[发明专利]无轴流体反应器与含硫气体浆液法脱硫装置

说明书

本发明公开了一种无轴流体反应器与含硫气体浆液法脱硫装置，涉及化工设备技术领域，首先要解决的技术问题是提供一种可实现流体自动混合，利于流体充分反应的无轴流体反应器，采用的技术方案是；无轴流体反应器，包括外壳和旋转体，外壳的内部为截面呈圆形的空腔，外壳的内部设置至少一个旋转体，旋转体可相对外壳旋转，旋转体的内部沿轴线方向设置流体通道，流体通道内设置至少一圈螺旋体。流体从外壳的入口端进入，从流体通道经过时，推动螺旋体使旋转体相对外壳旋转，搅动流体混合，使流体充分接触并反应。浆液法脱硫装置为包括上述无轴流体反应器，及原料气分离罐、浆液气分离罐和管道的装置。本发明适用于对含硫气体进行浆液法脱硫。

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种便于流体充分接触反应的反应器，以及一种通过浆液法对气体进行脱硫的装置。

背景技术

浆液法脱硫技术，又称SDT浆液法或浆液法，可以实现高选择性、高效率地脱除含硫气体中的硫化氢。浆液法脱硫采用的药剂为“无定型羟基氧化铁(Amor-FeOOH)”。羟基氧化铁(FeOOH)脱硫及再生原理是：羟基氧化铁的硫容大，与硫化氢H₂S反应生成的硫铁化合物为巯基硫化铁(FeSSH)，生成的巯基硫化铁经过氧气氧化再生，转化为羟基氧化铁，同时析出单质硫。再生后的羟基氧化铁循环使用，羟基氧化铁经过反复脱硫再生，其颗粒度逐渐变得更小，更有利于提高脱硫效率。

具体反应机理为：(1)硫化氢溶解在水中并离解为HS^-、H⁺离子：H₂S+A[碱或水]＝HS^-+HA⁺。(2)HS^-、H⁺离子同羟基氧化铁的晶格离子OH^-、O^2-置换，生成巯基硫化铁FeSSH和水：FeOOH+2H₂S→FeSSH+2H₂O。(3)巯基硫化铁在有氧条件下发生氧化还原反应，生成羟基氧化铁并析出硫磺：FeSSH+O₂→FeOOH+2S↓。将上述反应机理的三个反应式合并，得到2H₂S+O₂→2H₂O+2S↓。整个过程只是H₂S被氧化为单质硫的反应，羟基氧化铁只是起着催化剂的作用，本身没有消耗。羟基氧化铁脱硫有一重要的特点：H₂S并非以分子形态被羟基氧化铁脱除，而是先在羟基氧化铁表面的水膜中离解为HS^-、H⁺离子，再与羟基氧化铁中的晶格氧O^2-及晶格羟基OH^-进行离子交换，故反应过程迅速。

浆液法脱硫技术采用的装置为双塔装置，分别为吸收塔和再生塔，一塔吸附、一塔再生，吸收塔为空塔，避免硫堵。由于含硫气体中硫化氢含量存在波动，现有吸收塔的反应路径短，容易出现含硫气体与脱硫药剂没有充分反应的问题，不便于根据含硫气体中的硫化氢的含量对脱硫过程进行调整，从而出现脱硫不达标的问题。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种可实现流体自动混合，利于流体充分反应的无轴流体反应器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：无轴流体反应器，包括外壳和旋转体，外壳的两端分别为入口端和出口端，入口端和出口端分别设置连接结构，外壳的内部为截面呈圆形的空腔，外壳的内部设置至少一个旋转体，旋转体的外轮廓呈圆形，并且旋转体可相对外壳旋转，旋转体的内部沿轴线方向设置流体通道，流体通道内设置至少一圈螺旋体。

进一步的是：所述旋转体的两端分别设置一圈螺旋体。

进一步的是：所述外壳呈圆筒状，外壳两端的连接结构均为法兰。

进一步的是：所述外壳和旋转体之间设置至少一个轴承。