一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统的制作方法

本实用新型涉及粗氨废气资源化技术领域，特别是涉及一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统。

背景技术：

在国内如焦油及低碳烷烃综合利用等诸多煤化工或石油化工领域的工艺链中，往往会产生粗氨尾气，该尾气中nh3含量很高(达到98.95％)，具有很高的资源化价值；但是尾气还含有h2s(约含700ppm)和h2o等杂质。

h2s等杂质会导致下游工段吸附剂结构破坏或毒化下游工段所必须的催化剂；另外h2s或其后续产物与h2o结合后形成酸腐蚀设备管件；排放后会污染环境，加剧酸雨的形成几率和严重程度，危害巨大。

技术实现要素：

为了满足现有技术粗氨尾气资源化中h2s、h2o等杂质脱除的需要，本实用新型提供一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，实现连续化、高精度脱硫脱水，保证粗氨废气资源的需求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，包含脱硫系统界区和脱水系统界区，脱硫系统界区和脱水系统界区通过管线串联；脱硫系统界区包含通过管线依次连接的粗氨脱硫缓冲罐、一级脱硫装置和二级脱硫装置；所述脱水系统界区包括通过管线依次连接的粗氨脱水缓冲罐和脱水反应器；在管线上设置有尾气硫检测点和尾气水监测点。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述一级脱硫装置包括脱硫反应器r01甲和脱硫反应器r02乙，所述脱硫反应器r01甲和脱硫反应器r02乙通过管线并联。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述二级脱硫装置为脱硫反应器r03丙。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述脱水反应器包括脱水反应器r11甲和脱水反应器r12乙，所述脱水反应器r11甲和脱水反应器r12乙通过管线并联。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述尾气硫检测点包括粗氨尾气硫监测点、脱硫反应器r01尾气硫监测点、脱硫反应器r02尾气硫监测点、脱硫反应器r03尾气硫监测点；所述粗氨尾气硫监测点、脱硫反应器r01尾气硫监测点、脱硫反应器r02尾气硫监测点、脱硫反应器r03尾气硫监测点分别设置在粗氨脱硫缓冲罐、脱硫反应器r01甲、脱硫反应器r02乙、脱硫反应器r03丙的出口管线上。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述尾气水监测点包括入口水监测点、脱水反应器r11尾气水监测点和脱水反应器r12尾气水监测点；所述入口水监测点、脱水反应器r11尾气水监测点和脱水反应器r12尾气水监测点分别设置在所述粗氨脱水缓冲罐、脱水反应器r11甲和脱水反应器r12乙的出口管线上。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述脱硫系统界区对h2s的吸附脱除采用三反应器进行两级脱除：粗氨废气经粗氨尾气管线到达粗氨脱硫缓冲罐缓冲紊流后，经一级脱硫反应器进口管线及脱硫反应器r01进口管线、脱硫反应器r02进口管线分别到达脱硫反应器r01甲、脱硫反应器r02乙进行一级脱除后，分别经二级脱硫反应器进口管线甲、二级脱硫反应器进口管线乙到达脱硫反应器r03丙进行二级脱除。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，脱硫反应器r01甲与脱硫反应器r02乙通过一级脱除切换重复吸附、并联、再生操作，实现连续性工作；

脱硫反应器r01甲工作时，此时脱硫反应器r02进口管线关闭；

在脱硫反应器r01甲吸附饱和时，脱硫反应器r02进口管线开启，脱硫反应器r01甲与脱硫反应器r02乙并联和脱硫反应器r03丙串联，随后脱硫反应器r01进口管线关闭，脱硫反应器r02乙吸附，脱硫反应器r01甲再生；

脱硫反应器r02乙吸附饱和时，脱硫反应器r01进口管线开启，脱硫反应器r01甲与脱硫反应器r02乙形成并联，随后再进行脱硫反应器r01甲吸附，脱硫反应器r02乙再生，重复上述操作。

