專利名稱：多層脫硫反應(yīng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說，涉及的是一種多層脫硫反 應(yīng)塔。
背景技術(shù)：
煤氣中的硫化氫的脫除方法，通常有干法和濕法兩種。濕法脫硫方法具有運(yùn) 行成本低、處理能力大的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資高，工藝較復(fù)雜。干法脫除煤氣中的 硫化氫具有脫硫精度高，工藝簡單，操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，尤其對于煤氣量大， 硫化氫濃度低的場合比較合適。
目前，干法脫硫通常采用固定床脫硫塔進(jìn)行脫硫，脫硫塔通常采用一層固定 床結(jié)構(gòu)，由于脫硫過程通常是一個(gè)放熱過程，脫硫劑經(jīng)常因?yàn)闊崃繜o法及時(shí)移走， 導(dǎo)致脫硫?qū)訙囟壬?，容易?dǎo)致脫硫劑使用效果下降，或者引起飛溫，而導(dǎo)致脫 硫劑失效，同時(shí)，由于固定床考慮到壓降損失的原因， 一般均為并聯(lián)操作。根據(jù)， 脫硫劑的脫硫反應(yīng)特點(diǎn)，必然會(huì)存在接近脫硫反應(yīng)塔出口處的部分脫硫劑不能充 分利用，而導(dǎo)致脫硫劑的使用效率下降，通常，該部分未充分利用的脫硫劑的數(shù) 量約占整個(gè)脫硫?qū)拥?0-30%，為了避免脫硫反應(yīng)過程發(fā)生過熱現(xiàn)象，同時(shí)為了 保證脫硫劑能夠充分地利用，對脫硫反應(yīng)塔的改造勢在必行。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，吳聲彪等在《有色金屬》，(2003年第55巻 178-181頁)上發(fā)表的"焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)現(xiàn)狀及探討"，該文中提出干式脫硫 工藝常見的是氧化鐵箱法。脫硫工藝簡單、設(shè)備以并聯(lián)為主，因此，目前設(shè)備型 式單一的干法脫硫工藝，僅適用于那些煤氣含量較低的場合使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有單層脫硫反應(yīng)塔存在的缺點(diǎn)，提供一種多層脫硫反應(yīng) 塔。該裝置通過接口與不同的管線連接，可以實(shí)現(xiàn)脫硫反應(yīng)塔不同床層之間的串 聯(lián)連接，從而避免脫硫劑的死體積的產(chǎn)生，保證了脫硫劑的充分利用，同時(shí)，對 于容易引起飛溫的脫硫反應(yīng)過程，可以在不同的脫硫?qū)娱g通入冷卻介質(zhì)，如氮?dú)獾?，達(dá)到消除脫硫反應(yīng)塔飛溫的目的。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括單層脫硫反應(yīng)塔、格柵，格 柵設(shè)置在單層脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，將單層脫硫反應(yīng)塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫 層，每一個(gè)脫硫?qū)影忻摿驅(qū)雍蜌怏w分布空間，在氣體分布空間區(qū)域內(nèi)，設(shè)有 氣體的進(jìn)口管和出口管，同時(shí)在脫硫反應(yīng)塔的下部和上部均有進(jìn)出口，在脫硫反 應(yīng)塔的每個(gè)進(jìn)出口均裝有閥門，兩個(gè)或多個(gè)脫硫?qū)又g通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。
本發(fā)明根據(jù)脫硫劑顆粒直徑的大小，確定格柵的孔隙的大小， 一般格柵的孔 隙比脫硫劑直徑約大50-150%。在格柵的上面平鋪一層不銹鋼篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔隙 直徑略大于脫硫劑的直徑。單層脫硫反應(yīng)塔的分隔體積通常采用等體積分隔，也 可根據(jù)操作要求，采用不同床層高度的分隔。
