專利名稱：一種用于凈化氣體的脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體凈化領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫裝置。
背景技術(shù)：
H2S是一種廣泛存在于焦?fàn)t煤氣、水煤氣、天然氣、沼氣、粗合成氣等氣體中的有毒、有害的強(qiáng)腐蝕性雜質(zhì)，含H2S的上述氣體用作燃料時(shí)，其中的H2S和其燃燒生成的產(chǎn)物SO2均為有毒物質(zhì)，會(huì)造成環(huán)境的污染，因此上述氣體在作為燃料使用之前必須要經(jīng)過脫硫凈化處理。為了保證脫硫的效果，現(xiàn)有技術(shù)中用于脫除H2S的脫硫裝置中通常都設(shè)置有填料或者其它脫硫構(gòu)件，如中國科技文獻(xiàn)《粗合成氣凈化系統(tǒng)脫硫塔的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及應(yīng)用》(2007年8月，大氮肥，第30卷第4期)中公開了一種用于脫除以渣油為原料造氣的粗合成氣中H2S的脫硫塔，該脫硫塔的塔高39m，內(nèi)徑2.2m，在所述脫硫塔的上部填充有2層泡罩結(jié)構(gòu)，下部采用空塔噴淋；在脫硫塔的頂部設(shè)置有一個(gè)淋灑噴頭，中部和下部分別設(shè)置了 2層霧化噴頭，每層包括5個(gè)直徑為65_的霧化噴頭；該脫硫塔在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，粗合成氣從塔底通入，與塔上噴淋的蒽醌二磺酸鈉溶液接觸，達(dá)到脫除H2S的效果。上述脫硫塔通過設(shè)置泡罩結(jié)構(gòu)有效提高了氣液的接觸，具有較高的脫硫效率，經(jīng)上述脫硫塔處理后，粗合成氣中的H2S含量由800-1000mg/m3降到2mg/m3以下，但是在上述脫硫塔中，由于脫硫塔內(nèi)填充有泡罩結(jié)構(gòu)，一方面，導(dǎo)致脫硫塔的系統(tǒng)阻力增大，運(yùn)行能耗較高；另一方面，長期的使用容易導(dǎo)致泡罩結(jié)構(gòu)處發(fā)生結(jié)垢，從而堵塞脫硫塔。為了克服這一技術(shù)問題，降低運(yùn)行能耗，現(xiàn)有技術(shù)中，噴淋空塔逐漸得到了更為廣泛的應(yīng)用，噴淋空塔簡化了塔內(nèi)的構(gòu)件設(shè)置，通過霧化噴頭，在塔的中上部將脫硫液強(qiáng)力、高密度霧化，形成大量的微顆粒球體，微顆粒球體與從塔下部進(jìn)入的工藝氣體接觸，總體呈氣上液下逆向流動(dòng)的撞擊式接觸。其典型特點(diǎn)是氣液兩相混合的均勻度高、微顆粒球體接觸界面大、傳質(zhì)效率高、脫硫液的利用率高、系統(tǒng)負(fù)荷小、運(yùn)行能耗較小、且不會(huì)發(fā)生堵塔的問題。上述噴淋空塔雖然具有較低的塔系阻力和系統(tǒng)負(fù)荷，有效減少了脫硫裝置的運(yùn)行能耗，但是上述噴淋空塔并不適用于處理H2S濃度較高的氣體，當(dāng)氣體中H2S含量較高時(shí)，上述噴淋空塔通常難以滿足高凈化度的要求。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)氣體中H2S含量較高時(shí)，為了達(dá)到較高的脫硫效率，通常會(huì)將多個(gè)噴淋空塔串聯(lián)設(shè)置，或者將噴淋空塔與填料塔先后串聯(lián)設(shè)置，這樣一來，就又增加了設(shè)備的建造成本和運(yùn)行能耗；而如何在保持低的設(shè)備成本和運(yùn)行能耗的同時(shí)，還能夠保證脫硫裝置的脫H2S效率，是現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中用于脫除高硫濃度氣體的脫硫裝置，其設(shè)備的建造成本和運(yùn)行能耗較高的問題，提供了一種建造成本低廉、運(yùn)行能耗低且具有較高脫硫效率的用于凈化氣體的脫硫裝置。本發(fā)明中所述的用于凈化氣體的脫硫裝置的技術(shù)方案為: 一種脫硫裝置，包括:
脫硫器，所述脫硫器沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)、前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)，在所述緩沖區(qū)設(shè)置有進(jìn)氣口和用于噴射脫硫液或者脫硫漿液的液體噴嘴，在所述后端擴(kuò)散區(qū)設(shè)置有出氣口 ；其中，所述前端收斂區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的筒體，所述前端收斂區(qū)的收縮比為1:5-1:2 ;所述中部咽喉區(qū)為直徑不變的筒體；所述后端擴(kuò)散區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)張比為4:1-3:2 ;所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述收斂區(qū)的直徑之比大于或等于10，所述進(jìn)氣口處的氣體流速為3-5m/s ；
氣液分離器，所述氣液分離器通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)的出氣口相連接，所述氣液分離器設(shè)置有氣體出口和液體出口。在所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)之間還設(shè)置有中部咽喉區(qū)，所述中部咽喉區(qū)的最大直徑小于或者等于所述前端收斂區(qū)的最小直徑，所述前端收斂區(qū)、中部咽喉區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之比為3-5:4-6:3-5。所述液體噴嘴為霧化噴嘴，所述霧化噴嘴靠近所述緩沖區(qū)的中心位置設(shè)置。所述中部咽喉區(qū)的直徑為0.5-2.5m。在所述緩沖區(qū)，所述霧化噴嘴的噴淋方向與所述進(jìn)氣口的進(jìn)氣方向相互垂直。所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比為10-30。所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比為20。所述脫硫漿液為羥基氧化鐵漿液。所述羥基氧化鐵漿液的濃度為5-30被％;所述羥基氧化鐵的顆粒粒徑為5—500 μ mD在所述氣液分離器的下方設(shè)置有再生裝置，所述再生裝置包括:
