專利名稱：硫化氫催化氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及煤化工行業(yè)以煤為原料生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品工藝過(guò)程中，從再生氣中脫除硫化氫的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在煤化工行業(yè)以煤為原料在氣化爐中生成水煤氣及半水煤氣后，生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品(如甲醇等)過(guò)程中，排出的再生氣體中含有一定量的硫化氫(H2S)氣體。硫化氫的毒性僅次于氰化氫，其作用是由肺部吸入后經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)移到人體各器官，接著就會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、步態(tài)不穩(wěn)、惡心、嘔吐等癥狀，對(duì)人體造成極大的傷害，在空氣中的含量小于10-20毫克，人在其間大約可以停留8個(gè)小時(shí)，一旦超過(guò)500毫克，人在2-15分鐘之內(nèi)就會(huì)導(dǎo)致呼吸加快、麻痹后死亡，若超過(guò)1000PPM的時(shí)候，人一聞到這氣體便立即死亡。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)再生氣中的硫化氫的脫除方法有多種，對(duì)于高濃度(H2S含量大于15％)再生氣中的硫化氫常用的燃燒法，即先將再生氣與足量的空氣通入燃燒爐中燃燒，大部分硫化氫氣體燃燒后生成二氧化硫(SO2)，其余的硫化氫氣體再進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行低溫催化反應(yīng)，在天然鋁礬土催化劑的作用下，使氣體中的硫化氫與二氧化硫(SO2)發(fā)生反應(yīng)生成硫和水，經(jīng)冷卻后，用捕集器將硫液回收，對(duì)于再生氣中硫化氫濃度較低的大多采用化學(xué)吸收法處理，它是利用特定的物質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)與硫化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的化合物，以除去硫化氫，然后再進(jìn)行還原，產(chǎn)生單質(zhì)硫，以上兩種方法，無(wú)論采用哪種，其脫除再生氣中硫化氫的關(guān)鍵設(shè)備—反應(yīng)器，都是依據(jù)GB14554-93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)的，其反應(yīng)器中的溫度調(diào)節(jié)是用冷卻水來(lái)完成的，設(shè)計(jì)復(fù)雜，安裝不便，且溫度的調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。
實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種適用于以煤為原料、生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品工藝過(guò)程中、對(duì)硫化氫濃度小于等于3％的再生氣中脫除硫化氫的反應(yīng)器，該反應(yīng)器使硫的回收率達(dá)到99％以上，經(jīng)該反應(yīng)器處理后的硫化氫的排放量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，安裝方便，且溫度的調(diào)節(jié)穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛。
為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種硫化氫催化氧化反應(yīng)器，包括氣體進(jìn)口、進(jìn)口氣體分布器、反應(yīng)器本體、第一級(jí)催化劑裝填組、第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)、第二級(jí)催化劑裝填組、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)、第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)、氣體出口和氣體收集器，該反應(yīng)器還包括激冷線進(jìn)口、激冷線氣體進(jìn)口分布器；所述反應(yīng)器本體由不銹鋼板卷焊而成，上、下兩端各配焊一個(gè)封頭而成；所述氣體進(jìn)口位于反應(yīng)器本體的上封頭頂部；所述進(jìn)口氣體分布器位于反應(yīng)器本體內(nèi)的頂部，第一級(jí)催化劑裝填組上，連接氣體進(jìn)口；所述第一級(jí)催化劑裝填組位于反應(yīng)器本體內(nèi)的上部；所述第二級(jí)催化劑裝填組位于反應(yīng)器本體內(nèi)的下部；在所述第一級(jí)催化劑裝填組的上部設(shè)置第一級(jí)進(jìn)料口，下部設(shè)置第一級(jí)出料口，兩者安裝在反應(yīng)器本體上；在所述第二級(jí)催化劑裝填組的上部設(shè)置第二級(jí)進(jìn)料口，下部設(shè)置第二級(jí)出料口，兩者安裝在反應(yīng)器本體上；所述第一級(jí)催化劑裝填組的上端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)，下端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)；所述第二級(jí)催化劑裝填組的上端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)，下端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)；所述氣體出口位于反應(yīng)器本體的下封頭的頂部，安裝在反應(yīng)器本體上，其在反應(yīng)器本體內(nèi)的部分連接氣體收集器；所述氣體收集器位于反應(yīng)器本體內(nèi)的下部，第二級(jí)催化劑裝填組的下方