一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，属于克劳斯塔尾气处理【技术领域】。该装置包括冷却塔、管式过滤塔以及冷凝器，所述冷却塔的第一排液口与所述管式过滤塔的第一进液口相连，所述管式过滤塔的第二排液口与所述冷凝器的第二进液口相连，所述冷凝器的排出口与所述冷却塔的第三进液口相连。该装置操作方便、耐腐蚀、耐高温、具有高效抗堵和除雾性的适于工业应用。
【专利说明】一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置
【技术领域】
[0001]本发明属于克劳斯塔尾气处理【技术领域】，具体涉及一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置。
【背景技术】
[0002]随着国家对燃料油的含硫量的控制日趋严格，有效的处理石油炼制过程产生的H2S等含硫尾气，已经越来越引起人们的重视。石油炼制过程产生的H2S等含硫尾气的毒性较大，如果不加以再处理就直接排放到空气中，会造成大气环境质量严重的下降。
[0003]由于克劳斯尾气硫磺回收工艺简单成熟，目前大部分炼油厂都采用该工艺回收硫，采用的克劳斯工艺为:制硫-制硫尾气-加氢还原-MDEA吸收净化-尾气由吸收塔顶排至尾气焚烧炉焚烧-降温至300°C后经烟囱排入大气。由于过程中操作的不稳定，吸收塔塔顶出来的含H2S最高浓度可达500mg/Nm3，2012年国家环保部发布新的工业大气排放标准《GB 16171-2012》，要求H2S的排放浓度限值为3mg/Nm3，目前，较多炼油厂采用焚烧法来处理尾气，但是尾气的焚烧消耗燃气，还会排放大量的CO2温室气体。
[0004]近年，超微细分散配合吸收处理方法开始广泛应用于石油行业的脱硫技术中，超微细分散配合吸收处理方法是将克劳斯尾气含硫烟气与经过二次分散超微细分散式配合氧化吸收结合，将其氧化为硫磺，反应后的配体氧化剂复合体，经过再生继续循环使用。该法具有操作简单、脱硫效率高等特点，但是劳斯液硫槽尾气中带有硫单质，容易堵塞超微细分散器，而且过高的温度和过高的湿度会损坏吸收装置，从而影响脱硫效率，带来不必要的经济损失。
[0005]目前国内采用的冷却装置主要是室外冷却塔的自然冷却装置，该装置通过管道内的冷却剂与管道外的高温气体通过管道壁的传热从而达到热交换的目的，吸收热量后的冷却剂在户外自然冷却塔中通过风冷自然冷却，该装置具有制冷剂可循环的特点，但是自然冷却法需要修建室外冷却塔、泵房等建筑，占地面积大，而且自然冷却法冷却效果差，无法达到工业需求；国内常见的除湿装置有:丝网除雾器和波形板除雾器。其中丝网除雾器空隙较小，除雾效果好，但抗堵性较差而且不耐腐蚀；波形板除雾器抗堵性好，但空隙较大，除雾效果较差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是解决上述问题而提供了一种操作方便、耐腐蚀、耐高温、具有高效抗堵和除雾性的适于工业应用的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
[0008]一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，包括冷却塔、管式过滤塔以及冷凝器，所述冷却塔的第一排液口与所述管式过滤塔的第一进液口相连，所述管式过滤塔的第二排液口与所述冷凝器的第二进液口相连，所述冷凝器的排出口与所述冷却塔的第三进液口相连。
[0009]进一步地，所述冷却塔的顶部安装有顶盖，所述顶盖上设置有排气口，所述冷却塔的底部设置有第一排液口，所述冷却塔的一侧设置有第三进液口和进气口，所述第三进液口通过管道与喷淋器相连，所述喷淋器在所述冷却塔内部，所述喷淋器下方固定有镂空挡板，所述镂空挡板上放置有镍钛合金拉西环，所述镂空挡板的下方安装有曝气板，所述曝气板与所述进气口通过管道相连，所述喷淋器上方安装有波形叶片除雾器，所述波形叶片除雾器上方安装有丝网除雾器。
[0010]进一步地，所述顶盖通过法兰与所述冷却塔的顶部连接；所述进气口在所述进液口下方；所述镂空挡通过焊接的方式固定在所述冷却塔内部，所述镂空挡板上均匀分布有孔洞；所述冷却塔上开有观察口。
