一种多管式生物氧化脱硫罐的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硫设备领域，具体是指一种多管式生物氧化脱硫罐。

背景技术：

天然气可分为酸性天然气和洁气。酸性天然气指含有显著量的硫化物和CO2等酸性气体，必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气。洁气是指硫化物和CO₂含量甚微或根本不含，不需要净化就可以外输和利用的天然气。天然气中存在的硫化物主要是H₂S，此外还可能含有一些有机硫化物，如硫醇、硫醚、COS及二硫化碳等；除硫化物外，二氧化碳也是需要限制的指标。酸性天然气的危害有：酸性天然气在水存在的条件下会腐蚀金属；污染环境；含硫组分有难闻的臭味、剧毒；硫可能使下游工厂的催化剂中毒；H₂S可对人造成伤害；CO₂含量过高会使天然气热值达不到要求。

而现有技术大都采用化学方法进行天然气脱硫处理，但在实际使用时常常因设备后期维护麻烦，运行成本较高，一旦没有及时检查维护处理设备，就会导致处理设备效率降低，从而导致药剂使用量增加，进一步增加成本。而采用生物脱硫技术的设备，其操作条件温和，操作流程简单，维护运行成本较低，其应用和开发的前景较为广阔。现有技术采用生物脱硫法进行脱硫的设备体积较大，占用过多土地面积；而且在喷淋吸收过程中吸收效率较低，从而需要增加喷淋塔的高度以延长气液两相接触时间，不仅增加了建设成本，而且不利于后期维护。

技术实现要素：

针对以上现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种结构紧凑占地面积较小、通过新颖的结构在不增加塔高的情况下还具有较高的吸收脱硫效率的多管式生物氧化脱硫罐。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种多管式生物氧化脱硫罐，包括立式罐体，所述立式罐体从上之下分隔为硫化氢吸收区和硫化氢处理区，所述硫化氢吸收区顶部设有排气管，所述硫化氢处理区设有用来加料的进液管，硫化氢吸收区内设置有多管式两相接触器，所述多管式两相接触器包括盛放有吸收液的底罐和设置在底罐上部的顶罐，所述底罐一侧连接有进气管，所述进气管进入底罐一端向下延伸至吸收液液面以下，底罐与顶罐之间通过设有的多根两相接触管连通，所述顶罐内设有用来向两相接触管内喷淋吸收液的布液装置；硫化氢处理区内设有填料架和曝气装置，立式罐体底部设有与硫化氢处理区连通的排料口，硫化氢处理区下部通过管道与底罐底部连通，硫化氢处理区上部通过提升泵与布液装置连通。

本实用新型为一体式立式罐体结构进行烟气脱硫处理，整个立式罐体分隔为硫化氢吸收区和硫化氢处理区两个部分，所述的硫化氢处理区即为立式罐体的底部，而硫化氢吸收区顶部即为立式罐体的顶部，只是将立式罐体根据功能性划分区域，而不是两个单独的结构。本装置主要是将天然气中的H₂S吸收处理。所述的吸收液为含硫细菌的碱性水溶液，是通过将碱液、硫细菌营养液和水混合而成的溶剂，而填料架上的微生物为主要为氧化亚铁硫杆菌的混合菌群；而所述的布液装置是用来向所有的两相接触管内布液的装置，可以是滴滤管头，也可以是喷淋管头，只要能够将吸收液注入两相接触管内上部即可，然后吸收液在两相接触管内与含硫天然气进行接触，将现有技术中的大面积喷淋接触改进为小直径管式密封喷淋吸收，从而增加了气液两相的接触面积，提高了吸收液的吸收效率。而本实用新型所采用的吸收液和微生物菌群均为现有技术，也是本领域技术人员常用的技术手段，均可在市场上购得，本实用新型的改进点也不在其组合配比上，均是对于结构的改进，所以在此不再赘述。

本实用新型的脱硫原理及过程：首先将配好的吸收液通过进液管送到提升泵内，提升泵将吸收液注入到布液装置内，然后慢慢的通过两相接触管滑落到底罐中，然后将含硫天然气通入到进气管中，然后含硫天然气进入底罐中，因为底罐中存储有一定量的吸收液，且吸收液淹没了进气管端头，所以含硫天然气首先进入底罐内的吸收液内，通过排水法先吸收反应一部分硫化氢。然后含硫天然气再向上运动进入两相接触管中进行二次吸收反应，整个吸收反应为：