；所述激冷線氣體進(jìn)口分布器位于反應(yīng)器本體內(nèi)，在第一級(jí)催化劑裝填組與第二級(jí)催化劑裝填組之間；所述激冷線進(jìn)口在反應(yīng)器內(nèi)連接激冷線氣體進(jìn)口分布器，安裝在反應(yīng)器本體上；所述第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)均為兩層不銹鋼絲網(wǎng)，兩層絲網(wǎng)間距為50-150毫米，兩層絲網(wǎng)間放置氧化鋁耐火球，耐火球的直徑為20-30毫米；所述第一級(jí)催化劑裝填組的第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)和第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500-3000毫米；所述第二級(jí)催化劑裝填組的第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500-3000毫米；激冷線氣體進(jìn)口分布器由水平管組成，管的根數(shù)大于等于5根；管上開(kāi)有孔，孔徑在15-25毫米之間，孔的數(shù)量大于等于一個(gè)；所述進(jìn)口氣體分布器呈圓桶狀，在圓筒的側(cè)面長(zhǎng)方形的孔，孔的長(zhǎng)和寬分別大于等于50毫米和5毫米；所述氣體收集器呈十字形管狀結(jié)構(gòu)，每根管的上面和側(cè)面開(kāi)有孔，孔的直徑在15毫米-25毫米之間，孔的數(shù)量大于一個(gè)。
本實(shí)用新型提供的硫化氫催化氧化反應(yīng)器的工作原理由煤化工脫硫工段來(lái)的再生氣(硫化氫的含量小于等于3％)與根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所要求的空氣量混合后，在外界預(yù)熱器中加熱到200-250度后，從氣體進(jìn)口通入到反應(yīng)器本體內(nèi)，在流經(jīng)兩級(jí)催化劑裝填組時(shí)，再生氣中的硫化氫與氧氣反應(yīng)，生成硫和水；由于硫化氫和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其產(chǎn)生的熱量可維持催化劑層的自身溫度，并使硫和水保持氣態(tài)流經(jīng)氣體收集器，由氣體出口排出反應(yīng)器本體外，然后再進(jìn)入在外部設(shè)置的冷凝器和硫固化器，將氣態(tài)硫冷凝下來(lái)，固化成單質(zhì)硫的產(chǎn)品。分離后氣體經(jīng)進(jìn)一步處理達(dá)到環(huán)保要求后排入大氣。由于本實(shí)用新型是針對(duì)煤化工脫硫工段來(lái)的再生氣，其硫化氫的含量有一定的波動(dòng)范圍，為了使硫化氫的氧化反應(yīng)在催化劑的最佳溫度下進(jìn)行，當(dāng)?shù)谝患?jí)催化劑裝填組溫度升高后，可利用在兩級(jí)催化劑裝填組之間的激冷線噴入的溫度較低的再生氣體，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入第二級(jí)催化劑裝填組的氣體溫度，以保證反應(yīng)器的氣體出口溫度不致太高，而影響到硫化氫氧化反應(yīng)的正常進(jìn)行。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)適用于處理低濃度硫化氫等氣體；硫的回收率高，副產(chǎn)品的純度高；操作簡(jiǎn)單，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，能廣泛應(yīng)用于在煤化行業(yè)派出的硫化氫氣體的治理。


圖1是本實(shí)用新型硫化氫催化氧化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示以配用年產(chǎn)量20萬(wàn)噸的甲醇工程的硫化氫催化氧化反應(yīng)器為例本實(shí)用新型硫化氫催化氧化反應(yīng)器包括氣體進(jìn)口1、進(jìn)口氣體分布器1a、反應(yīng)器本體2、第一級(jí)催化劑裝填組3、第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)3a、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)3b、第二級(jí)催化劑裝填組5、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)5a、第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)5b、氣體出口6和氣體收集器6a，還包括激冷線進(jìn)口4、激冷線氣體進(jìn)口分布器4a；反應(yīng)器本體2由不銹鋼板卷焊而成，上、下兩端各配焊一個(gè)封頭；氣體進(jìn)口1位于反應(yīng)器本體2的上封頭頂部；進(jìn)口氣體分布器1a呈圓桶狀，在圓筒的側(cè)面開(kāi)有長(zhǎng)方形的孔六個(gè)，孔的長(zhǎng)和寬分別為50毫米和5毫米，位于反應(yīng)器本體2內(nèi)的頂部，連接氣體進(jìn)口1；第一級(jí)催化劑裝填組3位于反應(yīng)器本體2內(nèi)的上部，在進(jìn)口氣體分布器1a的下方；第二級(jí)催化劑裝填組5位于反應(yīng)器本體2內(nèi)的下部；在第一級(jí)催化劑裝填組3的上部設(shè)置第一級(jí)進(jìn)料口7，下部設(shè)置第一級(jí)出料口8，兩者安裝在反應(yīng)器本體2上；在第二級(jí)催化劑裝填組5的上部設(shè)置第二級(jí)進(jìn)料口9，下部設(shè)置第二級(jí)出料口10，兩者安裝在反應(yīng)器本體2上；第一級(jí)催化劑裝填組3的上端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)3a，下端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)3b，第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)3a和第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)3b之