǎn)化后氣體的熱量加熱酸性氣體，所述的酸性氣體加熱裝置包括有加熱器，加熱器內(nèi)設(shè)有加熱介質(zhì)通道和酸性氣體通道，加熱器的加熱介質(zhì)通道和控溫制冷換熱器的冷卻介質(zhì)通道連接成循環(huán)回路，循環(huán)回路上設(shè)有除氧水供給管路。為了進(jìn)一歩的利用轉(zhuǎn)化后氣體的熱量加熱酸性氣體，還包括有第一換熱器、第二換熱器和酸性氣體供給管路，酸性氣體供給管路依次串聯(lián)第一換熱器的被加熱介質(zhì)通道、加熱器的酸性氣體通道、第二換熱器的被加熱介質(zhì)通道、制冷換熱器的冷卻介質(zhì)通道和轉(zhuǎn)化爐的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化后氣體出口依次串聯(lián)制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道、控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道、第二換熱器的加熱介質(zhì)通道和第一換熱器的加熱介質(zhì)通道，第一換熱器、第二換熱器和制冷換熱器三者既為所述的酸性氣體加熱裝置又為所述的轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。
為了進(jìn)一歩脫除轉(zhuǎn)化生成的S，所述的控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道的出ロ和第二換熱器的加熱介質(zhì)通道的進(jìn)ロ連接有物理脫硫裝置。為了提高物理脫硫效果，所述的物理脫硫裝置包括串聯(lián)連接的分離器和過(guò)濾吸附塔，分離器內(nèi)設(shè)有填料，過(guò)濾吸附塔中設(shè)有活性炭。為了能夠生產(chǎn)蒸汽，所述的轉(zhuǎn)化爐連接有除氧水供給管路和蒸汽出氣管路。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)對(duì)酸性氣體進(jìn)行加熱，使酸性氣體達(dá)到合適轉(zhuǎn)化爐的溫度，設(shè)置轉(zhuǎn)化爐將酸性氣體中的H2S轉(zhuǎn)化成S，并通過(guò)降溫析出。能對(duì)以煤為原料的化工生產(chǎn)中粗合成氣經(jīng)過(guò)聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ藝或低溫甲醇洗エ藝后得到的酸性氣體進(jìn)一步脫除H2S。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明與克勞斯法相比，本發(fā)明適應(yīng)于含H2S體積含量在0. 3%-10%的酸性氣體，H2S轉(zhuǎn)化ー步即可完成。因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H2S體積含量0. 3%以上即可不需要外來(lái)熱量，本裝置能耗低，沒(méi)有蒸汽消耗，電耗、水耗。H2S體積含量1. 0%以上，即可以加除氧水副產(chǎn)蒸汽。H2S體積含量3.0%以上，轉(zhuǎn)化爐即可直接產(chǎn)蒸汽。催化劑一次裝填，可使用3-5年?？晒?jié)省12-20元/噸氨。用在低溫甲醇洗エ藝后酸性氣脫硫，噸氨催化劑消耗成本為0. 1-2元，與原料氣含硫有夫。與傳統(tǒng)克勞斯脫硫相比，投資可節(jié)省50%左右，運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)省50%左右。2、本發(fā)明應(yīng)用于30萬(wàn)噸/年合成氨NHD法或低溫甲醇洗法エ藝后的酸性氣體的直接工程投資1500萬(wàn)左右，低于克勞斯法脫硫投資3000萬(wàn)。流動(dòng)資金、技術(shù)費(fèi)等其他費(fèi)用根據(jù)投資規(guī)模的運(yùn)作階段另計(jì)。3、本發(fā)明凈化度高，不同含硫量的酸性氣體在本發(fā)明最佳實(shí)施例處理后浄化度可達(dá)30ppm (30ppm是指硫化氫的含量)以下。4、催化劑選擇性好，在克勞斯催化劑基礎(chǔ)上改進(jìn)的催化劑，有很好的選擇性，能優(yōu)先脫除硫化氣。5、催化劑適應(yīng)性廣，催化劑比克勞斯催化劑有更好的活性，能適應(yīng)硫化氫含量最小3000ppm，最大lOOOOOppm的氣體脫硫。6、裝置投資小，操作簡(jiǎn)單，因配套設(shè)備數(shù)量少，操作相對(duì)克勞斯要簡(jiǎn)単。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖中1、轉(zhuǎn)化爐，2、制冷換熱器，3、控溫制冷換熱器，4、分離器，5、過(guò)濾吸附塔，6、第二換熱器，7、加熱器，8、第一換熱器，9、轉(zhuǎn)化后氣體出氣管路，10、蒸汽出氣管路，11、酸性氣體供給管路，12、除氧水供給管路。