[发明专利]一种脱硫器

说明书

技术领域

本发明属于气体净化领域，具体涉及一种脱硫装置。

背景技术

H₂S是一种广泛存在于焦炉煤气、水煤气、天然气、沼气、粗合成气等气体中的有毒、有害的强腐蚀性杂质，含H₂S的上述气体用作燃料时，其中的H₂S和其燃烧生成的产物SO₂均为有毒物质，会造成环境的污染，因此上述气体在作为燃料使用之前必须要经过脱硫净化处理。

为了保证脱硫的效果，现有技术中用于脱除H₂S的脱硫装置中通常都设置有填料或者其它脱硫构件，如中国科技文献《粗合成气净化系统脱硫塔的结构改进及应用》（2007年8月，大氮肥，第30卷第4期）中公开了一种用于脱除以渣油为原料造气的粗合成气中H₂S的脱硫塔，该脱硫塔的塔高39m，内径2.2m，在所述脱硫塔的上部填充有2层泡罩结构，下部采用空塔喷淋；在脱硫塔的顶部设置有一个淋洒喷头，中部和下部分别设置了2层雾化喷头，每层包括5个直径为65mm的雾化喷头；该脱硫塔在实际运行时，粗合成气从塔底通入，与塔上喷淋的蒽醌二磺酸钠溶液接触，达到脱除H₂S的效果。

上述脱硫塔通过设置泡罩结构有效提高了气液的接触，具有较高的脱硫效率，经上述脱硫塔处理后，粗合成气中的H₂S含量由800-1000mg/m³降到2mg/m³以下，但是在上述脱硫塔中，由于脱硫塔内填充有泡罩结构，一方面，导致脱硫塔的系统阻力增大，运行能耗较高；另一方面，长期的使用容易导致泡罩结构处发生结垢，从而堵塞脱硫塔。为了克服这一技术问题，降低运行能耗，现有技术中，喷淋空塔逐渐得到了更为广泛的应用，喷淋空塔简化了塔内的构件设置，通过雾化喷头，在塔的中上部将脱硫液强力、高密度雾化，形成大量的微颗粒球体，微颗粒球体与从塔下部进入的工艺气体接触，总体呈气上液下逆向流动的撞击式接触。其典型特点是气液两相混合的均匀度高、微颗粒球体接触界面大、传质效率高、脱硫液的利用率高、系统负荷小、运行能耗较小、且不会发生堵塔的问题。 

上述喷淋空塔虽然具有较低的塔系阻力和系统负荷，有效减少了脱硫装置的运行能耗，但是上述喷淋空塔并不适用于处理H₂S浓度较高的气体，当气体中H₂S含量较高时，上述喷淋空塔通常难以满足高净化度的要求。因此，在现有技术中，当气体中H₂S含量较高时，为了达到较高的脱硫效率，通常会将多个喷淋空塔串联设置，或者将喷淋空塔与填料塔先后串联设置，这样一来，就又增加了设备的建造成本和运行能耗；而如何在保持低的设备成本和运行能耗的同时，还能够保证脱硫装置的脱H₂S效率，是现有技术尚未解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术中用于脱除高硫浓度气体的脱硫装置，其设备的建造成本和运行能耗较高的问题，提供了一种建造成本低廉、运行能耗低且具有较高脱硫效率的脱硫器。

本发明中所述的的脱硫器的技术方案为：

一种脱硫器，所述脱硫器沿横向方向依次连接设置有缓冲区、前端收敛区与后端扩散区，在所述缓冲区设置有进气口和用于喷射脱硫液或者脱硫浆液的液体喷嘴，在所述后端扩散区设置有出气口；其中，所述前端收敛区为沿气体流动方向逐渐收缩的筒体，所述前端收敛区的收缩比为1:5-1:2；所述中部咽喉区为直径不变的筒体；所述后端扩散区为沿气体流动方向逐渐扩张的筒体，所述后端扩散区的扩张比为4:1-3:2；所述前端收敛区与后端扩散区沿横向方向上的长度之和与所述收敛区的直径之比大于或等于10，所述进气口处的气体流速为3-5m/s。

在所述前端收敛区与后端扩散区之间还设置有中部咽喉区，所述中部咽喉区的最大直径小于或者等于所述前端收敛区的最小直径，所述前端收敛区、中部咽喉区与后端扩散区沿横向方向上的长度之比为3-5:4-6:3-5。

所述液体喷嘴为雾化喷嘴，所述雾化喷嘴靠近所述缓冲区的中心位置设置。

所述中部咽喉区的直径为0.5-2.5m。

在所述缓冲区，所述雾化喷嘴的喷淋方向与所述进气口的进气方向相互垂直。

所述前端收敛区与后端扩散区沿横向方向上的长度之和与所述前端收敛区的最小直径之比为10-30。

所述前端收敛区与后端扩散区沿横向方向上的长度之和与所述前端收敛区的最小直径之比为20。

所述脱硫浆液为羟基氧化铁浆液。