焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置，提供了一种焦炉煤气硫化氢气体回收方法，该方法流程为：经除油罐除油后的焦炉煤气和加热后的强碱性吸附液同时进入一级或多级旋流喷射吸附器；一级或多级旋流喷射吸附器中吸收了硫化氢的吸附液至循环液槽，经循环液槽盘管加热后用溶液循环泵抽送至脱附、再生一体化装置；脱附、再生一体化装置中利用金属离子催化剂氧化脱附出单质硫，并对其进行分离回收；多酚物质与空气中氧生成醌，醌将脱附、再生一体化装置中被还原的金属离子催化剂氧化复活，使其恢复氧化脱硫能力，完成吸附—脱硫—再生的循环。本发明还提供了焦炉煤气硫化氢气体回收的相关装置。
【专利说明】
焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置
技术领域
[0001]本发明属于能源与环保领域，涉及一种焦炉煤气硫化氢气体的回收方法，适用于焦炉煤气硫化氢气体回收过程。具体地说，本发明提供了焦炉煤气硫化氢气体的回收方法及装置。
【背景技术】
[0002]H2S是一种无色刺激性气体，具有强烈的臭鸡蛋气味，极性分子，相对分子质量为34.08，嗅觉阈值约为0.00041??111，相对密度为1.19(空气密度为1)，熔点为-85.5°(:，沸点为-60.4°C，易溶于水和乙醇。
[0003]焦炉煤气回收净化后不仅可以作为民用和工业燃气使用，而且还可以用来发电和生产甲醇、合成氨、二甲醚、尿素、海绵铁等化工产品。焦炉煤气中H2S含量一般在2?6 g/m3(因煤含硫量高低而异)，脱硫是焦炉煤气净化中重要的一个环节。常用的焦炉煤气脱硫方法是湿式氧化法，其基本原理是利用氨水或碳酸钠碱液吸收焦炉煤气中的1125，再将离子态的硫(HS-)氧化为单质硫，碱液也随之得到再生。常用的方法有栲胶法、PDS法、ADA法、888法、配合铁法等。湿式氧化法的优点在于脱硫范围宽、脱硫精度高、操作范围广、脱硫剂便于运输、容易再生、能回收硫资源，其缺点是脱硫液硫容小、液体循环量大、电力消耗高、脱硫填料塔传质效果较差、填料易堵塞等。焦炉煤气中的酸性组分主要是H2S和C02，通常CO2的体积分数约1.0%?2.5%，在湿式氧化法脱硫过程中，碱液在吸收H2S的同时，势必会吸收一定量的CO2，从而造成脱硫液循环量大，能耗高。寻求一种快速高效的H2S脱除工艺与设备，强化碱液对H2S的吸收，减小气液接触时间，抑制碱液对C02的吸收，对于焦炉煤气脱硫意义重大。
[0004]国内大多采用塔式设备脱除焦炉煤气中的硫化氢，如中国专利201210412620.7公开了单塔脱除煤气中硫化氢的系统，中国专利201510263677.9公开了脱硫塔串联脱除煤气中硫化氢等。但采用塔式设备进行硫回收脱硫效率不显著、方法复杂、占地面积大、投资高、附带设备较多。如前述，目前未见到采用多级旋流器进行焦炉煤气硫化氢回收的研究报道。
[0005]因此，本石油化工与环保领域迫切需要开发一种能够降低成本，简化系统，
同时提高效果的焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种新的焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置，克服了现有方法与装置存在的不足。
[0008]一种焦炉煤气硫化氢气体回收方法，其特征在于:
(I)喷淋脱硫:经除油罐除油后的焦炉煤气进入一级或多级旋流喷射吸附器，同时加热后温度为30?80°C的强碱液作为硫化氢吸附液经栗也进入一级或多级旋流喷射吸附器;焦炉煤气从吸附器顶部入口切向进入，强碱性吸附液从吸附器侧壁小孔喷入;径向喷入的流线型吸附液被切向高速旋转的焦炉煤气持续切割，形成无数吸附液雾滴;经吸收后富含硫化物的吸附液从吸附器底部流出，流入循环液槽，净化后气体从吸附器顶部流出；
(2)脱附、再生单元:经喷淋脱硫的富含硫化物的吸附液经循环液槽盘管加热后用溶液循环栗抽送至脱附、再生一体化装置中部，空气同时由底部进入脱附、再生一体化装置;脱附、再生一体化装置中利用金属离子催化剂脱附出单质硫，金属离子催化剂被还原，产物硫从脱附反应器顶部离开，送入后续设备，分离回收;脱附、再生一体化装置中多酚物质与空气中氧气结合生成醌，醌将金属离子催化剂氧化复活，恢复氧化脱硫能力，完成方法的脱硫一再生循环。
