本實(shí)用新型屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種高濃度硫化氫氣體的回收去除裝置。

背景技術(shù)：

H₂S是一種無(wú)色刺激性氣體，具有強(qiáng)烈的臭雞蛋氣味，極性分子，相對(duì)分子質(zhì)量為34.08，嗅覺(jué)閾值約為0.00041ppm，相對(duì)密度為1.19（空氣密度為1），熔點(diǎn)為-85.5℃，沸點(diǎn)為-60.4℃，易溶于水和乙醇。

硫化氫存在于石化、造紙及紡織等生產(chǎn)過(guò)程中，危害較大，可以導(dǎo)致設(shè)備腐蝕，會(huì)對(duì)環(huán)境及人體的健康造成較大的危害。在工業(yè)生產(chǎn)中，硫化氫活性極大，電化學(xué)失重腐蝕、硫化物應(yīng)力腐蝕以及氫脆會(huì)使管道造成強(qiáng)烈的腐蝕，從而導(dǎo)致重大的安全事故；同時(shí)作為神經(jīng)毒劑，硫化氫會(huì)對(duì)人體的中樞系統(tǒng)或呼吸系統(tǒng)帶來(lái)不可逆的損害，輕度中毒癥狀表現(xiàn)為畏光、流淚、眼刺痛、流涕、異物感、鼻咽灼熱，并伴有頭昏、頭痛和乏力等癥狀；中度中毒后會(huì)立即出現(xiàn)頭昏、頭痛、乏力、惡心、嘔吐、走路不穩(wěn)、咳嗽、呼吸困難、喉部發(fā)癢、胸部壓迫感、意識(shí)障礙等癥狀，眼刺激癥狀強(qiáng)烈，有流淚、畏光、眼刺痛的感覺(jué)；重度中毒時(shí)可能引發(fā)行動(dòng)遲鈍、意識(shí)模糊、昏迷及肺水腫腦水腫等狀態(tài)，最后因呼吸麻痹而死亡。硫化氫是毒性極大的大氣污染物之一，必須對(duì)其排放進(jìn)行嚴(yán)格控制。《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554-1993，將H₂S列為8種限制排放的惡臭污染物之一，對(duì)硫化氫的排放濃度作了明確限制。

在化學(xué)工業(yè)中，單質(zhì)硫被認(rèn)為是最主要的四種基本原料之一。傳統(tǒng)的單質(zhì)硫生產(chǎn)方法主要是通過(guò)礦產(chǎn)轉(zhuǎn)化得到。隨著人類環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，含硫產(chǎn)品的回收與轉(zhuǎn)化過(guò)程，越來(lái)越受到人們的重視。一直以來(lái)，含硫產(chǎn)品的回收與轉(zhuǎn)化主要集中在硫化氫和二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)的過(guò)程上。

目前常用的硫化氫脫除回收方法主要有兩類：一類是濕法脫硫，包括物理吸收法、化學(xué)吸收法等，另一類是干法脫硫，包括物理吸附法、氧化法等，大部分方法都存在一定問(wèn)題和不足。濕法脫硫中物理吸收法利用吸收液溶解硫化氫，但難以完全脫除，尾氣中仍含有硫化氫。常規(guī)化學(xué)吸收法雖然脫除速度較快、吸收率較高，但極易腐蝕設(shè)備；在干法脫硫中，物理吸附法活性炭孔易堵塞，需定期更換吸附物質(zhì)?？藙谒构に嚿a(chǎn)單質(zhì)硫具有一定市場(chǎng)，但克勞斯工藝在硫化氫含量低于60%時(shí)操作不平穩(wěn)，并且工藝流程較復(fù)雜，在線儀表較多，設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，操作難度較大，占地空間大，工藝投資高，不適用于小規(guī)模的氣體處理裝置；LO-CAT工藝方法技術(shù)可靠，硫回收率達(dá)99%，但主要專利技術(shù)需引進(jìn)，占地空間大，設(shè)備投資較高；ADA工藝對(duì)硫化氫選擇性好，凈化后氣體含硫量可低于1×10^-6，但該工藝溶液吸收硫化氫后氧化速度太慢，副產(chǎn)物多。

因此，本領(lǐng)域迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠降低成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，同時(shí)提高效果的高濃度硫化氫氣體回收去除裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本實(shí)用新型提供了一種高濃度硫化氫氣體的去除方法及裝置。

本實(shí)用新型提供了一種高濃度硫化氫氣體回收去除方法采用的裝置，該裝置包括：

單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，該噴射吸附器的上部設(shè)有高濃度硫化氫氣體的入口、強(qiáng)堿性吸附液的入口；該噴射吸附器的底部與收集吸附液的循環(huán)液槽管路連接；該噴射吸附器的頂部設(shè)有凈化后氣體出口；

