液罐之间液相物料的自动传输，省 略液相传输管线及机泵，无管线散热，可有效降低液相散热，从而防止因降温引起的结晶现 象，避免堵塞管线及机泵。
[0032] 3、本发明酸性气立式反应器，雨帽呈沟槽结构，且雨帽底沿为齿状。吸收液经喷 嘴喷淋后呈液滴、液沫形态与酸性气实现逆流接触，反应生成液喷淋到雨帽的沟槽结构内， 生成液通过沟槽汇集到雨帽边缘，沿齿形槽均匀、平缓的引流到受液盘上，防止因生成液引 流过程中因偏流形成气阻而导致偏流，从而为上一级气液传质与反应创造气相入口均匀条 件，强化气液传质效率。
[0033] 4、本发明酸性气立式反应器，通过设置热管元件，实现多级气液反应逐级气液换 热，将Na 2S/NaHS高浓度段反应热传递到低浓度段，从反应高温段向反应低温段进行反应热 量逐级传递，实现均化反应热的目的，防止反应热引起的结晶。
[0034] 5、本发明酸性气立式反应器及处理方法尤其适用于处理小型炼厂酸性气，与现有 技术相比，设备规模小，能耗低，反应热均匀、操作费用少，生成可以用于印染、造纸等行业 的NaHS产品，便于运输，且有一定的市场价值。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明管道式反应器及酸性气处理方法示意图。
[0036] 图2是本发明管道式反应器中雨帽结构示意图。
【具体实施方式】
[0037] 如图1所示，本发明所述酸性气立式反应器设置两级以上的反应区，最前一级反 应区下方设有缓冲区17,所述缓冲区设有酸性气入口 9和生成液出口 10,最后一级反应区 设有净化气出口 16和碱液入口 15,每级反应区均包括受液盘1，连通管2和雨帽3,相邻反 应区之间通过受液盘分隔开来，连通管位于反应器轴向中心并垂直穿过受液盘，相邻反应 区之间由连通管连通，受液盘上还设有热管元件4,热管元件垂直穿越受液盘，热管元件沿 反应器圆周方向均布设置，雨帽3位于连通管上方并固定于反应器器壁上，每级反应区均 设有吸收液入口 5和反应液出口 6,反应区的反应液出口经管线与吸收液入口连接，吸收液 入口连接液相喷淋装置，所述液相喷淋装置包括进液管7和喷嘴8,喷嘴的喷淋方向与气 体流动方向呈逆向接触，喷嘴优选设置在反应器轴向中心。最后一级反应区中设置换热盘 管11，缓冲区中，酸性气入口连接有酸性气入口导流管12,设置在缓冲区内生成液的液面 上方，缓冲区设置液位控制13,当缓冲区内液位高于缓冲液罐高度1/3时，产品经泵送出装 置。最后一级反应区碱液入口管线上设置控制阀门和硫化氢含量检测装置14,通过检测前 一级反应区排放的酸性气中硫化氢含量，调节NaOH溶液进液量。
[0038] 下面结合实施例说明本发明的反应效果，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0039] 实施例1 本实施例中，所述酸性气立式反应器设置3级反应区。
[0040] 如图1所示，本发明为酸性气处理工艺方法示意图，以酸性气和NaOH溶液为原料， 进行反应生成产品NaHS的酸性气处理过程。
[0041] 以反应器设置一级反应区、二级反应区、三级反应区一共三级反应区为例具体说 明本发明酸性气处理方法反应过程：采用本发明酸性气立式反应器处理酸性气时，酸性气 经酸性气入口进入缓冲区，然后进入最前一级反应区，吸收液为从二级反应区的连通管溢 流下来的二级反应区的反应生成液(包括Na 2S和NaHS),吸收液经喷嘴在一级反应区内形成 液膜，当酸性气经连通管穿越液膜时，发生中和反应，在重力场的作用下，液膜喷射到雨帽 上，然后沿壁分布在受液盘上，在H 2S过量的情况下，Na2S液相与H2S反应，生成NaHS。所得 NaHS部分经泵循环至一级反应区，进行循环流动，实现吸收液深度吸收。部分进入缓冲区 作为产品送出装置。一级反应区反应后的酸性气进入二级反应区，其中H 2S和CO2浓度大大 降低，但仍没有达到排放要求。吸收液为三级储液区溢流来的反应生成液，包括大部分Na 2S 和少量NaOH混合溶液，经喷嘴在管道内形成液膜，当酸性气穿越液膜时，发生中和反应，在 重力场的作用下，液膜喷射到雨帽上，然后沿壁分布在受液盘上。在H 2S稍过量的情况下， Na2S和NaOH混合液与H2S反应，生成Na2S和NaHS混合液。反应生成液部分经泵循环至二 级反应区，进行循环流动，实现吸收液深度吸收。经过二级反应区反应后的酸性气中H2S浓 度极低，基本达到排放要求。三级反应区内，以NaOH溶液为吸收液，在NaOH溶液稍过量的 情况下，NaOH溶液与H2S反应，生成Na 2S,实现净化气达标排放。反应生成液经泵循环至三 级反应区，进行循环流动，实现吸收液深度吸收。三级反应生成液和NaOH溶液溢流进入二 级反应区。
[0042] 本实施例中，酸性气中CO2体积分数为7%，H2S体积分数为92%，烃类体积分数为 1%。NaOH溶液质量浓度为35%。最前一级反应区中酸性气过量，二级反应区中H 2S稍过量， 最后一级反应区中NaOH溶液稍过量。本发明酸性气处理方法中，每级反应设立循环吸收过 程。一级反应区、二级反应区和三级反应区中循环比例均为1/4~3/5,优选为1/3~1/2。 每级反应区内液气比为5L/m 3。具体操作条件见表1，反应结果见表2。