H₂S+OH^—<===>HS^—+H₂O

CO₂+OH^—<===>HCO₃^—

HCO₃^—+OH^—<===>CO₃^2—+H2O

H₂S+CO₃^2—<===>HS^—+HCO₃^—

主反应为硫化氢在碱性环境下溶解形成HS^—，然后被吸收液吸收带走，而天然气中部分二氧化碳会在吸收液中水解，因为是碱性环境，所以主要是以碳酸根离子形式存在，而碳酸根离子也会增加硫化氢的溶解率。整个硫化氢的吸收过程完成，并随着吸收液落到底罐底部，然后通过管道向下流动到硫化氢处理区底部。含有硫化氢根的吸收液灌满整个硫化氢处理区底部，使得液面上升，此时曝气装置将外部空气注入硫化氢处理区底部，含有大量空气的吸收液上升到填料架位置时，便开始通过微生物进行脱硫作业。在微生物的作用下，整个反应为：

HS^—+1/2O₂===>S+OH^—

通过微生物将硫化氢根直接转化为硫磺单质，而硫磺直接沉淀到立式罐体底部，从而通过排料口排出，进行后续处理得到硫磺，而上部为充分溶解的空气通过硫化氢处理区顶部的开口处排出，并通过管道排出立式罐体。然后剩余脱硫的吸收液就通过提升泵可循环进入硫化氢吸收区再次吸收硫化氢，增加了吸收液利用率，减少运行成本，整个脱硫过程结束。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述布液装置为中空密封结构的喷淋盘，所述两相接触管均垂直穿过喷淋盘与顶罐连通，所述喷淋盘内的两相接触管管壁上设有多个喷淋孔。现在将布液装置进行限定，所述的喷淋盘为中空封闭式结构，吸收液通过提升泵进入喷淋盘内部，并填充满整个喷淋盘，同时吸收液一直通过每根两相接触管管壁上的喷淋孔进行喷淋，所述的喷淋孔孔径较小，吸收液在充满整个喷淋盘后，吸收液具有一定的压力，从而在进入两相接触管中具有一定的初速度，从而达到喷淋散射的效果，增大了液相表面积，提高了吸收效率。而所述的喷淋孔只是一个小孔经通孔，如果为了防止通过提升泵进入喷淋盘中的吸收液悬浮物较多堵塞喷淋孔，可在提升泵与硫化氢处理区连接处设有过滤装置。

进一步地，所述顶罐上部还设有与顶罐连通的冷凝器，所述冷凝器排出口与排气管连通，冷凝器的冷凝液出口通过管道与硫化氢处理区连通。所述的冷凝器能够干燥脱硫后的天然气，将天然气中的吸收液冷凝回流到硫化氢处理区内循环利用。

进一步地，所述曝气装置为设置在硫化氢处理区底部的环状曝气管，所述环状曝气管通过管道与外部设有的曝气机连通。

进一步地，所述两相接触管上设有多个垂直于两相接触管的喷淋盘，所述喷淋盘均通过管道与提升泵连接。现在在两相接触管上等距设有多个喷淋盘，能够进一步提高吸收液的吸收效率。

进一步地，所述底罐包括通过法兰连接的罐盖和罐体，所述罐盖与两相接触管连接。将底罐优化为分体式结构，能够方便后续的拆解维修或者清洗。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型结构简单紧凑，将原本较大较为复杂的生物脱硫装置优化为一体式结构，从而减少了占地面积，也减少了建设和使用成本；

（2）本实用新型设有的两相接触器是一种区别于现有技术的硫化氢吸收装置，将原本较大的接触范围变为小直径长距离接触方式，提高了硫化氢吸收效率，而且减少了硫化氢吸收塔的高度，也进一步减少建设成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的平面结构示意图；