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500毫米；第二級(jí)催化劑裝填組5的上端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)5a，下端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)5b，第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)5a和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)5b之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500毫米；第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)3a、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)3b、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)5a和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)5b均由兩層不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，該兩層絲網(wǎng)間距為50毫米，兩層絲網(wǎng)間放置氧化鋁耐火球，耐火球的直徑為30毫米；氣體出口6位于反應(yīng)器本體2內(nèi)的下封頭的頂部，安裝在反應(yīng)器本體2上，其在反應(yīng)器本體2內(nèi)的部分連接氣體收集器6a；氣體收集器6a呈十字形管狀結(jié)構(gòu)，每根管的上面和側(cè)面開(kāi)有孔，孔的直徑在15毫米之間，上面和側(cè)面各開(kāi)兩個(gè)，位于反應(yīng)器本體2內(nèi)的下部，第二級(jí)催化劑裝填組5的下方；激冷線氣體進(jìn)口分布器4a由水平管組成，管的根數(shù)為5根；管上開(kāi)有孔，孔徑在15毫米之間，孔的數(shù)量為5個(gè)，位于反應(yīng)器本體2內(nèi)，在第一級(jí)催化劑裝填組3與第二級(jí)催化劑裝填組5之間；激冷線進(jìn)口4在反應(yīng)器內(nèi)連接激冷線氣體進(jìn)口分布器4a，安裝在反應(yīng)器本體2上。
本實(shí)用新型硫化氫催化氧化反應(yīng)器的工作原理由煤化工脫硫工段來(lái)的再生氣(硫化氫的含量小于等于3％)與根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所要求的空氣量混合后，在外界預(yù)熱器中加熱到220度后，從氣體進(jìn)口通入到反應(yīng)器本體內(nèi)，在流經(jīng)兩級(jí)催化劑裝填組時(shí)，再生氣中的硫化氫與氧氣反應(yīng)，生成硫和水；由于硫化氫和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其產(chǎn)生的熱量可維持催化劑層的自身溫度，并使硫和水保持氣態(tài)流經(jīng)氣體收集器，由氣體出口排出反應(yīng)器本體外，然后再進(jìn)入在外部設(shè)置的冷凝器和硫固化器，將氣態(tài)硫冷凝下來(lái)，固化成單質(zhì)硫的產(chǎn)品。分離后氣體經(jīng)進(jìn)一步處理達(dá)到環(huán)保要求后排入大氣。由于本實(shí)用新型是針對(duì)煤化工脫硫工段來(lái)的再生氣，其硫化氫的含量有一定的波動(dòng)范圍，為了使硫化氫的氧化反應(yīng)在催化劑的最佳溫度下進(jìn)行，當(dāng)?shù)谝患?jí)催化劑裝填組溫度升高后，可利用在兩級(jí)催化劑裝填組之間的激冷線噴入的溫度較低的再生氣體，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入第二級(jí)催化劑裝填組的氣體溫度，以保證反應(yīng)器的氣體出口溫度不致太高，而影響到硫化氫氧化反應(yīng)的正常進(jìn)行。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)適用于處理低濃度硫化氫等氣體；硫的回收率高，副產(chǎn)品的純度高；操作簡(jiǎn)單，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，能廣泛應(yīng)用于在煤化行業(yè)派出的硫化氫氣體的治理。
顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種硫化氫催化氧化反應(yīng)器，包括氣體進(jìn)口(1)、進(jìn)口氣體分布器(1a)、反應(yīng)器本體(2)、第一級(jí)催化劑裝填組(3)、第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(3a)、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(3b)、第二級(jí)催化劑裝填組(5)、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(5a)、第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(5b)、氣體出口(6)和氣體收集器(6a)，其特征在于該反應(yīng)器還包括激冷線進(jìn)口(4)、激冷線氣體進(jìn)口分布器(4a)；所述反應(yīng)器本體(2)由不銹鋼板卷焊而成，上、下兩端各配焊一個(gè)封頭；所述氣體進(jìn)口(1)位于反應(yīng)器本體(2)的上封頭頂部；所述進(jìn)口氣體分布器(1a)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的頂部，連接氣體進(jìn)口(1)；所述第一級(jí)催化劑裝填組(3)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的上部，在進(jìn)口氣體分布器(1a)的下方；所述第二級(jí)催化劑裝填組(5)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的下部；在所述第一級(jí)催化劑裝填組(