再生槽，所述再生槽與所述氣液分離器的液體出口相連通，同時(shí)通過回流管道與所述液體噴嘴相連通；
曝氣裝置，所述曝氣裝置與所述再生槽相連通，對液體進(jìn)行供氧。本發(fā)明所述的用于凈化氣體的脫硫裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)本發(fā)明所述脫硫裝置，設(shè)置有脫硫器，所述脫硫器沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)、前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)，在所述緩沖區(qū)設(shè)置有進(jìn)氣口和用于噴射脫硫液或者脫硫漿液的液體噴嘴，在所述后端擴(kuò)散區(qū)設(shè)置有出氣口 ；其中，所述前端收斂區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的筒體，所述前端收斂區(qū)的收縮比為1:5-1:2 ;所述后端擴(kuò)散區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)張比為4:1-3:2 ;本發(fā)明中所述的脫硫器，在所述緩沖區(qū)形成噴霧區(qū)域，所述脫硫液或脫硫漿液與氣體充分混合，從所述進(jìn)氣口出來的加壓空氣與從所述液體噴嘴出來的液體噴霧混合并進(jìn)行脫硫反應(yīng)，在進(jìn)行脫硫反應(yīng)的同時(shí)氣體繼續(xù)向前移動(dòng)，在氣體逐漸向前移動(dòng)的過程中，隨著前端收斂區(qū)空間的逐漸減小，氣體的壓力逐漸增強(qiáng)，從而在氣體內(nèi)部蓄積了一定的激發(fā)能量，當(dāng)氣體經(jīng)過前端收斂區(qū)的最小直徑處并進(jìn)入后端擴(kuò)散區(qū)后，氣體經(jīng)由小空間而進(jìn)入大空間，氣體內(nèi)部的激發(fā)能量瞬間釋放，從而帶動(dòng)液相區(qū)內(nèi)的脫硫液或脫硫漿液在瞬間噴發(fā)，充分地實(shí)現(xiàn)了氣體和脫硫液或脫硫漿液的再次混合、并進(jìn)一步促進(jìn)了對氣體的脫硫。本發(fā)明通過將所述脫硫器沿橫向方向依次設(shè)置的前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)；還限定所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比大于或等于10，且限定所述進(jìn)氣口處的氣體流速為3-lOm/s ;通過上述設(shè)置，在有效促進(jìn)了氣體與脫硫液或者脫硫漿液的混合效果、提高氣液傳質(zhì)面積的同時(shí)，也使得氣液混合物的停留時(shí)間利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，能夠達(dá)到較聞的脫硫效率。本發(fā)明中的脫硫裝置與所述脫硫器還連接設(shè)置有氣液分離器，所述氣液分離器對從所述脫硫器出來的氣液混合物進(jìn)行分離，得到潔凈氣體和脫硫廢液。本發(fā)明所述的脫硫裝置相比于現(xiàn)有技術(shù)中的脫硫裝置，結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉且具有較高的脫硫效率。(2)本發(fā)明所述脫硫裝置，在所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)之間還設(shè)置有中部咽喉區(qū)，所述中部咽喉區(qū)的最大直徑小于或者等于所述前端收斂區(qū)的最小直徑，所述前端收斂區(qū)、中部咽喉區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之比為3-5:4-6:3-5。本發(fā)明通過設(shè)置中部咽喉區(qū)并對三個(gè)區(qū)域的長度進(jìn)行限定，使得氣液混合物在各個(gè)區(qū)域停留時(shí)間的分配利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)一步提聞了脫硫效率。(3)本發(fā)明所述脫硫裝置，設(shè)置所述脫硫液為羥基氧化鐵漿液，原因在于，羥基氧化鐵漿液能夠與H2S快速發(fā)生反應(yīng)，將其迅速除去。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，為了進(jìn)一步提高裝置的脫硫效率，本發(fā)明還限定所述羥基氧化鐵漿液的濃度為5-30wt% ;所述羥基氧化鐵的顆粒粒徑為5-500 μ m。(4)本發(fā)明所述脫硫裝置，設(shè)置所述液體噴嘴為霧化噴嘴，所述霧化噴嘴靠近所述緩沖區(qū)的中心位置，且設(shè)置所述中部咽喉區(qū)的直徑為0.5-2.5m，優(yōu)點(diǎn)在于，由于本發(fā)明中的氣體輸送管道直徑較小，從而就使得從所述霧化噴嘴噴出的液體微粒能夠充滿氣體輸送管道的整個(gè)截面，有效增加了氣液接觸面積。(5)本發(fā)明所述脫硫裝置，設(shè)置所述收斂區(qū)內(nèi)所述霧化噴嘴的噴淋方向與所述進(jìn)氣口的進(jìn)氣方向相互垂直，相比于噴霧方向與進(jìn)氣口的進(jìn)氣方向逆流設(shè)置，這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于降低了運(yùn)行的能耗。(6)本發(fā)明所述脫硫裝置，在所述氣液分離器的下方設(shè)置有再生裝置，所述再生裝置包括再生槽和曝氣裝置，所述再生槽與所述氣液分離器的液體出口相連通，同時(shí)通過回流管道與所述液體噴嘴相連通；所述曝氣裝置與所述再生槽相連通，對液體進(jìn)行供氧，通過上述設(shè)置，利用所述曝氣裝置向所述由氣液分離器流入再生槽的脫硫廢液中通入空氣，使得所述羥基氧化鐵廢液再生成羥基氧化鐵漿液和單質(zhì)硫，其中單質(zhì)硫由于密度較小，在曝氣的作用下浮在再生液的表面，而下層的羥基氧化鐵漿液被循環(huán)泵再次送入霧化噴嘴，實(shí)現(xiàn)了羥基氧化鐵的回收利用。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1所示為本發(fā)明所述的脫硫器；