[0009]优选的，步骤(I)中所述的多级旋流喷射吸附器为2?5级。
[0010]优选的，步骤(I)中所述的单级旋流喷射吸附器操作压降为I?5kpa。
[0011 ]优选的，步骤(I)中所述的旋流喷射吸附器侧壁小孔直径为0.5?5_。
[0012]优选的，步骤(2)中所述的金属离子催化剂有效硫容可达0.80g/L以上，脱硫后H2S含量可达5mg/Nm3以下。
[0013]优选的，步骤(2)中所述的金属离子催化剂可循环使用。
[0014]优选的，步骤(2)中所述的金属离子催化剂中含有离子型表面活性物质，可以降低溶液的表面张力，使单质硫易富集，易析出。
[0015]本发明所述的方法适用于适用于焦炉煤气工况。
[0016]另一方面，本发明提供了一种焦炉煤气硫化氢气体回收方法采用的装置。该装置包括:
单级或多级旋流喷射吸附器，该喷射吸附器的上部设有经除油罐除油后的焦炉煤气的入口、强碱性吸附液的入口 ；该喷射吸附器的底部与收集吸附液的循环液槽管路连接;该喷射吸附器的顶部设有净化后气体出口 ；
以及与循环液槽管路连接用于脱附单质硫并回收的脱附、再生一体化装置。
[0017]进一步的，所述经除油罐除油后的焦炉煤气从吸附器顶部的入口是切向进入。
[0018]进一步的，所述强碱性吸附液的入口是从吸附器侧壁小孔喷入。
[0019]本发明的方法特点如下:
(I)采用旋流喷射吸附器多级串联和并联，有效提高去除硫化氢效果，增加硫化氢气体处理量。
[0020](2)金属离子催化剂脱硫效率高，再生完全，可长期循环使用。
[0021](3)金属离子催化剂中含有离子型表面活性物质，可以降低溶液的表面张力，使单质硫易富集，易析出。
[0022](4)该方法适用于焦炉煤气工况。
[0023]本发明的装置特点如下:
单级旋流喷射吸附器的脱硫吸附效率在99%以上。
[0024]该装置易集成，除油罐、旋流喷射吸附器、脱附、再生一体化装置直径小，减少了装置的总占地面积和总投资。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的单级旋流喷射吸附器方法流程图。
[0026]图2是本发明的多级旋流喷射吸附器方法流程图。
[0027]图3是本发明的旋流喷射吸附器内壁喷射示意图。
[0028]符号说明:
I强碱性吸附液储罐;2强碱性吸附液输送栗;3旋流喷射吸附器;4循环液槽;5循环栗;6脱附、再生一体化装置;7空气储罐;8除油罐;9 二级旋流喷射吸附器。
【具体实施方式】
[0029]本发明的技术构思如下:
如图2所示，炼化工厂排放的焦炉煤气进入单级或多级旋流喷射吸附器3和9，同时储罐I中强碱性吸附液由输送栗2输送至旋流喷射吸附器3和9中，3中去除硫化氢后的气体进入多级旋流喷射吸附器9净化;旋流喷射吸附器3和9中含硫化物吸附液进入循环液槽4，经循环液槽4加热后由循环栗5输送至脱附、再生一体化装置6中；储罐7中空气也进入脱附、再生一体化装置6，6产生的硫磺单质输送至后续设备进行回收处理，6中多酚物质与空气中氧生成醌，醌将脱附、再生一体化装置中被还原的金属离子催化剂氧化复活，使其恢复氧化脱硫能力，完成吸附一脱硫一再生的循环。
[0030]在本发明的第一方面，提供了一种焦炉煤气硫化氢气体的回收方法，该方法包括: 焦炉煤气进入一级或多级旋流喷射吸附器，同时加热后温度30?80°C的强碱液作为硫化氢吸附液经栗也进入一级或多级旋流喷射吸附器，硫化氢气体从吸附器顶部入口切向进入，强碱性吸附液从吸附器侧壁小孔喷入;径向喷入的流线型吸附液被切向高速旋转的硫化氢气体持续切割，形成无数吸附液雾滴;经吸收后富含硫化物的吸附液从吸附器底部流出，流入循环液槽，净化后气体从吸附器顶部流出；
富含硫化物的吸附液经循环液槽盘管加热后用溶液循环栗抽送至脱附、再生一体化装置中部，同时空气由底部进入。脱附、再生一体化装置中利用金属离子催化剂脱附出单质硫，金属离子催化剂被还原，产物硫从脱附反应器顶部离开，送入后续设备，分离回收;脱附、再生一体化装置中多酚物质与空气中氧气结合生成醌，醌将金属离子催化剂氧化复活，恢复氧化脱硫能力完成方法的脱硫一再生循环。