以及與循環(huán)液槽管路連接用于脫附單質(zhì)硫并回收的脫附、再生一體化裝置。

進(jìn)一步的，所述高濃度硫化氫氣體從吸附器頂部的入口是切向進(jìn)入。

進(jìn)一步的，所述強(qiáng)堿性吸附液的入口是從吸附器側(cè)壁小孔噴入。

本實(shí)用新型一種高濃度硫化氫氣體的回收去除裝置的回收去除方法，包括如下步驟：

（1）噴淋脫硫：高濃度硫化氫氣體進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度為30～80℃的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)泵也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氫氣體從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入；徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的硫化氫氣體持續(xù)切割，形成無(wú)數(shù)吸附液霧滴；經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出；

（2）產(chǎn)物脫附：經(jīng)噴淋脫硫的富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)泵抽送至脫附反應(yīng)器中部，脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開(kāi)，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收；脫附反應(yīng)流出物從脫附反應(yīng)器底部流出；

（3）吸附液再生：脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入吸附液再生器中部，吸附液再生器中多酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由吸附液再生器頂部離開(kāi)，進(jìn)入脫附反應(yīng)器，完成方法的脫硫—再生循環(huán)。

優(yōu)選的，步驟（1）中所述的多級(jí)旋流噴射吸附器為 2～5級(jí)。

優(yōu)選的，步驟（1）中所述的單級(jí)旋流噴射吸附器操作壓降為1～5kpa。

優(yōu)選的，步驟（1）中所述的旋流噴射吸附器側(cè)壁小孔直徑為0.5～5mm。

優(yōu)選的，步驟（2）中所述的金屬離子催化劑有效硫容可達(dá)0.80g/L以上，脫硫后H₂S含量可達(dá)5mg/Nm³以下。

優(yōu)選的，步驟（2）中所述的金屬離子催化劑可循環(huán)使用。

優(yōu)選的，步驟（2）中所述的金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出。

本實(shí)用新型所述的方法適用于硫化氫含量超過(guò)100000ppm的工況。

本實(shí)用新型的方法特點(diǎn)如下：

（1）采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)和并聯(lián)，有效提高去除硫化氫效果，增加硫化氫氣體處理量。

（2）金屬離子催化劑脫硫效率高，再生完全，可長(zhǎng)期循環(huán)使用。

（3）金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出。

（4）該方法適用于硫化氫含量超過(guò)100000ppm的工況。

本實(shí)用新型的裝置特點(diǎn)如下：

單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%以上。

該裝置易集成，旋流噴射吸附器、脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置的總占地面積和總投資。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的單級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。

圖2是本實(shí)用新型的多級(jí)旋流噴射吸附器方法流程圖。

圖3是本實(shí)用新型的旋流噴射吸附器內(nèi)壁噴射示意圖。

符號(hào)說(shuō)明：

1強(qiáng)堿性吸附液儲(chǔ)罐；2強(qiáng)堿性吸附液輸送泵；3旋流噴射吸附器；4循環(huán)液槽；5循環(huán)泵；6脫附反應(yīng)器；7空氣儲(chǔ)罐；8吸附液再生器；9二級(jí)旋流噴射吸附器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思如下：

如圖2所示，煉化工廠排放的高濃度硫化氫氣體進(jìn)入單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器3和9，同時(shí)儲(chǔ)罐1中強(qiáng)堿性吸附液由輸送泵2輸送至旋流噴射吸附器3和9中，3中去除硫化氫后的氣體進(jìn)入多級(jí)旋流噴射吸附器9凈化；旋流噴射吸附器3和9中含硫化物吸附液進(jìn)入循環(huán)液槽4，經(jīng)循環(huán)液槽4加熱后由循環(huán)泵5輸送至脫附反應(yīng)器6中；脫附反應(yīng)器6產(chǎn)生的硫磺單質(zhì)輸送至后續(xù)設(shè)備進(jìn)行回收處理，脫附反應(yīng)器6中脫附反應(yīng)流出物同儲(chǔ)罐7中空氣一同進(jìn)入吸附液再生器8中，多酚物質(zhì)與空氣中氧生成醌，醌將吸附液再生器中被還原的金屬離子催化劑氧化復(fù)活，使其恢復(fù)氧化脫硫能力，完成吸附-脫硫-再生的循環(huán)。

