一种酸性气体中的H₂S的脱除系统的制作方法

专利名称：一种酸性气体中的H₂S的脱除系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种化工行业中酸性气体的脱硫系统，特别涉及ー种酸性气体中的H2S的脱除系统。
背景技术：
H2S作为化肥行业、炼焦行业等エ业生产中的有害气体出现，对正常的エ业生产有较大的危害，它能直接引起醇化、烷化、合成及含铜催化剂永久性中毒。因此生产装置中对エ业气体中的硫含量有较大限制，脱硫就显得尤为重要。近年来，煤化工、石油化工行业使用的传统脱硫方式有湿法、干法和间接脱硫。其中湿法中应用比较广泛的有湿式氧化法、还有生物法脱硫，这些方法应用成熟，但是由于需要气液传质吸收，脱硫液再生，因此电耗、水耗、蒸汽消耗、化学试剂消耗都比较高，操作环境差。干法脱硫主要是各种活性炭吸收，避免了复杂操作，但是由于活性炭有饱和硫容，对于硫含量较高的环境，活性炭消耗太大，会出现频繁换活性炭现象，影响正常生产。间接法脱硫有低温甲醇洗或NHD吸收脱硫，但硫化氢没有发生化学转化，而是被富集到酸性气体中，克劳斯脱硫流程是ー种针对高硫含量酸性气的催化氧化流程，但克劳斯流程长，对硫含量要求高10%以上，不适合低入口硫硫含量高浄化度酸性气体脱硫。而且为适应高浄化度要求，需要多级克劳斯才能完成。以煤为原料的化工生产决定了粗合成气中有C02、H2S等酸性气体，该粗合成气常用的间接法脱除酸性气体的エ艺有聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ艺和低温甲醇洗エ艺。这两种エ艺得到的酸性气体中，H2S被进ー步富集，含有大量的H2S，因H2S的毒性，酸性气不能直接排放，需要把H2S转化脱除后，尾气H2S达标后才能排放
发明内容

本发明要解决的技术问题是提供ー种酸性气体中的H2S的脱除系统，使其能对以煤为原料的化工生产中粗合成气经过聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ艺或低温甲醇洗エ艺后得到的酸性气体进一歩脱除H2S。为了解决上述技术问题，本发明包括H2S催化转化成S的转化炉、酸性气体加热装置和转化后气体降温装置，酸性气体加热装置的酸性气体出ロ连接转化炉的酸性气体入ロ，转化炉的转化后气体出ロ连接转化后气体降温装置。为了更好的使转化生成的S液态析出，所述的转化后气体降温装置包括制冷换热器和控温制冷换热器，制冷换热器内设有冷却介质通道和被冷却介质通道，制冷换热器上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出ロ，控温制冷换热器内设有冷却介质通道和被冷却介质通道，控温制冷换热器上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出ロ。为了进一歩脱除转化生成的S，所述的控温制冷换热器的被冷却介质出ロ连接有物理脱硫装置。为了提高物理脱硫效果，所述的物理脱硫装置包括串联连接的分离器和过滤吸附塔，分离器内设有填料，过滤吸附塔中设有活性炭。为了利用转化后气体的热量加热酸性气体，所述的酸性气体加热装置包括有加热器，加热器内设有加热介质通道和酸性气体通道，加热器的加热介质通道和控温制冷换热器的冷却介质通道连接成循环回路，循环回路上设有除氧水供给管路。为了进一歩的利用转化后气体的热量加热酸性气体，还包括有第一换热器、第二换热器和酸性气体供给管路，酸性气体供给管路依次串联第一换热器的被加热介质通道、加热器的酸性气体通道、第二换热器的被加热介质通道、制冷换热器的冷却介质通道和转化炉的酸性气体入口，转化炉的转化后气体出口依次串联制冷换热器的被冷却介质通道、控温制冷换热器的被冷却介质通道、第二换热器的加热介质通道和第一换热器的加热介质通道，第一换热器、第二换热器和制冷换热器三者既为所述的酸性气体加热装置又为所述的转化后气体降温装置。