圖2所示為本發(fā)明所述設(shè)置有中部咽喉區(qū)的脫硫器；
圖3所示為本發(fā)明所述設(shè)置有再生裝置的脫硫裝置的結(jié)構(gòu)圖； 其中附圖標(biāo)記為:
1-霧化噴嘴；2_進(jìn)氣口 ；3_脫硫器；4_緩沖區(qū)；5_前端收斂區(qū)；6-后端擴(kuò)散區(qū)；7-氣液分離器；8-再生槽；9-中部咽喉區(qū)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。如圖1所示，所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體，所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:3 ;所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為3:1 ;所述緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為0.5:1:1。本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)5的最小直徑之比為20，所述最小直徑為1.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為4m/
So所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為9m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為25wt%，所述無定形羥基氧化鐵的粒徑范圍為200-300 μ m。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至1.8mg/L。實(shí)施例2
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體；所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:3 ;所述中部咽喉區(qū)9為直徑不變的筒體，即所述中部咽喉區(qū)9的直徑等于所述前端收斂區(qū)5的最小直徑；所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為3:1 ;所述緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為1:4:5:4。本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述中部咽喉區(qū)9的直徑之比為20，所述中部咽喉區(qū)9的直徑為1.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為4m/s。
所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為8m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為20wt%，所述無定形羥基氧化鐵的粒徑范圍為200-300 μ m。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至2mg/L。實(shí)施例3
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。如圖2所示，所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體；所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:5 ;所述中部咽喉區(qū)9為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，即所述中部咽喉區(qū)9的最大直徑等于所述前端收斂區(qū)5的最小直徑，所述中部咽喉區(qū)9的收縮比為1:1.5 ;所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為4:1 ;所述緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為1:3:5:3 ；
本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述中部咽喉區(qū)9的最大直徑之比為10，所述中部咽喉區(qū)9的最大直徑為0.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為3m/S。所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為8m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為30wt%,所述無定形輕基氧化鐵的粒徑范圍為5-20 μ m。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至10mg/L。實(shí)施例4
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體；所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:2 ;所述中部咽喉區(qū)9為直徑不變的筒體；所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為3:2 ;所述前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為0.8:5:6:5 ；本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述中部咽喉區(qū)9的直徑之比為30，所述中部咽喉區(qū)9的直徑為2.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為5m/s。所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為8m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為5wt%,所述無定形輕基氧化鐵的粒徑范圍為20-100 μ m。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至5mg/L。實(shí)施例5