3)的上部設(shè)置第一級(jí)進(jìn)料口(7)，下部設(shè)置第一級(jí)出料口(8)，兩者安裝在反應(yīng)器本體(2)上；在所述第二級(jí)催化劑裝填組(5)的上部設(shè)置第二級(jí)進(jìn)料口(9)，下部設(shè)置第二級(jí)出料口(10)，兩者安裝在反應(yīng)器本體(2)上；所述第一級(jí)催化劑裝填組(3)的上端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(3a)，下端設(shè)置第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(3b)；所述第二級(jí)催化劑裝填組(5)的上端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(5a)，下端設(shè)置第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(5b)；所述氣體出口(6)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的下封頭的頂部，安裝在反應(yīng)器本體(2)上，其在反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的部分連接氣體收集器(6a)；所述氣體收集器(6a)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)的下部，第二級(jí)催化劑裝填組(5)的下方；所述激冷線氣體進(jìn)口分布器(4a)位于反應(yīng)器本體(2)內(nèi)，在第一級(jí)催化劑裝填組(3)與第二級(jí)催化劑裝填組(5)之間；所述激冷線進(jìn)口(4)在反應(yīng)器內(nèi)連接激冷線氣體進(jìn)口分布器(4a)，安裝在反應(yīng)器本體(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(3a)、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(3b)、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(5a)和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(5b)均由兩層不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，該兩層絲網(wǎng)間距為50-150毫米，兩層絲網(wǎng)間放置氧化鋁耐火球，耐火球的直徑為20-30毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述第一級(jí)催化劑裝填組(3)的第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(3a)和第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(3b)之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500-3000毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述第二級(jí)催化劑裝填組(5)的第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)(5a)和第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)(5b)之間放置二氧化鈦催化劑，其厚度為2500-3000毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述激冷線氣體進(jìn)口分布器(4a)由水平管組成，管的根數(shù)大于等于5根；管上開(kāi)有孔，孔徑在15-25毫米之間，孔的數(shù)量大于等于一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)口氣體分布器(1a)呈圓桶狀，在圓筒的側(cè)面開(kāi)有長(zhǎng)方形的孔，孔的長(zhǎng)和寬分別大于等于50毫米和5毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫化氫催化氧化反應(yīng)器，其特征在于所述氣體收集器(6a)呈十字形管狀結(jié)構(gòu)，每根管的上面和側(cè)面開(kāi)有孔，孔的直徑在15毫米-25毫米之間，孔的數(shù)量大于一個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種硫化氫催化氧化反應(yīng)器，包括氣體進(jìn)口、進(jìn)口氣體分布器、反應(yīng)器本體、第一級(jí)催化劑裝填組、第一級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)、第一級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)、第二級(jí)催化劑裝填組、第二級(jí)催化劑裝填組上端絲網(wǎng)、第二級(jí)催化劑裝填組下端絲網(wǎng)、氣體出口和氣體收集器，該反應(yīng)器還包括激冷線進(jìn)口、激冷線氣體進(jìn)口分布器；利用在兩級(jí)催化劑裝填組之間的激冷線噴入的溫度較低的再生氣體，調(diào)節(jié)進(jìn)入第二級(jí)催化劑裝填組的氣體溫度，以保證硫化氫氧化反應(yīng)的正常進(jìn)行；適用于處理低濃度硫化氫等氣體，硫的回收率高，副產(chǎn)品的純度高；操作簡(jiǎn)單，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，能廣泛應(yīng)用于在煤化行業(yè)派出的硫化氫氣體的治理。
文檔編號(hào)C01B17/00GK2778374SQ20052000909
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者單曉昌, 姜子富, 王家廉, 丁海榮, 莊德安 申請(qǐng)人:天津中環(huán)煤化環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司