为了进一歩脱除转化生成的S，所述的控温制冷换热器的被冷却介质通道的出ロ和第二换热器的加热介质通道的进ロ连接有物理脱硫装置。为了提高物理脱硫效果，所述的物理脱硫装置包括串联连接的分离器和过滤吸附塔，分离器内设有填料，过滤吸附塔中设有活性炭。为了能够生产蒸汽，所述的转化炉连接有除氧水供给管路和蒸汽出气管路。本发明的有益效果是本发明通过对酸性气体进行加热，使酸性气体达到合适转化炉的温度，设置转化炉将酸性气体中的H2S转化成S，并通过降温析出。能对以煤为原料的化工生产中粗合成气经过聚こニ醇ニ甲醚法(NHD)エ艺或低温甲醇洗エ艺后得到的酸性气体进一步脱除H2S。本发明还具有以下优点1、本发明与克劳斯法相比，本发明适应于含H2S体积含量在0. 3%-10%的酸性气体，H2S转化ー步即可完成。因反应是放热反应，H2S体积含量0. 3%以上即可不需要外来热量，本装置能耗低，没有蒸汽消耗，电耗、水耗。H2S体积含量1. 0%以上，即可以加除氧水副产蒸汽。H2S体积含量3.0%以上，转化炉即可直接产蒸汽。催化剂一次装填，可使用3-5年。可节省12-20元/吨氨。用在低温甲醇洗エ艺后酸性气脱硫，吨氨催化剂消耗成本为0. 1-2元，与原料气含硫有夫。与传统克劳斯脱硫相比，投资可节省50%左右，运行费用可节省50%左右。2、本发明应用于30万吨/年合成氨NHD法或低温甲醇洗法エ艺后的酸性气体的直接工程投资1500万左右，低于克劳斯法脱硫投资3000万。流动资金、技术费等其他费用根据投资规模的运作阶段另计。3、本发明净化度高，不同含硫量的酸性气体在本发明最佳实施例处理后浄化度可达30ppm (30ppm是指硫化氢的含量)以下。4、催化剂选择性好，在克劳斯催化剂基础上改进的催化剂，有很好的选择性，能优先脱除硫化氣。5、催化剂适应性广，催化剂比克劳斯催化剂有更好的活性，能适应硫化氢含量最小3000ppm，最大lOOOOOppm的气体脱硫。6、装置投资小，操作简单，因配套设备数量少，操作相对克劳斯要简単。


图1是本发明的结构示意 图中1、转化炉，2、制冷换热器，3、控温制冷换热器，4、分离器，5、过滤吸附塔，6、第二换热器，7、加热器，8、第一换热器，9、转化后气体出气管路，10、蒸汽出气管路，11、酸性气体供给管路，12、除氧水供给管路。
具体实施例方式如图1所示的ー种具体实施例，包括H2S催化转化成S的转化炉1、酸性气体加热装置和转化后气体降温装置，酸性气体加热装置的酸性气体出口连接转化炉I的酸性气体入口，转化炉I的转化后气体出口连接转化后气体降温装置。为了尽可能的节约能源，本系统将酸性气体加热装置和转化后气体降温装置尽可能的相互結合。如图1所示，本系统包括有制冷换热器2、控温制冷换热器3、分离器4、过滤吸附塔5、第二换热器6、加热器7、第一换热器8、转化后气体出气管路9、蒸汽出气管路10、酸性气体供给管路11和除氧水供给管路12。其中，制冷换热器2、控温制冷换热器3、第二换热器6和第一换热器8为转化后气体降温装置。制冷换热器2、加热器7、第二换热器6和第一换热器8为酸性气体加热装置。加热器7内设有加热介质通道和酸性气体通道。制冷换热器2、控温制冷换热器3、第二换热器6、加热器7、第一换热器8均是现有的一种换热器，具有两种介质通道。分离器4和过滤吸附塔5串联成物理脱硫装置，分离器4内设有填料，过滤吸附塔5中设有活性炭。制冷换热器2内设有冷却介质通道(用于通酸性气体)和被冷却介质通道(用于通转化后的气体)，制冷换热器2上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出ロ，控温制冷换热器3内设有冷却介质通道(用于通酸性气体)和被冷却介质通道(用于通转化后的气体)，控温制冷换热器3上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出ロ。酸性气体供给管路11依次串联第一换热器8的被加热介质通道、加热器7的酸性气体通道、第二换热器6的被加热介质通道、制冷换热器2的冷却介质通道和转化炉I的酸性气体入口，转化炉I的转化后气体出ロ依次串联制冷换热器2的被冷却介质通道、控温制冷换热器3的被冷却介质通道、分离器4、过滤吸附塔5、第二换热器6的加热介质通道和第一换热器8的加热介质通道，第一换热器8连接有与其加热介质通道相通的转化后气体出气管路9。加热器7的加热介质通道和控温制冷换热器3的冷却介质通道连接成循环回路，本系统中的除氧水供给管路12分成两个支路，一个支路接转化炉1，另ー个支路接该循环回路。转化炉I还连接有蒸汽出气管路10。工作原理酸性气体通过酸性气体供给管路11依次通过第一换热器8、加热器7、第二换热器6和制冷换热器2被逐步加热，使得酸性气体达到转化的合适温度，H2S催化转化成S的反应是放热反应，能将除氧水蒸发成蒸汽或者将反应自产水蒸发成蒸汽，制得的蒸汽从蒸汽出气管路10排出，转化生成高温的转化后气体，转化后气体依次通过制冷换热器2、控温制冷换热器3、分离器4、过滤吸附塔5、第二换热器6和第一换热器8后从转化后气体出气管路9排出。转化后气体经过制冷换热器2和控温制冷换热器3降温后析出液态硫，然后经过分离器4和过滤吸附塔5进ー步脱除硫，最后转化后气体的热量在第二换热器6和第一换热器8中进ー步被吸收利用。控温制冷换热器3和加热器7之间还形成ー个水和蒸汽的循环回路，使得转化后气体热量不断的被传导给酸性气体。