[0011]优选地，所述波形叶片除雾器和所述丝网除雾器的材料为镍钛合金材料。
[0012]进一步地，所述管式过滤塔为双塔结构，所述两个过滤塔通过所述第一进液口和所述第二排液口连接，所述管式过滤塔的底部安装有过滤塔底盘，所述第一进液口与所述过滤塔底盘连接，所述管式过滤塔一侧的上部安装有第二排液口，所述管式过滤塔内焊接有挡板，所述挡板上固定管式过滤器。
[0013]优选地，所述第一进液口在所述过滤塔底盘的中心位置。
[0014]优选地，所述过滤塔底盘通过法兰与所述管式过滤塔的底部连接。
[0015]优选地，所述挡板的数量为两个，所述挡板的形状为三角形；所述挡板在离所述塔身底部50?10mm处，两个三角挡板的位置高度等高，两个三角档板的连线，过管式过滤塔的中轴线。
[0016]进一步地，所述管式过滤器通过支架固定在所述挡板上，所述管式过滤器与所述管式过滤塔的中心线重合。
[0017]优选地，所述第二进液口和所述排出口的位置在所述冷凝器的两侧，所述排出口与所述第三排液口之间安装有输液泵。
[0018]本发明具有以下优点:
[0019]I)本装置结构简单，易操作，通过开关阀门即可达到高温高湿克劳斯尾气预处理的目的。
[0020]2)拉西环填料层和除雾装置均采用镍钛合金材料，该材料具有较好的耐腐蚀、耐高温性能，使该除雾装置和填料层具有更好的耐腐蚀性。
[0021]3)本装置进气口采用曝气孔孔向向下的曝气板进气，有利于克劳斯尾气的均匀分布，曝气孔孔向向下，可以有效防止生成的单质硫掉入曝气板中，堵塞曝气口。
[0022]4)除雾装置采用波形叶片除雾器和丝网除雾器的组合装置，组合装置不仅具有良好的抗堵性，而且具有较高的除雾性。
[0023]5)本装置的冷却装置为镍钛合金拉西环填料层，在镍钛合金拉西环填料层内，冷却液可以直接、充分的和高温高湿克劳斯尾气相接触，使得冷却效果较好，而且喷淋的液体持续流过填料层，可以有效的防止填料层的堵塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例1提供的一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置的结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例1提供的一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置中管式过滤塔的结构示意图；
[0026]图3为本发明实施例1提供的一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置中曝气板的结构不意图；
[0027]图4为本发明实施例1提供的一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置中镂空挡板的结构示意图.
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0029]实施例1
[0030]参照图1至图4，一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，包括冷却塔7、管式过滤塔19以及冷凝器22。冷却塔的高度为1100mm，直径为550_。冷却塔7的第一排液口12与管式过滤塔19的第一进液口 16相连，管式过滤塔19的第二排液口 20与冷凝器22的第二进液口 21相连，冷凝器22的排出口 23与冷却塔7的第三进液口 I相连。
[0031]顶盖2通过法兰与冷却塔7固定连接，顶盖2上设置有排气口 3。冷却塔7的底部设置有第一排液口 12。冷却塔7的一侧设置有第三进液口 I和进气口 13，进气口 13在第三进液口 I下方。第三进液口 7通过管道与喷淋器6相连，喷淋器6在冷却塔7内部。喷淋器7下方500mm处焊接有镂空挡板6，镂空挡板6上均匀分布有孔洞，孔洞的直径为20mm。镂空挡板9上放置有镍钛合金拉西环8，镍钛合金拉西环8的高度为150mm。镂空挡板9的下方安装有曝气板10，曝气板10与进气口 13通过管道相连。曝气板10的曝气孔直径为170mm，曝气孔孔口朝下。冷却塔7上开有观察口 11。喷淋器6上方安装有波形叶片除雾器5，波形叶片除雾器5上方安装有丝网除雾器4。波形叶片除雾器5和丝网除雾器4的材料为镍钛合金材料。