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體；所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:3 ;所述中部咽喉區(qū)9為直徑不變的筒體；所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向 逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為3:1 ;所述緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為1:4 5:4。本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述中部咽喉區(qū)9的直徑之比為10，所述中部咽喉區(qū)9的直徑為2.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為4m/s。所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為8m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為10wt%，所述無定形羥基氧化鐵的粒徑范圍為100-300 μ m。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至3mg/L。實(shí)施例6
本實(shí)施例中所述脫硫裝置，包括:脫硫器3和氣液分離器7。所述脫硫器3沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)4、前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6，所述緩沖區(qū)4設(shè)置有進(jìn)氣口 2和用于噴射脫硫漿液的霧化噴嘴1，且所述霧化噴嘴I靠近所述緩沖區(qū)4的中心位置設(shè)置，在所述后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置有出氣口 ；在所述前端收斂區(qū)5，所述霧化噴嘴I的噴淋方向與所述進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣方向相互垂直；其中，所述緩沖區(qū)4為直徑不變的筒體；所述前端收斂區(qū)5為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的錐臺(tái)形筒體，所述前端收斂區(qū)5的收縮比為1:3 ;所述中部咽喉區(qū)9為直徑不變的筒體；所述后端擴(kuò)散區(qū)6為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的錐臺(tái)形筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比為3:1 ;所述前端收斂區(qū)5、中部咽喉區(qū)9與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之比為0.5:4:5:4。本實(shí)施例中所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6沿橫向方向上的長度之和與所述中部咽喉區(qū)9的直徑之比為20，所述中部咽喉區(qū)9的直徑為1.5m ;所述進(jìn)氣口 2處的氣體流速為5m/s。所述氣液分離器7通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)6的出氣口連接，所述氣液分離器7設(shè)置有氣體出口和液體出口。如圖3所示，本實(shí)施例所述脫硫裝置在所述氣液分離器7的下方還設(shè)置有再生裝置，所述再生裝置包括再生槽8和曝氣裝置，所述再生槽8與所述氣液分離器7的液體出口相連通，同時(shí)通過回流管道與所述液體噴嘴相連通；所述曝氣裝置與所述再生槽8相連通，對液體進(jìn)行供氧。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在用于脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫時(shí)，所述脫硫漿液為無定形羥基氧化鐵漿液，所述脫硫漿液的噴淋量為8m3/h ;所述無定形羥基氧化鐵漿液的濃度為10wt%，所述無定形羥基氧化鐵的粒徑范圍為300-500 μ m;所述脫硫漿液完成脫硫后形成的脫硫廢液經(jīng)氣液分離器7分離后進(jìn)入再生槽8，利用所述曝氣裝置向所述脫硫廢液中通入空氣，使得所述羥基氧化鐵廢液再生成羥基氧化鐵漿液和單質(zhì)硫，其中單質(zhì)硫由于密度較小，在曝氣的作用下浮在再生液的表面，而下層的羥基氧化鐵漿液被循環(huán)泵再次送入霧化噴嘴1，實(shí)現(xiàn)了羥基氧化鐵的回收利用。本實(shí)施例中所述脫硫裝置在運(yùn)行時(shí)，將H2S含量為1000mg/L的焦?fàn)t煤氣從所述進(jìn)氣口 2送入所述脫硫器3，經(jīng)本實(shí)施例中所述脫硫器3進(jìn)行脫硫處理后得到的凈化氣體中H2S含量降至3mg/L。在上述實(shí)施例中，由所述緩沖區(qū)4的進(jìn)氣口 2輸入的氣體為焦?fàn)t煤氣，作為可選擇的實(shí)施方式，所述氣體也可以是沼氣、天然氣、粗合成氣、水煤氣等。上述實(shí)施例中，所述脫硫漿液采用的是的無定形羥基氧化鐵和α -羥基氧化鐵，作為可選擇的實(shí)施方式，所述脫硫漿液也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意的鐵系或者非鐵系脫硫漿液，漿液中的固體脫硫劑可以選用ZnO、Ca (OH) 2、三氧化二鐵、CuO等；或者采用諸如氨水、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、MDEA在內(nèi)的脫硫液。