权利要求
1.一种酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于包括H2S催化转化成S的转化炉、酸性气体加热装置和转化后气体降温装置，酸性气体加热装置的酸性气体出口连接转化炉的酸性气体入口，转化炉的转化后气体出口连接转化后气体降温装置。
2.根据权利要求1所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的转化后气体降温装置包括制冷换热器和控温制冷换热器，制冷换热器内设有冷却介质通道和被冷却介质通道，制冷换热器上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出口，控温制冷换热器内设有冷却介质通道和被冷却介质通道，控温制冷换热器上设有与被冷却介质通道相通的液态硫出口。
3.根据权利要求2所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的控温制冷换热器的被冷却介质出口连接有物理脱硫装置。
4.根据权利要求3所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的物理脱硫装置包括串联连接的分离器和过滤吸附塔，分离器内设有填料，过滤吸附塔中设有活性炭。
5.根据权利要求2所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的酸性气体加热装置包括有加热器，加热器内设有加热介质通道和酸性气体通道，加热器的加热介质通道和控温制冷换热器的冷却介质通道连接成循环回路，循环回路上设有除氧水供给管路。
6.根据权利要求5所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于还包括有第一换热器、第二换热器和酸性气体供给管路，酸性气体供给管路依次串联第一换热器的被加热介质通道、加热器的酸性气体通道、第二换热器的被加热介质通道、制冷换热器的冷却介质通道和转化炉的酸性气体入口，转化炉的转化后气体出口依次串联制冷换热器的被冷却介质通道、控温制冷换热器的被冷却介质通道、第二换热器的加热介质通道和第一换热器的加热介质通道，第一换热器、第二换热器和制冷换热器三者既为所述的酸性气体加热装置又为所述的转化后气体降温装置。
7.根据权利要求6所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的控温制冷换热器的被冷却介质通道的出口和第二换热器的加热介质通道的进口连接有物理脱硫装置。
8.根据权利要求7所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的物理脱硫装置包括串联连接的分离器和过滤吸附塔，分离器内设有填料，过滤吸附塔中设有活性炭。
9.根据权利要求1-8中任何一项所述的酸性气体中的H2S的脱除系统，其特征在于所述的转化炉连接有除氧水供给管路和蒸汽出气管路。
全文摘要
本发明公开了一种酸性气体中的H2S的脱除系统，本发明包括H2S催化转化成S的转化炉、酸性气体加热装置和转化后气体降温装置，酸性气体加热装置的酸性气体出口连接转化炉的酸性气体入口，转化炉的转化后气体出口连接转化后气体降温装置。本发明的有益效果是本发明通过对酸性气体进行加热，使酸性气体达到合适转化炉的温度，设置转化炉将酸性气体中的H2S转化成S，并通过降温析出。能对以煤为原料的化工生产中粗合成气经过聚乙二醇二甲醚法(NHD)工艺或低温甲醇洗工艺后得到的酸性气体进一步脱除H2S。
文档编号B01D53/52GK103007748SQ20131000156
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者蒋胜昔 申请人:济南承乾工程技术有限公司