[0032]管式过滤塔19为双塔结构，管式过滤塔19的高度为1200mm，径高比为1:6。两个过滤塔19通过第一进液口 16和第二排液口 20连接。管式过滤塔19的底部通过法兰与过滤塔底盘17连接。第一进液口 16与过滤塔底盘17连接，第一进液口 16在过滤塔底盘17的中心位置。第一排液口 12和第一进液口 16之间安装有过滤输液泵14和第一阀门15管式过滤塔17 —侧的上部安装有第二排液口 20。管式过滤塔17内焊接有两个三角形挡板18，挡板18在离塔身底部10mm处，两个三角挡板18的位置高度等高，两个三角档板18的连线，过管式过滤塔的中轴线。管式过滤器26通过材料为高分子聚合物的支架固定在挡板18上。管式过滤器26与管式过滤塔19的中心线重合。管式过滤器26的高度为700mm，径尚比为1:6。
[0033]冷凝器22第二进液口 21和排出口 23的位置在冷凝器7的两侧。排出口 23与第三进液口之间安装有输液泵24和第二阀门25。
[0034]本装置的工作步骤是:
[0035](I)喷入冷却液
[0036]将克劳斯尾气冷却液经输液泵24从冷却塔7上部的第三进液口 I通过喷淋器6分散喷入冷却塔7内，喷入的冷却液的喷淋器6高出镍钛合金拉西环填料层8上平面300mm ;
[0037](2)通入高温高湿克劳斯尾气
[0038]将高温高湿克劳斯尾气从冷却塔7底部的进气口 13、通过曝气板10分散喷入冷却塔7中；
[0039](3)气液接触
[0040]经过喷淋器6分散进入冷却塔7中的克劳斯尾气冷却吸收液与经过曝气板10进入冷却塔7中的高温高湿克劳斯尾气在镍钛合金拉西环8填料层中充分接触，产生热交换；
[0041](4)克劳斯尾气的除雾
[0042]经过镍钛合金拉西环8填料层反应冷却后的克劳斯尾气分别通过波形叶片除雾器5，丝网除雾器4后，从排气口 3排出冷却塔7 ;
[0043](5)冷却吸收液的排放
[0044]流过镍钛合金拉西环8填料层与高温高湿克劳斯尾气接触反应后的冷却吸收液，流到冷却塔7底部，储存在塔底，通过观察口 11，使冷却塔7塔底的冷却液高度为150mm，过量的冷却吸收液通过第一排液口 12排出冷却塔7 ；
[0045](6)冷却液的过滤
[0046]排出冷却塔的过热冷却液经过过滤循环泵14从过滤第一进液口 16进入管式过滤塔19，过热冷却液流过管式过滤器26时，所含固体杂质被过滤，滤液通过第二排液口排出管式过滤塔19，管式过滤器26中的固体杂质通过卸开管式过滤塔19的顶盖，取出管式过滤器26，进行清理。
[0047](7)冷却液的循环
[0048]过滤后的冷却液从第二进液口 21进入冷凝器22，通过热交换后，降低温度，冷却后的冷却液在输液泵24的作用下，从排出口 23排出冷凝器22。冷却后的冷却液在输液泵24的作用下从进入冷却塔7，按上述步骤，循环使用。克劳斯尾气中H2S浓度为200mg/m3，温度为450 °C ;克劳斯含硫尾气的进气速度为4m3/h。克劳斯尾气冷却吸收液的进液速度为0.8m3/h，进液压力为0.3MPa。
[0049]实施例2
[0050]一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，包括冷却塔7、管式过滤塔19以及冷凝器22。冷却塔的高度为1500mm，直径为350mm。冷却塔7的第一排液口 12与管式过滤塔19的第一进液口 16相连，管式过滤塔19的第二排液口 20与冷凝器22的第二进液口21相连，冷凝器22的排出口 23与冷却塔7的第三进液口 I相连。