[0043] 表1实施例1反应条件和反应结果
【主权项】
1. 一种酸性气立式反应器，所述酸性气立式反应器设置两级以上的反应区，最前一级 反应区下方设有缓冲区，所述缓冲区设有酸性气入口和生成液出口，最后一级反应区设有 净化气出口和碱液入口，每级反应区均包括受液盘，连通管和雨帽，相邻反应区之间通过受 液盘分隔开来，连通管位于反应器轴向中心并垂直穿过受液盘，相邻反应区之间由连通管 连通，受液盘上还设有热管元件，热管元件垂直穿越受液盘，雨帽位于连通管上方，每级反 应区均设有吸收液入口和反应液出口，反应区的反应液出口经管线与吸收液入口连接。2. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：每级反应区中的反应液出口位置低于 连通管上端口位置，吸收液入口位于雨帽上方。3. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述热管元件沿反应器圆周方向均布 设置。4. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述反应器设置2~6级反应区，优选 设置3~4级反应区。5. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：最后一级反应区中设置换热盘管，所述 换热盘管优选设置缠绕在连通管外壁上。6. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：换热盘管中的换热介质为水、乙醇、溴 化锂。7. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：吸收液入口连接液相喷淋装置，所述液 相喷淋装置包括进液管和喷嘴，喷嘴的喷淋方向与气体流动方向呈逆向接触，喷嘴设置在 反应器轴向中心。8. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述雨帽固定在反应器器壁上，雨帽为 沟槽结构，其底沿呈齿状，雨帽外径尺寸为连通管直径的1/4~3/4,优选为1/3~1/2。9. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：缓冲区内生成液的液面上方设置酸性 气入口导流管。10. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：缓冲区设置液位控制，当缓冲区内液 位高于缓冲罐区高度的1/3时，产品经泵送出装置。11. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：最后一级反应区碱液入口管线上设置 控制阀和硫化氢含量检测装置，通过检测前一级反应区排放的酸性气中硫化氢含量，调节 NaOH溶液进液量。12. -种酸性气处理方法，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产硫氢化钠，NaOH溶液 从最后一级反应区循环补入，其特征在于：采用权利要求1~11中任一权利要求所述的反 应器。13. 按照权利要求12所述的方法，其特征在于：酸性气为含硫化氢的废气，可以是各种 来源的含H2S酸性气。14. 按照权利要求12所述的方法，其特征在于：NaOH溶液质量浓度为20%~60%，优选 为 32% ~38%。15. 按照权利要求12所述的方法，其特征在于：反应温度为70°C~100°C，优选为 80°C~95°C。16. 按照权利要求12所述的方法，其特征在于：每级反应区中，经生成液出口循环回反 应区的反应生成液与每级反应区总的反应生成液体积比为1/4~3/5,优选为1/3~1/2。
【专利摘要】本发明公开了一种酸性气立式反应器，所述反应器设置两级以上的反应区，最前一级反应区下方设缓冲区，缓冲区设有酸性气入口和生成液出口，最后一级反应区设有净化气出口和碱液入口，每级反应区均包括受液盘，连通管和雨帽，相邻反应区之间通过受液盘分隔开来，连通管位于反应器轴向中心并垂直穿过受液盘，相邻反应区之间由连通管连通，雨帽位于连通管上方，每级反应区均设有吸收液入口和反应液出口，反应液出口经管线与吸收液入口连接。本发明酸性气处理方法，以NaOH溶液为吸收液，处理酸性气生产硫氢化钠。与现有技术相比，本发明实现酸性气净化和污染物资源化的双重目标。
【IPC分类】B01D53/62, B01D53/96, B01D53/78, B01D53/52
【公开号】CN104971601
【申请号】CN201410141837
【发明人】陈建兵, 彭德强, 王璐瑶, 王岩, 王阳峰, 孟凡飞, 陈新
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月10日