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的ー種具體實(shí)施例，包括H2S催化轉(zhuǎn)化成S的轉(zhuǎn)化爐1、酸性氣體加熱裝置和轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置，酸性氣體加熱裝置的酸性氣體出口連接轉(zhuǎn)化爐I的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐I的轉(zhuǎn)化后氣體出口連接轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。為了盡可能的節(jié)約能源，本系統(tǒng)將酸性氣體加熱裝置和轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置盡可能的相互結(jié)合。如圖1所示，本系統(tǒng)包括有制冷換熱器2、控溫制冷換熱器3、分離器4、過(guò)濾吸附塔5、第二換熱器6、加熱器7、第一換熱器8、轉(zhuǎn)化后氣體出氣管路9、蒸汽出氣管路10、酸性氣體供給管路11和除氧水供給管路12。其中，制冷換熱器2、控溫制冷換熱器3、第二換熱器6和第一換熱器8為轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。制冷換熱器2、加熱器7、第二換熱器6和第一換熱器8為酸性氣體加熱裝置。加熱器7內(nèi)設(shè)有加熱介質(zhì)通道和酸性氣體通道。制冷換熱器2、控溫制冷換熱器3、第二換熱器6、加熱器7、第一換熱器8均是現(xiàn)有的一種換熱器，具有兩種介質(zhì)通道。分離器4和過(guò)濾吸附塔5串聯(lián)成物理脫硫裝置，分離器4內(nèi)設(shè)有填料，過(guò)濾吸附塔5中設(shè)有活性炭。制冷換熱器2內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道(用于通酸性氣體)和被冷卻介質(zhì)通道(用于通轉(zhuǎn)化后的氣體)，制冷換熱器2上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出ロ，控溫制冷換熱器3內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道(用于通酸性氣體)和被冷卻介質(zhì)通道(用于通轉(zhuǎn)化后的氣體)，控溫制冷換熱器3上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出ロ。酸性氣體供給管路11依次串聯(lián)第一換熱器8的被加熱介質(zhì)通道、加熱器7的酸性氣體通道、第二換熱器6的被加熱介質(zhì)通道、制冷換熱器2的冷卻介質(zhì)通道和轉(zhuǎn)化爐I的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐I的轉(zhuǎn)化后氣體出ロ依次串聯(lián)制冷換熱器2的被冷卻介質(zhì)通道、控溫制冷換熱器3的被冷卻介質(zhì)通道、分離器4、過(guò)濾吸附塔5、第二換熱器6的加熱介質(zhì)通道和第一換熱器8的加熱介質(zhì)通道，第一換熱器8連接有與其加熱介質(zhì)通道相通的轉(zhuǎn)化后氣體出氣管路9。加熱器7的加熱介質(zhì)通道和控溫制冷換熱器3的冷卻介質(zhì)通道連接成循環(huán)回路，本系統(tǒng)中的除氧水供給管路12分成兩個(gè)支路，一個(gè)支路接轉(zhuǎn)化爐1，另ー個(gè)支路接該循環(huán)回路。轉(zhuǎn)化爐I還連接有蒸汽出氣管路10。工作原理酸性氣體通過(guò)酸性氣體供給管路11依次通過(guò)第一換熱器8、加熱器7、第二換熱器6和制冷換熱器2被逐步加熱，使得酸性氣體達(dá)到轉(zhuǎn)化的合適溫度，H2S催化轉(zhuǎn)化成S的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，能將除氧水蒸發(fā)成蒸汽或者將反應(yīng)自產(chǎn)水蒸發(fā)成蒸汽，制得的蒸汽從蒸汽出氣管路10排出，轉(zhuǎn)化生成高溫的轉(zhuǎn)化后氣體，轉(zhuǎn)化后氣體依次通過(guò)制冷換熱器2、控溫制冷換熱器3、分離器4、過(guò)濾吸附塔5、第二換熱器6和第一換熱器8后從轉(zhuǎn)化后氣體出氣管路9排出。轉(zhuǎn)化后氣體經(jīng)過(guò)制冷換熱器2和控溫制冷換熱器3降溫后析出液態(tài)硫，然后經(jīng)過(guò)分離器4和過(guò)濾吸附塔5進(jìn)ー步脫除硫，最后轉(zhuǎn)化后氣體的熱量在第二換熱器6和第一換熱器8中進(jìn)ー步被吸收利用?？販刂评鋼Q熱器3和加熱器7之間還形成ー個(gè)水和蒸汽的循環(huán)回路，使得轉(zhuǎn)化后氣體熱量不斷的被傳導(dǎo)給酸性氣體。
權(quán)利要求