為了獲得脫硫反應(yīng)塔的最佳性能，必須設(shè)計(jì)合理的氣相入塔裝置及分布裝 置。本發(fā)明的氣體分布措施，可采用與氣體進(jìn)口管同粗的管道彎成環(huán)形的一圈， 并且在管道的下方均勻布孔，環(huán)形圈的直徑通常為脫硫反應(yīng)塔直徑的3/5-4/5。 該環(huán)形圈與待處理氣體的進(jìn)口管口相連，并與脫硫塔體垂直相交。同時(shí)，為了保 證氣體能夠均勻地?cái)U(kuò)散，還需保證的兩層或兩層以上的脫硫?qū)娱g保持一定的分布 空間，該分布空間通常為脫硫反應(yīng)塔直徑的1/2-1/3。
在同一個(gè)脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，所述兩個(gè)或多個(gè)脫硫?qū)又g通過管線連接和閥門控 制實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接；在兩個(gè)或多個(gè)脫硫反應(yīng)塔之間，通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn) 不同脫硫反應(yīng)塔之間的脫硫?qū)哟?lián)連接。
在同一個(gè)脫硫反應(yīng)塔中，可以實(shí)現(xiàn)兩層或多層脫硫?qū)拥拇?lián)操作，也可單純 使用一層脫硫?qū)舆M(jìn)行操作。這樣操作的主要目的，可根據(jù)工藝要求，調(diào)控脫硫反 應(yīng)塔壓力降大小，或者，由于脫硫塔反應(yīng)溫度過高，通過氣體分布區(qū)域的管線補(bǔ) 充冷激氣體，達(dá)到調(diào)控脫硫反應(yīng)溫度的目的。
由于脫硫反應(yīng)塔始終存在著死體積，死體積的存在不僅增加了脫硫劑的損 耗，提高了運(yùn)行成本，同時(shí)增加了脫硫劑的更換頻率。通常，為了消除死體積， 可以將脫硫反應(yīng)塔使用一段時(shí)間和備用塔串聯(lián)使用，可以達(dá)到消除死體積的目 的。但該種方法往往會(huì)使床層壓降大幅上升，影響脫硫反應(yīng)過程順利進(jìn)行。本發(fā) 明通過將脫硫反應(yīng)塔進(jìn)行分層，在不同層之間通過閥門控制，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè) 脫硫?qū)又g的串聯(lián)操作。即如果脫硫塔的某一層存在死體積的時(shí)候，可以將該層脫硫?qū)油ㄟ^閥門控制實(shí)現(xiàn)與同一塔的不同脫硫?qū)踊虿煌拿摿驅(qū)舆M(jìn)行串聯(lián)操 作，實(shí)現(xiàn)消除脫硫塔死體積的目的。對于存在死體積的脫硫?qū)?，可根?jù)系統(tǒng)的壓 降要求，串聯(lián)一層或多層脫硫?qū)?。這樣，既保證了系統(tǒng)壓降符合工藝要求，同時(shí)， 達(dá)到消除死體積的目的。
本發(fā)明可用于天然氣、人工合成煤氣、高爐發(fā)生器、液化石油氣、等行業(yè)脫 除硫化氫氣體。


圖1為本發(fā)明的多層脫硫反應(yīng)塔的整體結(jié)構(gòu)示意圖中l(wèi)為脫硫原料氣進(jìn)口； 2為單層脫硫反應(yīng)塔筒體；3為格柵，多孔結(jié) 構(gòu)；4為分層的脫硫?qū)樱?為原料氣體分布空間或出口氣體收集空間；6為原料 氣進(jìn)口，在每層的氣體分布空間均留有氣體進(jìn)口和出口； 7為脫硫反應(yīng)塔上封頭；8為處理氣體出口； 9為脫硫劑卸出口； 10為脫硫劑加入口； ll為氣體分布環(huán)形 圈。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例中單層脫硫反應(yīng)塔筒體2通過格柵3將單層脫硫反應(yīng)塔分成三個(gè)脫硫單元，每一個(gè)脫硫單元包含脫硫?qū)?和氣體分布空間5。如圖1所示，脫硫反應(yīng)塔頂部為脫硫反應(yīng)塔上封頭7;其中脫硫劑通過加入口 10加入至每個(gè)脫硫?qū)?;并且通過脫硫劑卸出口 9卸出飽和的脫硫劑。格柵3的孔徑為脫硫劑孔徑的150%， 在每個(gè)氣體進(jìn)口 6處設(shè)置氣體分布的環(huán)形圈11，環(huán)形圈11的直徑為單層脫硫反 應(yīng)塔直徑的3/5。氣體分布空間5取單層脫硫反應(yīng)塔直徑的1/2。在每一單元的 氣體分布空間5安裝了多個(gè)接口，通過閥門控制，實(shí)現(xiàn)多層之間的串聯(lián)操作。