如上所述的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，所述脱水反应器r11甲和脱水反应器r12乙切换使用；当脱水反应器r11尾气水监测点或脱水反应器r12尾气水监测点检查结果超标时，应所述脱水反对应器r11甲和脱水反应器r12乙进行再生操作。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，该系统可实现连续运行，脱硫精度高，工况适应性强；可有效避免h2s破坏下游工段吸附剂或毒化下游工段催化剂；

2、本实用新型的可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统，脱硫采用三反应器两级工艺，一级双反应器并联交替吸附再生，一级脱硫与二级脱硫串联，通过序列式控制可实现，脱硫工艺的连续运转，并保证离开界区尾气h2s浓度≤3ppm；

3、脱水采用双反应器并联布置，二者交替吸附再生实现脱水工艺的连续运转，并保证离开界区尾气露点≤-40℃。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例的一种可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统的示意图。

图2为脱硫系统界区的系统示意图。

图3为脱水系统界区的系统示意图。

图中各附图标记所代表的组件为：

脱硫系统界区i，脱水系统界区ii，粗氨脱硫缓冲罐101，脱硫反应器r01甲102，脱硫反应器r02乙103，脱硫反应器r03丙104，粗氨脱水缓冲罐105，脱水反应器r11甲106，脱水反应器r12乙107，粗氨尾气硫监测点201，脱硫反应器r01尾气硫监测点202，脱硫反应器r02尾气硫监测点203，脱硫反应器r03尾气硫监测点204，入口水监测点205，脱水反应器r11尾气水监测点206，脱水反应器r12尾气水监测点207，粗氨尾气管线301，一级脱硫反应器进口管线302，脱硫反应器r01进口管线303，脱硫反应器r02进口管线304，二级脱硫反应器进口管线甲305，二级脱硫反应器进口管线乙306，脱硫尾气管线307，脱水缓冲出口管线308，脱水反应器r11进口管线309，脱水反应器r11进口管线310，脱水反应器r11出口管线311，脱水反应器r11出口管线312，脱水出界区管线313。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

如图1所示，可应用于煤化工和石油化工粗氨废气资源化的预处理系统包含脱硫系统界区i和脱水系统界区ii，二者串联运行，其中：

1.脱硫系统界区i

如图2所示，脱硫系统界区i包含粗氨脱硫缓冲罐101、脱硫反应器r01甲102、脱硫反应器r02乙103、脱硫反应器r03丙104，配套的粗氨尾气管线301、一级脱硫反应器进口管线302、脱硫反应器r01进口管线303、脱硫反应器r02进口管线304、二级脱硫反应器进口管线甲305、二级脱硫反应器进口管线乙306、脱硫尾气管线307，以及粗氨尾气硫监测点201、脱硫反应器r01尾气硫监测点202、脱硫反应器r02尾气硫监测点203、脱硫反应器r03尾气硫监测点204，其中：

(1)粗氨脱硫缓冲罐101：粗氨废气是连续性产生，且其参数存在周期性波动变化，而h2s的脱除为交替式工作，为匹配二者形成连续的工艺搭接，特设立本装置。

(2)脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103：为一级脱硫装置，该装置采用吸附材料对h2s进行吸附，在特定吸附材料的吸附正常工作时可保证出口尾气中h2s的含量≤3ppm；吸附饱和后需要脱附再生，吸附脱附交替进行，通过序列化控制可实现整体连续性工作。

(3)脱硫反应器r03丙104：为二级脱硫装置，其功能和脱硫精度规格同脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103。

(4)三反应器两级：h2s的吸附脱除采用三反应器两级工艺，工艺流程是粗氨废气经粗氨尾气管线301到达粗氨脱硫缓冲罐101缓冲紊流后，经一级脱硫反应器进口管线302，脱硫反应器r01进口管线303/脱硫反应器r02进口管线304分别到达脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103进行一级脱除，分别经二级脱硫反应器进口管线甲305/二级脱硫反应器进口管线乙306到达脱硫反应器r03丙104进行二级脱除。