[0051]顶盖2通过法兰与冷却塔7固定连接，顶盖2上设置有排气口 3。冷却塔7的底部设置有第一排液口 12。冷却塔7的一侧设置有第三进液口 I和进气口 13，进气口 13在第三进液口 I下方。第三进液口 7通过管道与喷淋器6相连，喷淋器6在冷却塔7内部。喷淋器7下方650mm处焊接有镂空挡板6，镂空挡板6上均勾分布有孔洞，孔洞的直径为5mm。镂空挡板9上放置有镍钛合金拉西环8，镍钛合金拉西环8的高度为350mm。镂空挡板9的下方安装有曝气板10，曝气板10与进气口 13通过管道相连。曝气板10的曝气孔直径为200mm，曝气孔孔口朝下。冷却塔7上开有观察口 11。喷淋器6上方安装有波形叶片除雾器5，波形叶片除雾器5上方安装有丝网除雾器4。波形叶片除雾器5和丝网除雾器4的材料为镍钛合金材料。
[0052]管式过滤塔19为双塔结构，管式过滤塔19的高度为1000mm，径高比为1:8。两个过滤塔19通过第一进液口 16和第二排液口 20连接。管式过滤塔19的底部通过法兰与过滤塔底盘17连接。第一进液口 16与过滤塔底盘17连接，第一进液口 16在过滤塔底盘17的中心位置。第一排液口 12和第一进液口 16之间安装有过滤输液泵14和第一阀门15管式过滤塔17 —侧的上部安装有第二排液口 20。管式过滤塔17内焊接有两个三角形挡板18，挡板18在离塔身底部50_处。管式过滤器26通过材料为高分子聚合物的支架固定在挡板18上。管式过滤器26与管式过滤塔19的中心线重合。管式过滤器26的高度为800_，径高比为1:8。
[0053]冷凝器22第二进液口 21和排出口 23的位置在冷凝器7的两侧。排出口 23与第三进液口之间安装有输液泵24和第二阀门25。
[0054]本装置的工作步骤是:
[0055](I)喷入冷却液
[0056]将克劳斯尾气冷却液经输液泵24从冷却塔7上部的第三进液口 I通过喷淋器6分散喷入冷却塔7内，喷入的冷却液的喷淋器6高出镍钛合金拉西环填料层8上平面350mm ;
[0057](2)通入高温高湿克劳斯尾气
[0058]将高温高湿克劳斯尾气从冷却塔7底部的进气口 13、通过曝气板10分散喷入冷却塔7中；
[0059](3)气液接触
[0060]经过喷淋器6分散进入冷却塔7中的克劳斯尾气冷却吸收液与经过曝气板10进入冷却塔7中的高温高湿克劳斯尾气在镍钛合金拉西环8填料层中充分接触，产生热交换；
[0061](4)克劳斯尾气的除雾
[0062]经过镍钛合金拉西环8填料层反应冷却后的克劳斯尾气分别通过波形叶片除雾器5，丝网除雾器4后，从排气口 3排出冷却塔7 ;
[0063](5)冷却吸收液的排放
[0064]流过镍钛合金拉西环8填料层与高温高湿克劳斯尾气接触反应后的冷却吸收液，流到冷却塔7底部，储存在塔底，通过观察口 11，使冷却塔7塔底的冷却液高度为200mm，过量的冷却吸收液通过第一排液口 12排出冷却塔7 ；
[0065](6)冷却液的过滤
[0066]排出冷却塔的过热冷却液经过过滤循环泵14从过滤第一进液口 16进入管式过滤塔19，过热冷却液流过管式过滤器26时，所含固体杂质被过滤，滤液通过第二排液口排出管式过滤塔19，管式过滤器26中的固体杂质通过卸开管式过滤塔19的顶盖，取出管式过滤器26，进行清理。
[0067](7)冷却液的循环
[0068]过滤后的冷却液从第二进液口 21进入冷凝器22，通过热交换后，降低温度，冷却后的冷却液在输液泵24的作用下，从排出口 23排出冷凝器22。冷却后的冷却液在输液泵24的作用下从进入冷却塔7，按上述步骤，循环使用。克劳斯尾气中H2S浓度为600mg/m3，温度为200 °C ;克劳斯含硫尾气的进气速度为5m3/h。克劳斯尾气冷却吸收液的进液速度为2.3m3/h，进液压力为0.1MPa0
[0069]本装置结构简单，易操作，通过开关阀门即可达到高温高湿克劳斯尾气预处理的目的。拉西环填料层和除雾装置均采用镍钛合金材料，该材料具有较好的耐腐蚀、耐高温性能，使该除雾装置和填料层具有更好的耐腐蚀性。本装置进气口采用曝气孔孔向向下的曝气板进气，有利于克劳斯尾气的均匀分布，曝气孔孔向向下，可以有效防止生成的单质硫掉入曝气板中，堵塞曝气口。除雾装置采用波形叶片除雾器和丝网除雾器的组合装置，组合装置不仅具有良好的抗堵性，而且具有较高的除雾性。本装置的冷却装置为镍钛合金拉西环填料层，在镍钛合金拉西环填料层内，冷却液可以直接、充分的和高温高湿克劳斯尾气相接触，使得冷却效果较好，而且喷淋的液体持续流过填料层，可以有效的防止填料层的堵塞。