如果要實(shí)現(xiàn)同一脫硫反應(yīng)塔的每兩個(gè)脫硫?qū)?串聯(lián)，具體操作過程如下①、 打開脫硫原料氣進(jìn)口l;②、關(guān)閉一層和二層之間的出口氣體收集空間5上面的 原料氣進(jìn)口 6的閥門和處理氣體出口 8的閥門；③、打開二層氣體分布空間內(nèi)的處理氣體出口8的閥門； 、如果在脫硫過程中，防止溫度過高，需補(bǔ)充冷激氣
體時(shí)，可打開一層和二層之間的氣體進(jìn)口6的閥門補(bǔ)充冷激氣體，可達(dá)到降低反
應(yīng)溫度的目的。
實(shí)施例2:
脫硫塔結(jié)構(gòu)如圖l所示，脫硫塔條件同實(shí)施例l。
為了實(shí)現(xiàn)同一脫硫塔的二層和三層的串聯(lián)操作，閥門控制如下①、打開第 二層原料氣進(jìn)口 6的閥門，同時(shí)關(guān)閉第一層原料氣進(jìn)口 1的閥門；②、關(guān)閉二層 和三層之間的出口氣體收集空間5上的原料氣進(jìn)口 6的閥門和處理氣體出口 8的 閥門；③、打開三層出口氣體收集空間5上的處理氣體出口 8的閥門。
對于兩層串聯(lián)的脫硫塔，則下一層脫硫劑的死體積可以完全消除，相應(yīng)提高 脫硫劑的利用率。
實(shí)施例3:
脫硫塔結(jié)構(gòu)如圖l所示，其中兩個(gè)脫硫反應(yīng)塔分成二個(gè)脫硫單元。
在不同脫硫反應(yīng)塔之間可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)脫硫單元的串聯(lián)。串聯(lián)操作的主要 目的， 一方面可以消除某一個(gè)脫硫單元存在的死體積，另一方面，通過串聯(lián)脫硫 單元的多少，可有效地保證脫硫系統(tǒng)的壓力降符合工藝要求。
每個(gè)脫硫反應(yīng)塔筒體2采用格柵3分為兩個(gè)脫硫單元，格柵3的孔徑為脫硫 劑孔徑的100%，在每個(gè)氣體進(jìn)口處設(shè)置氣體分布的環(huán)形圈11，環(huán)形圈11的直徑 為脫硫塔直徑的4/5。氣體分布空間5取脫硫反應(yīng)塔直徑的1/3。如將一個(gè)脫硫 塔的下面一個(gè)脫硫單元與另外一個(gè)脫硫塔的上面一個(gè)脫硫單元進(jìn)行串聯(lián)，具體的 操作過程如下
原料氣體直接從第一塔的底部脫硫原料氣進(jìn)口 1進(jìn)入下面脫硫單元的氣體 分布空間中，經(jīng)過該單元脫硫?qū)?后，氣體從該脫硫塔的第一層和第二層之間的 處理氣體出口 8，進(jìn)入另一脫硫塔第一層和第二層之間的原料氣進(jìn)口 6。氣體通 過第二層脫硫?qū)?后，經(jīng)過處理氣體出口 8完成脫硫過程。對于兩個(gè)脫硫塔的串 聯(lián)，則第一個(gè)脫硫塔的脫硫劑死體積可以完全消除，從而提高脫硫劑的利用率。
脫硫單元串聯(lián)的個(gè)數(shù)，可根據(jù)脫硫系統(tǒng)的壓降要求，靈活增減，操作簡單易行。
實(shí)施例4:
脫硫塔結(jié)構(gòu)如圖l所示，其中兩個(gè)脫硫反應(yīng)塔分成二個(gè)脫硫單元。
每個(gè)單層脫硫反應(yīng)塔筒體2采用格柵3分為兩個(gè)脫硫單元，格柵3的孔徑為 脫硫劑孔徑的100%，在每個(gè)氣體進(jìn)口處設(shè)置氣體分布的環(huán)形圈，環(huán)形圈的直徑 為脫硫塔直徑的4/5。氣體分布空間取脫硫反應(yīng)塔直徑的1/3。如將一個(gè)脫硫塔 的上面一個(gè)脫硫單元與另外一個(gè)脫硫塔的下面一個(gè)脫硫單元進(jìn)行串聯(lián)，具體的操 作過程如下
原料氣體直接從第一塔的第一和第二脫硫單元之間的分布空間5中的原料 氣進(jìn)口 6進(jìn)入上部脫硫?qū)?，經(jīng)過該單元脫硫?qū)?后，氣體從該脫硫塔的頂部處 理氣體出口 8，進(jìn)入另一脫硫塔的底部原料氣進(jìn)口 1進(jìn)入第二個(gè)塔的下部氣體分 布空間5中，通過第二個(gè)脫硫塔的第一層脫硫?qū)?后，經(jīng)過第一層和第二層之間 的出口氣體收集空間5上的處理氣體出口8，完成脫硫過程。對于兩個(gè)脫硫塔的 串聯(lián)，則第一個(gè)脫硫塔的脫硫劑死體積可以完全消除，保證了第一個(gè)塔的脫硫劑 100%的使用，而且系統(tǒng)的總壓降不會(huì)升高。
