本發(fā)明涉及廢氣處理工藝，具體涉及一種氣田含硫廢氣的處理方法。
背景技術(shù)：
氣田含硫廢氣具有一些共同特征：氣體流量通常不大，在幾百方/天至幾萬方/天范圍；含硫物種類主要以H2S為主，可能伴有少量有機硫，如果經(jīng)過燃燒則變?yōu)镾O2；廢氣中H2S濃度變化較大，低時至幾百毫克每立方，高時可達百分之幾甚至十幾。根據(jù)上述特征，脫硫方法選擇上主要考慮使用氧化還原吸收法，固體吸附法和堿液吸收法等。
針對中小規(guī)模含硫氣體脫硫，氧化還原吸收法是較為理想的方法，常用的有l(wèi)o-cat法。該法屬鐵堿法，主要成分絡合劑與Fe3+離子形成配合物，以Fe3+氧化H2S形成元素S，富液經(jīng)空氣再生循環(huán)使用。該法綜合性質(zhì)穩(wěn)定，降解較少，操作成本低，已成為中小規(guī)模含硫化氫氣體脫硫的主流方法。可適用在硫化氫濃度幾百毫克/方至100％硫化氫濃度的氣體脫硫。
氣田含硫尾氣凈化技術(shù)又分為干法和濕法，在凈化酸性氣的同時實現(xiàn)硫磺資源化的主要方法有如下幾種：
1)克勞斯(Claus)燃燒法(干法)：以固體催化劑在1000℃以上高溫條件下將H2S氣體轉(zhuǎn)化為硫磺產(chǎn)物。所得硫磺產(chǎn)物純度很高，但克勞斯燃燒法的應用前提是：酸性氣濃度30％以上，每天需提供硫磺產(chǎn)生量不低于15噸的氣量，這些均局限了克勞斯燃燒法的應用范圍。
不僅如此，克勞斯燃燒法處理酸性氣之后的尾氣SO 2排放濃度高達數(shù)千ppm，工業(yè)上仍需經(jīng)過尾氣加氫-吸收-解吸提濃-燃燒的尾氣再處理過程，才能使尾氣的排放達到標準。
2)水相催化氧化法(濕法)：以絡合鐵(Lo-Cat)或PDS(雙核酞菁鈷酸鹽)為催化劑，以其堿性(pH～8)水溶液為氧化吸收劑，空氣中的氧氣為再生劑，達到酸性氣凈化和H2S硫磺資源化的雙重目的。但是，在運行過程中催化劑降解，大量副鹽的產(chǎn)生及高毒性外排污水的難處理一直是該法技術(shù)應用的瓶頸。
顯然，面向低濃度、氣量較少的酸性氣體，克勞斯燃燒法是不經(jīng)濟的，甚至無法運行。而水相濕式氧化法又難以適應高濃度、氣量較少的酸性氣處理的市場需求，特別是當前硫磺資源化技術(shù)運用中的尾氣難達標和難處理廢水等的二次污染問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足提供一種氣田含硫廢氣的處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種氣田含硫廢氣處理方法，包括如下步驟：
(一)原料氣經(jīng)氣液分離器分離出游離水；
(二)分離出游離水的原料氣經(jīng)文丘里管一射流混合進入吸收塔內(nèi)；
(三)脫硫溶液進入吸收塔與步驟(二)的原料氣進行混合，在吸收塔內(nèi)原料氣中的二價硫直接轉(zhuǎn)化成硫磺，凈化氣從吸收塔頂部排出；
(四)脫硫溶液在吸收塔中反應之后流入閃蒸罐，閃蒸后的脫硫溶液進入再生塔；
(五)再生塔中的脫硫溶液經(jīng)氧化再生，空氣經(jīng)風機增壓經(jīng)文丘里管二射流與脫硫富液混合，混合脫硫溶液以鼓泡或曝氣形式進入再生塔；
(六)再生后脫硫富液經(jīng)溶液循環(huán)泵進入過濾裝置經(jīng)過濾后脫硫溶液進入吸收塔進行循環(huán)使用；
(七)生成的硫磺顆粒經(jīng)過濾裝置過濾后，得到硫磺濾餅，硫磺濾餅進入熔硫釜中得到硫磺產(chǎn)品。
具體的，所述脫硫貧液分兩路進入吸收塔的中上部和底部，吸收塔使用鼓泡塔或填料塔或其他塔盤形式，凈化氣中H2S＜10mg/m3。
具體的，所述進入再生塔后再生的脫硫溶液再生時間大于等于30min。
具體的，所述的脫硫溶液為非水溶液體，呈中性偏弱酸性，主要成分為三氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋅、氯化錳、吡咯烷酮、氯化吡啶、氯化咪唑、有機胺、有機磷、聚醚、磷酸酯和表面活性劑中的幾種，其中三價鐵離子含量為30～40g/L。
具體的，所述吸收塔內(nèi)溫度為20～80℃,壓力為0-6.0Mpa(G)。
具體的，再生塔內(nèi)溫度為20～80℃，壓力為常壓。
具體的，所述的過濾裝置為板框過濾機或壓濾機
本發(fā)明提供的含硫廢氣處理工藝與傳統(tǒng)lo-cat工藝相似，而與其相比具有的優(yōu)點在于如下幾點：