(5)一级脱除切换：脱硫反应器r01甲102工作时，形成“粗氨脱硫缓冲罐101→一级脱硫反应器进口管线302→脱硫反应器r01进口管线303→脱硫反应器r01甲102→二级脱硫反应器进口管线甲305→脱硫反应器r03丙104”通路，此时脱硫反应器r02进口管线304关闭；

在脱硫反应器r01甲102吸附饱和时(脱硫反应器r01尾气硫监测点202检测结果h2s浓度＞3ppm)，脱硫反应器r02进口管线304开启，形成“粗氨脱硫缓冲罐101→一级脱硫反应器进口管线302→脱硫反应器r02进口管线304→脱硫反应器r02乙103→二级脱硫反应器进口管线乙306→脱硫反应器r03丙104”通路，此时脱硫反应器r01甲102与脱硫反应器r02乙103并联，同时都与脱硫反应器r03丙104串联，脱硫反应器r03丙104又叫保护脱硫反应器，保证任何时候h2s含量≤3ppm；随后脱硫反应器r02乙103吸附，脱硫反应器r01甲102再生。

待脱硫反应器r02乙103吸附饱和时(脱硫反应器r02尾气硫监测点203检测结果h2s浓度＞3ppm)，同时接通两个通路形成并联，随后随后脱硫反应器r01甲102吸附，脱硫反应器r02乙103再生。

如上脱硫反应器r01甲102与脱硫反应器r02乙103重复吸附、并联、再生操作实现连续性工作。

(6)当粗氨尾气硫监测点201检测结果异常高于700ppm时，可采取减少流量或增加回流或缩短脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103切换周期来保证脱除精度；反之可通过增大流量或增加回流或延长脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103切换周期来匹配脱硫工况。

(7)当脱硫反应器r03尾气硫监测点204检测结果异常高于3ppm时，应对脱硫反应器r03丙104进行再生操作。

综上，经粗氨尾气管线301输入到脱硫系统界区i的粗氨废气，含h2s(浓度约700ppm)、h2o，本界区主要脱除其中的h2s，保证经307离开本界区的脱硫尾气h2s≤3ppm；优选的脱硫反应器每级阻力800～1200pa，二级最大阻力为2500pa。

2.脱水系统界区ii

如图3所示，脱水系统界区ii包含粗氨脱水缓冲罐105、脱水反应器r11甲106、脱水反应器r12乙107，配套的脱硫尾气管线307、脱水缓冲出口管线308、脱水反应器r11进口管线309、脱水反应器r11进口管线310、脱水反应器r11出口管线311、脱水反应器r11出口管线312、脱水出界区管线312等管线，以及入口水监测点205、脱水反应器r11尾气水监测点206、脱水反应器r12尾气水监测点207等附件，其中：

(1)粗氨脱水缓冲罐105：作用同粗氨脱硫缓冲罐101。

(2)脱水反应器r11甲106/脱水反应器r12乙107：采用吸附脱水工艺，活性物质推荐使用3a分子筛吸附剂，脱水指标为露点低于-40℃。

(3)脱水反应器r11甲106/脱水反应器r12乙107切换，一用一再生，脱水反应器r11尾气水监测点206/脱水反应器r12尾气水监测点207检查结果超标时，应进行对应脱水反应器再生操作，切换方法参照脱硫反应器r01甲102/脱硫反应器r02乙103切换，再生时加热至活性物质温度≥250℃即可实现再生。

(4)再生时同时通入少量氮气，使分子筛脱附的水汽被再生气带走，在通入少量的氨气把干燥器内的氮气带走，再生后的分子筛经冷却后可重复使用。

综上，经脱硫尾气管线307进入脱水系统界区ii的含水粗氨废气，经本界区脱水后，形成露点低于-40℃的洁净干燥的粗氨废气。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。