權(quán)利要求
1、一種多層脫硫反應(yīng)塔，其特征在于，包括單層脫硫反應(yīng)塔、格柵，格柵設(shè)置在單層脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，將單層脫硫反應(yīng)塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫?qū)樱恳粋€(gè)脫硫?qū)影忻摿驅(qū)雍蜌怏w分布空間，在氣體分布空間區(qū)域內(nèi)，設(shè)有氣體的進(jìn)口管和出口管，同時(shí)在脫硫反應(yīng)塔的下部和上部均有進(jìn)出口，在脫硫反應(yīng)塔的每個(gè)進(jìn)出口均裝有閥門，兩個(gè)或多個(gè)脫硫?qū)又g通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，所述的格柵，其孔 隙比脫硫劑直徑大50-150%，格柵的上面平鋪一層不銹鋼篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔隙直徑 大于脫硫劑的直徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，所述的氣體分布空 間，其中設(shè)有用于分布?xì)怏w的環(huán)形圈，該環(huán)形圈為與氣體進(jìn)口管同粗的管道彎成 環(huán)形形成，并且在管道的下方均勻布孔，環(huán)形圈的直徑為脫硫反應(yīng)塔直徑的 3/5-4/5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，所述的環(huán)形圈與待 處理氣體的進(jìn)口管口相連，并與脫硫塔體垂直相交。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，所述的兩層或兩層 以上的脫硫?qū)樱鼈冎g保持一定的分布空間，該分布空間為脫硫反應(yīng)塔直徑的 1/2-1/3。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，在同一個(gè)脫硫反應(yīng) 塔內(nèi)，所述兩個(gè)或多個(gè)脫硫?qū)又g通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層脫硫反應(yīng)塔，其特征是，在兩個(gè)或多個(gè)脫硫 反應(yīng)塔之間，通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn)不同脫硫反應(yīng)塔之間的脫硫?qū)哟?lián)連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種環(huán)境工程領(lǐng)域的多層脫硫反應(yīng)塔，包括單層脫硫反應(yīng)塔、格柵，格柵設(shè)置在單層脫硫反應(yīng)塔內(nèi)，將單層脫硫反應(yīng)塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫?qū)?，每一個(gè)脫硫?qū)影忻摿驅(qū)雍蜌怏w分布空間，在氣體分布空間區(qū)域內(nèi)，設(shè)有氣體的進(jìn)口管和出口管，同時(shí)在脫硫反應(yīng)塔的下部和上部均有進(jìn)出口，在脫硫反應(yīng)塔的每個(gè)進(jìn)出口均裝有閥門，兩個(gè)或多個(gè)脫硫?qū)又g通過管線連接和閥門控制實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。本發(fā)明通過閥門的切換，實(shí)現(xiàn)不同脫硫?qū)釉谕粋€(gè)脫硫塔中的串聯(lián)操作，以及與不同脫硫反應(yīng)塔中的串聯(lián)操作，本發(fā)明可靈活控制脫硫系統(tǒng)的壓力降，同時(shí)，通過串聯(lián)，消除了脫硫劑的死體積的存在。
文檔編號C10K1/22GK101343572SQ200810042159
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者姚維新, 孫同華, 彭丹祺, 楊來福, 賈金平 申請人:上海交通大學(xué)