1.一種酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于包括H2S催化轉(zhuǎn)化成S的轉(zhuǎn)化爐、酸性氣體加熱裝置和轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置，酸性氣體加熱裝置的酸性氣體出口連接轉(zhuǎn)化爐的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化后氣體出口連接轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置包括制冷換熱器和控溫制冷換熱器，制冷換熱器內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道和被冷卻介質(zhì)通道，制冷換熱器上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出口，控溫制冷換熱器內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)通道和被冷卻介質(zhì)通道，控溫制冷換熱器上設(shè)有與被冷卻介質(zhì)通道相通的液態(tài)硫出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)出口連接有物理脫硫裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的物理脫硫裝置包括串聯(lián)連接的分離器和過(guò)濾吸附塔，分離器內(nèi)設(shè)有填料，過(guò)濾吸附塔中設(shè)有活性炭。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的酸性氣體加熱裝置包括有加熱器，加熱器內(nèi)設(shè)有加熱介質(zhì)通道和酸性氣體通道，加熱器的加熱介質(zhì)通道和控溫制冷換熱器的冷卻介質(zhì)通道連接成循環(huán)回路，循環(huán)回路上設(shè)有除氧水供給管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于還包括有第一換熱器、第二換熱器和酸性氣體供給管路，酸性氣體供給管路依次串聯(lián)第一換熱器的被加熱介質(zhì)通道、加熱器的酸性氣體通道、第二換熱器的被加熱介質(zhì)通道、制冷換熱器的冷卻介質(zhì)通道和轉(zhuǎn)化爐的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化后氣體出口依次串聯(lián)制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道、控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道、第二換熱器的加熱介質(zhì)通道和第一換熱器的加熱介質(zhì)通道，第一換熱器、第二換熱器和制冷換熱器三者既為所述的酸性氣體加熱裝置又為所述的轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的控溫制冷換熱器的被冷卻介質(zhì)通道的出口和第二換熱器的加熱介質(zhì)通道的進(jìn)口連接有物理脫硫裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的物理脫硫裝置包括串聯(lián)連接的分離器和過(guò)濾吸附塔，分離器內(nèi)設(shè)有填料，過(guò)濾吸附塔中設(shè)有活性炭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)化爐連接有除氧水供給管路和蒸汽出氣管路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸性氣體中的H2S的脫除系統(tǒng)，本發(fā)明包括H2S催化轉(zhuǎn)化成S的轉(zhuǎn)化爐、酸性氣體加熱裝置和轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置，酸性氣體加熱裝置的酸性氣體出口連接轉(zhuǎn)化爐的酸性氣體入口，轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化后氣體出口連接轉(zhuǎn)化后氣體降溫裝置。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)對(duì)酸性氣體進(jìn)行加熱，使酸性氣體達(dá)到合適轉(zhuǎn)化爐的溫度，設(shè)置轉(zhuǎn)化爐將酸性氣體中的H2S轉(zhuǎn)化成S，并通過(guò)降溫析出。能對(duì)以煤為原料的化工生產(chǎn)中粗合成氣經(jīng)過(guò)聚乙二醇二甲醚法(NHD)工藝或低溫甲醇洗工藝后得到的酸性氣體進(jìn)一步脫除H2S。
文檔編號(hào)B01D53/52GK103007748SQ20131000156
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者蔣勝昔 申請(qǐng)人:濟(jì)南承乾工程技術(shù)有限公司