[发明专利]一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置及方法

权利要求书

1.一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：包括固相氧化反应装置和液相氧化反应装置，固相氧化反应装置和液相氧化反应装置串联连接；

所述固相氧化反应装置包括等温反应器（6），所述的等温反应器（6）的上端进口通过管线连接有酸气分离器（1)，所述酸气分离器（1）的上端入口连接有酸气管道（a），所述酸气分离器（1）与所述等温反应器（6）之间依次连接有酸气增压风机（2）和酸气预热器（3），所述等温反应器（6）的上端进口依次串联有空气预热器（5)、空气鼓风机（4），所述空气鼓风机（4）的上部进口连接有空气管道（b），所述等温反应器（6）的下端出口连接有一级硫冷凝器（7），所述一级硫冷凝器（7）出口连接有一级硫冷凝分离器（8）；

所述液相氧化反应装置包括吸收氧化塔（16），所述吸收氧化塔（16）的入口端连接有气液分离器（15），气液分离器（15）的入口端连接有尾气冷凝器（14）；

所述固相氧化反应装置的一级硫冷凝分离器（8）的上端出口与液相氧化反应装置的尾气冷凝器（14）入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：所述一级硫冷凝分离器（8）与所述尾气冷凝器（14）之间依次连接有、绝热反应器（10）、二级硫冷凝器（11）、二级硫冷凝分离器（12）。

3.根据权利要求1所述的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：所述等温反应器（6）的上端入口连接有气包（13），气包（13），所述气包（13）的底部出口与温反应器（6）的下端出口连通，气包（13）的入口连接有锅炉补水管道（c）。

4.根据权利要求1所述的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：所述吸收氧化塔（16）的上不出口连接有过滤器（17），所述过滤器（17）与所述吸收氧化塔（16）之间设置有空气鼓风机（18）。

5.根据权利要求1所述的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：所述吸收氧化塔（16）为锥形，所述吸收氧化塔（16）锥形底部出口连接有硫浆泵（19）。

6.根据权利要求1所述的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置，其特征在于：还包括换热器（21），所述换热器（21）的两端与吸收氧化塔（16）连接，所述换热器（21）与吸收氧化塔（16）之间设置有溶液循环泵（20）。

7.一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理方法，其特征在于：其具体步骤如下：

（1）在所述固相直接氧化分离器中，从装置外来的酸气通过酸气通道（a）进入酸气分离器（1）分离后经过酸气增压风机（2）增压，增压后经酸气预热器（3）加热至180℃；同时，空气通过空气通道（b）进入空气鼓风机（4）增压，增压后通过空气预热器（5)加热至180℃后与通过酸气预热器（3）的酸气混合；

（2）当混合后气体进入等温反应器（6），在等温反应器（6）内进行选择性氧化反应，将H₂S 直接氧化成硫蒸汽，等温反应后的硫蒸汽进入一级硫冷凝器（7），冷却至125℃进入一级硫冷凝分离器（8）分离出液硫，液硫进入储罐(m)；

（3）出一级硫冷凝分离器（8）的尾气经过二级反应预热器（9）加热至160℃后进入绝热反应器（10）进行直接氧化反应，反应后的硫蒸汽进入二级硫冷凝器（11）冷却至125℃进入二级硫冷凝分离器（12）分离出液硫，液硫进入储罐(m)；

（4）等温反应器（6）内设换热盘管将化学反应产生的热量取走，换热盘管产生的蒸汽和水在气包（13）中分离出蒸汽和水，产生蒸汽一部分作为酸气预热器（3）和空气预热器（5）热源，其余部分中压蒸汽出装置，产生的水进入等温反应器（6）换热盘管循环；

（5）出二级硫冷凝分离器（12）的尾气经过尾气冷却器（14）冷却至50℃通过气液分离器（15）进入吸收氧化塔（16），尾气中的H2S气体与吸收氧化塔（16）中的碱性溶液进行反应吸收，与吸收氧化塔（16）内的螯合铁氧化反应生成硫单质；

（6）在所述液相氧化分离器中，空气通过空气管道（b）经过过滤器（17）进入空气鼓风机（18）增压后进入吸收氧化塔（16）把铁离子氧化再生循环利用；

（7）当吸收氧化塔（16）椎体底部的硫浆浓度达到5%以上时，由硫浆泵（19）抽送至带滤机除去水分，得到60.0%(wt)硫磺饼，出吸收氧化塔（16）通过尾气管道（f）排放的达标尾气中SO₂和H₂S 浓度小于10ppm（v）；

（8）吸收氧化塔内溶液通过溶液循环泵（20）进入换热器（21）维持吸收氧化塔（16）内温度恒定，通过溶液储罐给吸收氧化塔（9）通过KOH溶液管道（h）和化学溶液管道（i）补充反应消耗的KOH溶液和化学溶液。