在本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種高濃度硫化氫氣體的去除方法，該方法包括：

高濃度硫化氫氣體進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，同時(shí)加熱后溫度30～80℃的強(qiáng)堿液作為硫化氫吸附液經(jīng)泵也進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，硫化氫氣體從吸附器頂部入口切向進(jìn)入，強(qiáng)堿性吸附液從吸附器側(cè)壁小孔噴入；徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的硫化氫氣體持續(xù)切割，形成無(wú)數(shù)吸附液霧滴；經(jīng)吸收后富含硫化物的吸附液從吸附器底部流出，流入循環(huán)液槽，凈化后氣體從吸附器頂部流出；

富含硫化物的吸附液經(jīng)循環(huán)液槽盤管加熱后用溶液循環(huán)泵抽送至脫附反應(yīng)器中部，脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出單質(zhì)硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器頂部離開(kāi)，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收；脫附反應(yīng)流出物從脫附反應(yīng)器底部流出；

脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入吸附液再生器中部，吸附液再生器中多酚物質(zhì)與空氣中氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由吸附液再生器頂部離開(kāi)，進(jìn)入脫附反應(yīng)器，完成方法的脫硫—再生循環(huán)。

在本實(shí)用新型中，硫化氫氣體和強(qiáng)堿性吸附液自身的流動(dòng)形成離心場(chǎng)與壓力梯度場(chǎng)，依靠離心場(chǎng)和壓力梯度場(chǎng)進(jìn)行旋流吸附。

在本實(shí)用新型中，多級(jí)旋流噴射吸附器進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，可提高去除硫化氫效果，增加硫化氫處理量。

在本實(shí)用新型中，循環(huán)液槽既是加熱裝置，也是混合裝置。

在本實(shí)用新型中，脫附反應(yīng)器中金屬離子催化劑溶液從頂部噴淋，富含硫化物吸附液從底部逆流而上，充分接觸反應(yīng)。

在本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種高濃度硫化氫氣體的去除裝置，該裝置包括：

單級(jí)或多級(jí)旋流噴射吸附器，用于吸附高濃度硫化氫；

與旋流噴射吸附器連接的循環(huán)液槽，用于加熱流入其中的液體；

與循環(huán)液槽連接的脫附反應(yīng)器，用于脫附單質(zhì)硫并回收；

與脫附反應(yīng)器連接的吸附液再生器，用于金屬離子催化劑再生；

在本實(shí)用新型中，單級(jí)旋流噴射吸附器的脫硫吸附效率在99%以上。

多級(jí)旋流噴射吸附器可集成，脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置總占地面積和總投資。

本實(shí)用新型方法和裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

采用旋流噴射吸附器多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)，有效提高去除硫化氫效果；金屬離子催化劑脫硫效率高，再生完全，可循環(huán)使用；金屬離子催化劑中含有離子型表面活性物質(zhì)，可以降低溶液的表面張力，使單質(zhì)硫易富集，易析出；該方法適用于硫化氫含量超過(guò)100000ppm的工況；該裝置易集成，旋流噴射吸附器、脫附反應(yīng)器、吸附液再生器直徑小，減少了裝置的總占地面積和總投資。

以上所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例并不限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例1：

污水汽提塔頂含高濃度硫化氫酸性氣回收，按照本實(shí)用新型方法和裝置進(jìn)行。

方法流程：

具體方法流程如圖2所示，主要操作條件如下表所示：

表1 多級(jí)旋流噴射吸附器主要操作條件

表2 吸附液再生器主要操作參數(shù)

技術(shù)效果：由于采用多級(jí)旋流噴射吸附器回收硫化氫，每級(jí)效率在99%以上，總體效率在95%以上，大大提高了硫化氫去除效果與處理量。采用可再生循環(huán)的金屬離子催化劑，使硫磺單質(zhì)回收率極大提高。和其他方法及裝置相比，本實(shí)用新型的方法及裝置簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)施例2：

某一化工有限公司100萬(wàn)噸/年高硫含酸臨氫裂解裝置脫硫系統(tǒng)，按照本實(shí)用新型方法和裝置進(jìn)行。

方法流程：

具體方法流程如圖2所示，主要操作條件如下表所示：

表3 多級(jí)旋流噴射吸附器主要操作條件

表4 吸附液再生器主要操作參數(shù)

技術(shù)效果：由于采用多級(jí)旋流噴射吸附器回收硫化氫，分離精度為3微米，5微米及以上液滴脫除率超過(guò)95 %，硫化氫濃度降低至10ppm以下。裝置連續(xù)運(yùn)行不低于5年，設(shè)計(jì)壽命20年。和其他方法及裝置相比，本實(shí)用新型的方法及裝置簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。