用于H2S气体治理的废气处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种油田、天然气发生企业及石化等领域内用于H₂S气体治理的废气处理装置。

背景技术：

一般在天然气、油田伴生气、合成气及各种含硫尾气等的尾气处理过程中都需要进行脱硫净化，即对H₂S气体的治理，但是目前使用的废气处理装置一般都采用直接转化法(特殊湿法)和普通湿法脱硫工艺，但是这两种方法都存在有以下问题：

1、工艺流程复杂；

2、设备多，一次性投资大；

3、操作过程复杂；

4、对公用工程的要求高，能耗较高；

5、操作弹性较小。

并且这些传统的废气处理装置中采用的除硫剂多以金属氧化物、活性炭等作为主要成份，一般穿透硫容在10％左右，工作硫容在15％左右。该类除硫剂受处理气体中CO₂含量影响较大，在高CO₂含量体系中硫容下降很快，经济上不可行。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于H₂S气体治理的废气处理装置，以适用含CO₂体系的H₂S气体治理。

本实用新型中用于H₂S气体治理的废气处理装置包括有多个并列设置且由管道、闸阀相互连通的脱硫塔，所述脱硫塔经管道及闸阀的开并控制形成并联或串联连接，所述脱硫塔包括有圆柱形筒体，在所述筒体内部的底部和中间位置设置有用于放置除硫剂的栅板，在所述筒体的侧壁上设置有上下分布的两个进料口，与所述进料口相对应设置有出料口，所述筒体的侧壁近底部设置有进气口，所述筒体的顶部设置有出气口，从侧壁进气口进入的采出气进入到筒体内部后与所述栅板上的除硫剂对采出气进行脱硫处理，并从所述顶部的出气口输出，脱硫处理过程中形成的污水由设在筒体底部的排污口排出。

所述除硫剂为具有较大孔容及比表面积的无定形羟基氧化铁。

所述筒体上下两端由呈椭圆形状的封头封闭。

所述筒体的底部安装有便于安装与固定的支座。

所述栅板经由支撑板和支撑圈固定在所述筒体的内壁面。

所述排污口安装有便于导出的弯管。

所述脱硫设备包括有四个并列设置的脱硫塔，每两个脱硫塔经管道、闸阀形成两两串联后再并联连接。

所述脱硫设备包括有四个并列设置的脱硫塔，四个所述脱硫塔管道、闸阀形成串联联接。

所述脱硫塔中的进气口与出气口在所述闸阀控制后能够互换，改变进入到所述筒体内的采出气的流动方向。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用具有较大的孔容及比表面积的高效无定形羟基氧化铁，具有较快的净化速度及较高的硫容，强度大、抗水性好，尤其适用于含CO₂体系的气体治理。可适应高、低浓度，大气量，不同气体物质的净化处理；可全年365天连续工作，运行稳定可靠；运行成本低。另本实用新型中的设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查；具有设备能耗低，占地面积小，适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件。

附图说明

图1是本实用新型中废气处理装置的结构示意图。

图2是本实用新型中脱硫塔的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作详细说明。

本实用新型中用于H₂S气体治理的废气处理装置适用于天然气、油田伴生气、合成气及各种含硫尾气等气体的脱硫净化，尤其适用于含CO₂体系的气体脱硫。

如图1所示，本实用新型中的废气处理装置包括有四个并列设置的脱硫塔，分别为脱硫塔A、脱硫塔B、脱硫塔C和脱硫塔D，及与四个脱硫塔连接的主工艺管线和辅助工艺管线。主工艺管线接收来自气液分离器20的采出气，包括有总闸阀101，在闸阀101后的管线中设置有闸阀102和103，闸阀102通过管线直接连接四个脱硫塔的排空管线21，形成辅助工艺管线。闸阀103连接主工艺管线，主工艺管线经闸阀104和105分成两路，使得4个并列脱硫塔A、脱硫塔B、脱硫塔C和脱硫塔D形成两两串联后再并联的连接方式，具体是闸阀108、闸阀111、闸阀107、闸阀113、闸阀115、闸阀118、闸阀119呈闭合状态，导通闸阀104、闸阀114、闸阀116、闸阀117、闸阀120、闸阀121；导通闸阀105、闸阀106、闸阀109、闸阀110、闸阀112、闸阀122，再经闸阀123后排出。

也可以形成四个脱硫塔A、脱硫塔B、脱硫塔C和脱硫塔D的串联联接，具体是闸阀104、闸阀107、闸阀108、闸阀111、闸阀115、闸阀118、闸阀119和闸阀122呈闭合状态，导通闸阀105、闸阀106、闸阀109、闸阀110、闸阀112、闸阀113、闸阀114、闸阀116、闸阀117、闸阀120、闸阀121，再经闸阀123后排出。