[0070] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，包括冷却塔、管式过滤塔以及冷凝器，所述冷却塔的第一排液口与所述管式过滤塔的第一进液口相连，所述管式过滤塔的第二排液口与所述冷凝器的第二进液口相连，所述冷凝器的排出口与所述冷却塔的第三进液口相连。
2.根据权利要求1所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述冷却塔的顶部安装有顶盖，所述顶盖上设置有排气口，所述冷却塔的底部设置有第一排液口，所述冷却塔的一侧设置有第三进液口和进气口，所述第三进液口通过管道与喷淋器相连，所述喷淋器在所述冷却塔内部，所述喷淋器下方固定有镂空挡板，所述镂空挡板上放置有镍钛合金拉西环，所述镂空挡板的下方安装有曝气板，所述曝气板与所述进气口通过管道相连，所述喷淋器上方安装有波形叶片除雾器，所述波形叶片除雾器上方安装有丝网除雾器。
3.根据权利要求2所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述顶盖通过法兰与所述冷却塔的顶部连接；所述进气口在所述第三进液口下方；所述镂空挡板在所述喷淋器下方450?650mm处，所述镂空挡通过焊接的方式固定在所述冷却塔内部；所述镂空挡板上均匀分布有孔洞，所述孔洞的直径为5?20mm ;所述镍钛合金拉西环堆的高度为150?350mm ;所述曝气板的曝气孔直径为150?200mm，所述曝气孔孔口朝下；所述冷却塔上开有观察口。
4.根据权利要求2所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述波形叶片除雾器和所述丝网除雾器的材料为镍钛合金材料；所述冷却塔高度为1100?1500mm，直径为 350 ?550mm。
5.根据权利要求1所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述管式过滤塔为双塔结构，所述两个过滤塔通过所述第一进液口和所述第二排液口连接，所述管式过滤塔的底部安装有过滤塔底盘，所述第一进液口与所述过滤塔底盘连接，所述管式过滤塔一侧的上部安装有第二排液口，所述管式过滤塔内焊接有挡板，所述挡板上固定管式过滤器。
6.根据权利要求5所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述第一进液口在所述过滤塔底盘的中心位置；所述管式过滤塔的高度800?1200mm，径高比为1:6?8 ;所述第一排液口和所述第一进液口之间安装有过滤输液泵和第一阀门。
7.根据权利要求5所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述过滤塔底盘通过法兰与所述管式过滤塔的底部连接。
8.根据权利要求5所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述挡板的数量为两个，所述挡板的形状为三角形；所述挡板在离所述塔身底部50?10mm处，两个三角挡板的位置高度等高，两个三角档板的连线，过管式过滤塔的中轴线。
9.根据权利要求5所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述管式过滤器通过支架固定在所述挡板上，所述支架的材料为高分子聚合物；所述管式过滤器与所述管式过滤塔的中心线重合；所述管式过滤器高度为600?800_，径高比为1:5?8。
10.根据权利要求1所述的高温高湿克劳斯液硫槽尾气预处理装置，其特征在于，所述第二进液口和所述排出口的位置在所述冷凝器的两侧，所述排出口与所述第三进液口之间安装有输液泵和第二阀门。
【文档编号】B01D53/18GK104436953SQ201410641262
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】王黎, 肖翔, 胡宁, 张涧, 陈华, 王捷, 王文伟, 夏正海, 刘森, 全玮, 张佳凤, 孙义 申请人:中国石油化工股份有限公司, 武汉科技大学