[发明专利]氧化脱除气相中硫化氢的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体净化领域，具体涉及一种氧化脱除气相中硫化氢的方法及装置。 

背景技术

硫化氢(H₂S)是一种有毒有害气体，是伴随工业化生产而产生的一种工业废气，来源于炼油厂、天然气净化厂、石油化工厂、煤气净化厂、氮肥厂、冶炼厂，造纸厂、印染厂、制革厂、农药厂等行业。气体中存在硫化氢会产生种种有害的影响。如石油天然气管道，由于硫化氢酸性的长期腐蚀而破裂；还有，在合成氨工业中，硫化氢的存在使得工业催化剂中毒。空气中含有0.10%硫化氢就会使人发生头痛、眩晕等中毒症状，空气含硫化氢过高将危及居民生活安全。因此，硫化氢是属于必须消除或控制的气体污染物。若将其直接排放或燃烧后转变成二氧化硫排放，均会对大气环境造成严重污染。所以无论是从环境还是从生产考虑都必须进行脱硫。 

天然气的净化脱硫方法依其弱酸性和强还原性而进行脱硫可分为干法脱硫和湿法脱硫。干法是利用硫化氢的还原性和可燃性，以固体氧化剂或吸附剂来脱硫或直接燃烧，其中包括克劳斯法、氧化铁法、活性炭法等。湿法按其所用的不同脱硫剂分为液体吸收法和吸收氧化法两类。液体吸收法中有利用碱性溶液的化学吸收法和利用有机溶剂的物理吸收法，以及物理化学吸收法。吸收氧化法主要利用各种氧化剂、催化剂进行脱硫。 

传统的湿法脱硫采用塔设备作为脱硫装置，设备尺寸庞大、造价高、阻力大、传质效率较低、操作弹性小。超重力设备取代塔设备作为脱硫装置，具有工艺简单、设备尺寸小、脱硫工艺可以整体成套，设备结构紧凑、体积小、占地少、运行成本低等优点。中国发明专利 200310101838.1报道了一种超重力旋转床和有机胺吸收脱除气体中硫化氢和粉尘的方法，但没有涉及后续有机胺的再生方法。中国发明专利200710101508.0报道了一种天然气超重力脱硫化氢的方法，该专利在传统有机胺吸收脱硫工艺的基础上，采用超重力旋转填料床取代了吸收塔，但再生时间长、硫磺的分离设备庞大。中国实用新型专利200620023555.9报道了一种超重力脱除气体中硫化氢的设备，其工艺基本同中国发明专利200710101508.0报道的类似，但脱硫原理是湿式催化氧化脱硫法；尽管吸收设备尺寸减小，但后续的再生设备庞大、效率低，采用的是外置除沫器。采用超重力旋转填料床作为络合铁脱硫的气液接触设备，脱硫过程中产生的硫磺容易富集在转子填料中，造成转子外层填料堵塞，尤其是气相中硫化氢浓度较高时，堵塞较为严重。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种氧化脱除气相中硫化氢的方法及装置。它在传统络合铁湿式氧化脱硫工艺的基础上，采用超重力机取代传统低传质效率反应器，在硫化氢氧化和催化剂再生中均采用超重力旋转填料床反应器，极大强化了过程传质效率，缩短氧化脱硫和脱硫剂再生时间。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化脱除气相中硫化氢的方法，该方法包括以下步骤： 

1）首先将沉降罐中的络合铁脱硫剂贫液从再生来液口流出通过抽离泵抽离，经过过滤膜过滤后分别进入分离器和超重力旋转填料床中； 

2）分离器中的络合铁脱硫剂贫液与含有硫化氢的气体反应，吸收硫化氢的络合铁脱硫剂富液进入平衡罐中，含有少量硫化氢的气体进过平衡罐进入超重力旋转填料床中，并与超重力旋转填料床中的络合铁脱硫剂贫液反应，吸收硫化氢的络合铁脱硫剂富液进入平衡罐中； 

3）平衡罐中的络合铁脱硫剂富液与硫磺沉降剂混合后一并通过 平衡罐来液口进入沉降罐； 

4）步骤3）中的络合铁脱硫剂富液进入沉降罐后，络合铁脱硫剂富液中硫磺沉降后从硫磺排除口排出，络合铁脱硫剂富液中从溢流口流出通过抽离泵抽离，经过过滤膜过滤后分别进入再生超重力机中， 

5）再生超重力机中的络合铁脱硫剂富液与空气反应，再生成络合铁脱硫剂从再生口进入沉降罐。 

进一步地，所述步骤4）中，硫磺沉降排出后进过真空过滤机，得到硫磺饼，过滤的滤液从返回口返回沉降罐中。 

本发明还提供了一种氧化脱除气相中硫化氢的装置，所述装置包括沉降罐、抽离泵、过滤膜、超重力旋转填料床、分离器、平衡罐和再生超重力机；所述沉降罐与超重力旋转填料床之间依次连接有抽离泵和过滤膜；所述沉降罐与分离器之间连接有平衡罐；所述超重力旋转填料床与平衡罐连通，所述沉降罐与分离器依次连接有抽离泵和过滤膜，所述沉降罐与再生超重力机之间依次连接有抽离泵和过滤膜，所述沉降罐设置有再生来液口、平衡罐来液口、硫磺排除口、溢流口、再生口和返回口16。 

进一步地，所述返回口的管道伸入沉降罐内，所述沉降罐上还设置有液位计和吹扫管。