另，在闸阀118、闸阀108之间增加有管线22，通过闸阀119、闸阀107控制，使得四个脱硫塔形成脱硫塔C、脱硫塔D、脱硫塔A、脱硫塔B的串联形式，多种不同的连接方式可以根据采出气中不同的含硫量进行调整，甚至可以采用三个脱硫塔串联的方式。

如图2所示，每个脱硫塔包括有圆柱形筒体23，在圆柱形筒体23内腔的底部和中间位置设置有用于放置除硫剂的栅板6，栅板6经由支撑板5和支撑圈4固定在筒体23的内壁面。通过两层栅板6将筒体23的内部空间分成上、中、下三个空间，在上方和中间空间的侧壁上设置有进料口3，同时设置有出料口15，使得置入上方和中间空间内的除硫剂相互不会混合，且也可以根据不同需求放置不同种类的除硫剂。

圆柱状筒体23的上下两端由呈椭圆形状的封头7封闭，在上端封头7的外顶部设置有吊耳8，在下端的封头7的底部设置有支座1，方便脱硫塔的安装与固定。在上封头7中设置有与筒体23内部腔体连通的出气口12，用于连接排空管线21的管嘴9和安全阀口10。下封头的底部设置有通过弯管导出的排污口14，在筒体23的侧壁近底部位置设置有进气口17，采出气筒体侧壁的进气口17进入到筒体23内部后，与放置在栅板6上的除硫剂进行反应，并进行脱硫处理，脱硫处理后的气体由出气口12输出，脱硫处理过程中形成污水由设在筒体23底部的排污口14排出。当然，进气口17也可以作为出气口，出气口12也可以作为进气口，由闸阀控制实现，从而改变进入到筒体23内的采出气的流动方向，同样也能实现脱硫的效果。

本实用新型中的除硫剂选用具有较大孔容及比表面积的无定形羟基氧化铁颗粒，该无定形羟基氧化铁中每个铁原子被一个扭曲的八面体(氧原子构成)所围绕，这些八面体再相互连接组成了折叠层，氢原子并不位于此结构中，而是相邻于氧原子的周围，镶嵌于O与OH之间，位于折叠中的氧原子与4个铁原子的距离相等(2个铁原子间距为1.93pm，另外2个铁原子间距为2.13pm)。然而，位于折叠层表面的原子只能通过两个铁原子相连接，两个铁原子的距离为2.05pm，折叠层中氧原子的距离为2.72pm。因此，在每个折叠层表面以外只有OH键群，氢键只存在于OH键群中，每一组OH键群之间形成两个氢键。

由于无定形羟基氧化铁具有特殊的结构，只能形成一些非常微小的晶体或无定型体，因而具有较大的比表面积，形成数目众多孔径小的孔隙，还可能形成表面的空位，因而有更高的脱硫活性。无定型羟基氧化铁呈中性，在常温下对H₂S具有很强的亲和力。反应过程中，FeOOH中的羟基(－OH)与H₂S离解后的HS置换而生成FSSH，见反应方程式:

脱硫:FeOOH+2H₂S＝FeSSH+2H₂O

也就是说，高效无定形羟基氧化铁在脱硫塔中与天然气中的硫化氢反应，生成巯基硫化铁和水，从而将天然气中的硫化氢脱除。

综上所述，本实用新型中废气处理装置将采出气引入脱硫塔中，使脱硫剂与硫化氢气体结合，并在催化剂的促使下，使得硫化氢气体与脱硫剂迅速发生反应，硫化氢气体被充分吸附，有效的保持气体的稳定性，最终实现硫化氢达标排放。并且本实用新型中的废气处理装置可操作性强，有效期长，能极大的降低劳动成本。脱硫塔采用干法脱硫，内部硫化氢处理剂更换周期长，与传统的脱硫剂相比，大大降低了现场员工的劳动强度。

另，装置内部反应介质为固体颗料，处理剂饱和后常温下挥发不出来，对环境、人体无影响。脱硫后的废弃物由厂家回收，采用厂家新研究出的科研技术，将高效吸附剂使用后的废剂研磨成颗粒，得到废剂粉，然后通过添加一定的化学原料将废剂粉配成悬浮液，再通入含氧气的气体进行氧化，使悬浮液中的铁硫化物转化为无定形羟基氧化铁和单质硫。对资源进行了有效的回收再利用，解决了废弃物难以处理的难题，减少了对环境的危害。

本实用新型中废气处理装置无任何机械动作，无噪音，无需通电，符合国家倡导的节能降耗政策，能够节约更多的资源。