1、本發(fā)明提供的脫硫工藝脫硫溶液中的活性成分具有適易的氧化能力，氧載體為三價鐵，將H2S直接氧化成元素硫的同時自身轉(zhuǎn)變成二價鐵，然后經(jīng)空氣再生將其氧化為三價鐵，脫硫溶液得以再生循環(huán)使用，同時H2 S中的H被氧化為H2 o，以復合脫硫液體為催化劑去除H2 S反應可表示如下：H2 S+O2→S+H2 O；
2、脫硫溶液具有疏水特性，原料氣中的水分和反應過程中脫硫所產(chǎn)生的水及產(chǎn)物固體硫磺均自動與脫硫溶劑分層而被分離，不會稀釋脫硫溶液，而且可實現(xiàn)產(chǎn)物從脫硫劑中分離回收；
3、運行過程中無需再添加任何輔助藥劑，簡化工藝和操作，且無廢水、廢氣和廢渣產(chǎn)生；
4、脫硫溶液在室溫條件下就可以實現(xiàn)高效脫硫，又具有良好的耐熱特性，可在120℃條件下循環(huán)操作，最優(yōu)化使用條件在70℃-90℃條件下既可以顯著提高其脫硫效率和脫硫性能，又可以加速其再生效率；
5、該脫硫溶液為非水溶液體系，呈中性偏弱酸性，因此脫硫操作中不存在廢水排放等二次污染問題；
6、本發(fā)明提供的脫硫工藝與當前主流濕式氧化脫硫lo-cat工藝相似，凈化氣H2S濃度可降至10mg/m3，本脫硫溶液硫容不低于1g/L，使裝置能耗降低，提高凈化效率；
7、脫硫溶液操作溫度可在20～180℃之間，在該溫度范圍內(nèi)溶液不會發(fā)生化學降解和熱降解，溶液不易蒸發(fā)損失，因此日常溶劑補充量很少，降低了操作成本，而其他lo-cat等常規(guī)水溶液氧化體系均存在不同程度降解變質(zhì)傾向，經(jīng)常需要定期補充溶液；
8、本發(fā)明提供的脫硫工藝由于脫硫溶液在反應過程中不會熱分解變質(zhì)，因此可以將硫磺濾餅加熱熔融，液態(tài)硫磺與脫硫液依靠密度差自然沉降分離，下層為液硫，排放出來冷卻固化為亮黃色固體，純度達到97％以上；
9、本發(fā)明所提供的工藝適用范圍為常壓至高壓，單井脫硫或油氣田常壓含硫化氫尾氣脫硫均可。含硫量從0-100％均適用，處理規(guī)模幾千方～50萬方以內(nèi)均可；
10、可以實現(xiàn)撬裝化設計，占地節(jié)省，方便施工安裝。
附圖說明
圖1是本發(fā)明使用的工藝流程圖。
其中1氣液分離器 2文丘里管一 3吸收塔 4閃蒸罐 5過濾裝置 6脫硫溶液循環(huán)泵 7熔硫釜 8再生塔 9文丘里管二 10風機。
具體實施方式
具體實施例1
一種氣田含硫廢氣處理方法，包括如下步驟：
(一)原料氣經(jīng)氣液分離器1分離出游離水；
(二)分離出游離水的原料氣經(jīng)文丘里管一2射流進入吸收塔3內(nèi)，吸收塔內(nèi)溫度為20～180℃,壓力為常壓；
(三)脫硫溶液進入吸收塔3與步驟(二)的原料氣進行混合，在吸收塔3內(nèi)原料氣中的二價硫直接轉(zhuǎn)化成硫磺，凈化氣從吸收塔3頂部排出，所述脫硫貧液分兩路進入吸收塔3的中上部和底部，吸收塔3使用鼓泡塔或填料塔，凈化氣可回收利用，凈化氣中H2S＜10mg/m3；
(四)脫硫溶液在吸收塔3中反應之后流入閃蒸罐4，經(jīng)閃蒸罐4閃蒸過的脫硫貧液進入再生塔8，再生塔內(nèi)溫度為20～80℃，壓力為常壓；
(五)再生塔8中的脫硫溶液經(jīng)氧化再生，空氣經(jīng)風機增壓經(jīng)文丘里管二射流與脫硫富液混合，混合脫硫溶液以鼓泡或曝氣形式進入再生塔8；
(六)再生后脫硫富液經(jīng)溶液循環(huán)泵6進入板框過濾機5經(jīng)過濾后脫硫溶液進入吸收塔3進行循環(huán)使用；
(七)生成的硫磺顆粒經(jīng)板框過濾機5過濾后，得到硫磺濾餅，硫磺濾餅進入熔硫釜中得到硫磺產(chǎn)品。
所述的脫硫溶液為非水溶液體，呈中性偏弱酸性，主要成分為三氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋅、氯化錳、吡咯烷酮、氯化吡啶、氯化咪唑、有機胺、有機磷、聚醚、磷酸酯和表面活性劑中的幾種，其中三價鐵離子含量為30～40g/L。
最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術(shù)人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。