且在上述實(shí)施例中，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6設(shè)置為錐臺(tái)形，即所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6的筒體位于其中軸線所在截面上的側(cè)邊線為直線，作為可選擇的實(shí)施方式，所述前端收斂區(qū)5與后端擴(kuò)散區(qū)6的筒體位于其中軸線所在截面上的側(cè)邊線也可以設(shè)置為曲線。需要說明的是，本發(fā)明所述氣體流動(dòng)方向指的是在緩沖區(qū)4內(nèi)所述氣體經(jīng)外界輸入并與霧化噴嘴I噴淋的液體相遇混合后，與所述液體一起沿脫硫裝置軸向流動(dòng)的方向。此外，需要說明的是，本發(fā)明中所述前端收斂區(qū)5的收縮比為前端收斂區(qū)5出口處直徑與入口處直徑之比，即所述前端收斂區(qū)5的最小直徑與最大直徑之比；所述后端擴(kuò)散區(qū)6的擴(kuò)張比同樣為出口處直徑與入口處直徑之比，但是所述后端擴(kuò)散區(qū)6的最大直徑與最小直徑之比。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化氣體的脫硫裝置，包括: 脫硫器，所述脫硫器沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)、前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)，在所述緩沖區(qū)設(shè)置有進(jìn)氣口和用于噴射脫硫液或者脫硫漿液的液體噴嘴，在所述后端擴(kuò)散區(qū)設(shè)置有出氣口 ；其中，所述前端收斂區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的筒體，所述前端收斂區(qū)的收縮比為1:5-1:2 ;所述后端擴(kuò)散區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)張比為4:1-3:2; 所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比大于或等于10，所述進(jìn)氣口處的氣體流速為3-5m/s ； 氣液分離器，所述氣液分離器通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)的出氣口相連接，所述氣液分離器設(shè)置有氣體出口和液體出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，在所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)之間還設(shè)置有中部咽喉區(qū)，所述中部咽喉區(qū)的最大直徑小于或者等于所述前端收斂區(qū)的最小直徑，所述前端收斂區(qū)、中部咽喉區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之比為 3-5:4-6:3-5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述液體噴嘴為霧化噴嘴，所述霧化噴嘴靠近所述緩沖區(qū)的中心位置設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述中部咽喉區(qū)的直徑為0.5-2.5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，在所述緩沖區(qū)，所述霧化噴嘴的噴淋方向與所述進(jìn)氣口的進(jìn)氣方向相互垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比為10-30。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之和與所述前端收斂區(qū)的最小直徑之比為20。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述脫硫漿液為羥基氧化鐵漿液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，所述羥基氧化鐵漿液的濃度為5-30wt% ;所述羥基氧化鐵的顆粒粒徑為5-500 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用于凈化氣體的脫硫裝置，其特征在于，在所述氣液分離器的下方設(shè)置有再生裝置，所述再生裝置包括: 再生槽，所述再生槽與所述氣液分離器的液體出口相連通，同時(shí)通過回流管道與所述液體噴嘴相連通； 曝氣裝置，所述曝氣裝置與所述再生槽相連通，對液體進(jìn)行供氧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫硫裝置，包括脫硫器和氣液分離器，所述脫硫器沿橫向方向依次連接設(shè)置有緩沖區(qū)、前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)，在所述緩沖區(qū)設(shè)置有進(jìn)氣口和用于噴射脫硫漿液的液體噴嘴，在所述后端擴(kuò)散區(qū)設(shè)置有出氣口；所述前端收斂區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸收縮的筒體，所述后端擴(kuò)散區(qū)為沿氣體流動(dòng)方向逐漸擴(kuò)張的筒體；所述緩沖區(qū)、前端收斂區(qū)與后端擴(kuò)散區(qū)沿橫向方向上的長度之比為3-5:4-6:3-5；所述氣液分離器設(shè)置有氣體出口和液體出口，所述氣液分離器通過管道與所述后端擴(kuò)散區(qū)的出氣口連接。本發(fā)明所述脫硫裝置的建造成本低廉、運(yùn)行能耗低且具有較高脫硫效率。
文檔編號(hào)B01D53/78GK103111175SQ201310054410
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者林科, 張旭之, 李廷均 申請人:北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司