图3为本实用新型的喷淋孔结构示意图。

其中：1—立式罐体，101—硫化氢吸收区，102—硫化氢处理区，2—多管式两相接触器，201—底罐，202—顶罐，203—两相接触管，204—喷淋孔，3—进气管，4—填料架，5—曝气装置，6—排料口，7—排气管，8—喷淋盘，9—冷凝器，10—进液管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的一种多管式生物氧化脱硫罐，如图1和图2所示，包括立式罐体1，所述一体式立式罐体1结构进行烟气脱硫处理，整个立式罐体1分隔为硫化氢吸收区101和硫化氢处理区102两个部分，所述硫化氢吸收区101顶部设有排气管7，所述硫化氢处理区102设有用来加料的进液管，硫化氢吸收区101内设置有多管式两相接触器2，所述多管式两相接触器2包括盛放有吸收液的底罐201和设置在底罐201上部的顶罐202，所述底罐201一侧连接有进气管3，所述进气管3进入底罐201一端向下延伸至吸收液液面以下，底罐201与顶罐202之间通过设有的多根两相接触管203连通，所述顶罐202内设有用来向两相接触管203内喷淋吸收液的布液装置；硫化氢处理区102内设有填料架4和曝气装置5，立式罐体1底部设有与硫化氢处理区102连通的排料口6，硫化氢处理区102下部通过管道与底罐201底部连通，硫化氢处理区102上部通过提升泵与布液装置连通。所述的吸收液为含硫细菌的碱性水溶液，是通过将碱液、硫细菌营养液和水混合而成的溶剂，而填料架4上的微生物为主要为氧化亚铁硫杆菌的混合菌群。

本实用新型的脱硫原理及过程：首先将配好的吸收液通过进液管送到提升泵内，提升泵将吸收液注入到布液装置内，然后慢慢的通过两相接触管203滑落到底罐201中，然后将含硫天然气通入到进气管3中，然后含硫天然气进入底罐201中，因为底罐201中存储有一定量的吸收液，且吸收液淹没了进气管3端头，所以含硫天然气首先进入底罐201内的吸收液内，通过排水法先吸收反应一部分硫化氢。然后含硫天然气再向上运动进入两相接触管203中进行二次吸收反应，主反应为硫化氢在碱性环境下溶解形成HS^—，然后被吸收液吸收带走，而天然气中部分二氧化碳会在吸收液中水解，因为是碱性环境，所以主要是以碳酸根离子形式存在，而碳酸根离子也会增加硫化氢的溶解率。整个硫化氢的吸收过程完成，并随着吸收液落到底罐201底部，然后通过管道向下流动到硫化氢处理区102底部。含有硫化氢根的吸收液灌满整个硫化氢处理区102底部，使得液面上升，此时曝气装置5将外部空气注入硫化氢处理区102底部，含有大量空气的吸收液上升到填料架4位置时，便开始通过微生物进行脱硫作业。通过微生物将硫化氢根直接转化为硫磺单质，而硫磺直接沉淀到立式罐体1底部，从而通过排料口6排出，进行后续处理得到硫磺，而上部为充分溶解的空气通过硫化氢处理区102顶部的开口处排出，并通过管道排出立式罐体1。然后剩余脱硫的吸收液就通过提升泵可循环进入硫化氢吸收区101再次吸收硫化氢，增加了吸收液利用率，减少运行成本，整个脱硫过程结束。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，如图3所示，所述布液装置为中空密封结构的喷淋盘8，所述两相接触管203均垂直穿过喷淋盘8与顶罐202连通，所述喷淋盘8内的两相接触管203管壁上设有多个喷淋孔204。现在将布液装置进行限定，所述的喷淋盘8为中空封闭式结构，吸收液通过提升泵进入喷淋盘8内部，并填充满整个喷淋盘8，同时吸收液一直通过每根两相接触管203管壁上的喷淋孔204进行喷淋，所述的喷淋孔204孔径较小，吸收液在充满整个喷淋盘8后，吸收液具有一定的压力，从而在进入两相接触管203中具有一定的初速度，从而达到喷淋散射的效果，增大了液相表面积，提高了吸收效率。而所述的喷淋孔204只是一个小孔经通孔，如果为了防止通过提升泵进入喷淋盘8中的吸收液悬浮物较多堵塞喷淋孔204，可在提升泵与硫化氢处理区102连接处设有过滤装置。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述顶罐202上部还设有与顶罐202连通的冷凝器9，所述冷凝器9排出口与排气管7连通，冷凝器9的冷凝液出口通过管道与硫化氢处理区102连通。所述的冷凝器9能够干燥脱硫后的天然气，将天然气中的吸收液冷凝回流到硫化氢处理区102内循环利用。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述曝气装置5为设置在硫化氢处理区102底部的环状曝气管，所述环状曝气管通过管道与外部设有的曝气机连通。而底罐201包括通过法兰连接的罐盖和罐体，所述罐盖与两相接触管203连接。将底罐201优化为分体式结构，能够方便后续的拆解维修或者清洗。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述两相接触管203上设有两个垂直于两相接触管203的喷淋盘8，所述喷淋盘8均通过管道与提升泵连接。现在在两相接触管203上等距设有多个喷淋盘8，能够进一步提高吸收液的吸收效率。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。