[0031 ]在本发明中，焦炉煤气和强碱性吸附液自身的流动形成离心场与压力梯度场，依靠离心场和压力梯度场进行旋流吸附。
[0032]在本发明中，多级旋流喷射吸附器进行串联或并联，可提高去除硫化氢效果，增加硫化氢处理量。
[0033]在本发明中，循环液槽既是加热装置，也是混合装置。
[0034]在本发明中，脱附、再生一体化装置中金属离子催化剂溶液从顶部喷淋，富含硫化物吸附液从底部逆流而上，充分接触反应。
[0035]在本发明的第二方面，提供了一种焦炉煤气硫化氢气体的回收装置，该装置包括: 单级或多级旋流喷射吸附器，用于吸附焦炉煤气中硫化氢；
与旋流喷射吸附器连接的循环液槽，用于加热流入其中的液体；
与循环液槽连接的脱附、再生一体化装置，用于脱附单质硫并回收，金属离子催化剂再生；
在本发明中，单级旋流喷射吸附器的脱硫吸附效率在99%以上。
[0036]多级旋流喷射吸附器可集成，脱附、再生一体化装置直径小，减少了装置总占地面积和总投资。
[0037]本发明方法和装置的优点在于:
采用旋流喷射吸附器多级串联或并联，有效提高去除硫化氢效果;金属离子催化剂脱硫效率高，再生完全，可循环使用；金属离子催化剂中含有离子型表面活性物质，可以降低溶液的表面张力，使单质硫易富集，易析出；该方法适用于焦炉煤气工况;该装置易集成，旋流喷射吸附器、脱附、再生一体化装置直径小，减少了装置的总占地面积和总投资。
[0038]以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明进一步说明，实施例并不限制本发明的范围。
[0039]实施例1:
单级旋流喷射吸附器100000 Nm3/h焦炉煤气脱硫。
[0040]高硫焦炉煤气组成如下v%:CO: 7%，H2:56%，CO2:3%，N2:5%，CH4: 25%，CnHm: 2.5%，O2:0.5%，H2S:15g/Nm3o
[0041]技术效果:该焦炉煤气流量大，含硫量较高，采用该新型焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置，使单级旋流喷射吸附器出来的硫化氢浓度降至1.5g/Nm3以下，效率为90%以上，制成副广品硫横100kg/h，大大提尚了硫化氣回收效果与处理量。
[0042]实施例2:
多级旋流喷射吸附器100000 Nm3/h焦炉煤气脱硫。
[0043]高硫焦炉煤气组成如下v%:CO: 7%，H2:56%，CO2:3%，N2:5%，CH4: 25%，CnHm: 2.5%，O2:0.5%，H2S:15g/Nm3o
[0044]技术效果:该焦炉煤气流量大，含硫量较高，采用该新型焦炉煤气硫化氢气体回收方法与装置，多级串联，使第一级旋流喷射吸附器出来的硫化氢浓度降至100mg/Nm3以下，第二级旋流喷射吸附器出来的硫化氢浓度降至30mg/Nm3以下，总体效率为99.8%，制成副产品硫磺1500kg/h，大大提高了硫化氢回收效果与处理量。采用可再生循环的金属离子催化剂，使硫磺单质回收率极大提高。和其他方法及装置相比，本发明的方法及装置简化了系统，节省了成本，能产生极大的经济效益。
[0045]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种焦炉煤气硫化氢气体回收方法，其特征在于: (1)喷淋脱硫:经除油罐除油后的焦炉煤气进入一级或多级旋流喷射吸附器，同时加热后温度为30?80°C的强碱液作为硫化氢吸附液经栗也进入一级或多级旋流喷射吸附器;焦炉煤气从吸附器顶部入口切向进入，强碱性吸附液从吸附器侧壁小孔喷入;径向喷入的流线型吸附液被切向高速旋转的焦炉煤气持续切割，形成无数吸附液雾滴;经吸收后富含硫化物的吸附液从吸附器底部流出，流入循环液槽，净化后气体从吸附器顶部流出； (2)脱附、再生单元:经喷淋脱硫后富含硫化物的吸附液经循环液槽盘管加热后用溶液循环栗抽送至脱附、再生一体化装置中部，空气同时由底部进入脱附、再生一体化装置;脱附、再生一体化装置中利用金属离子催化剂脱附出单质硫，金属离子催化剂被还原，产物硫从脱附反应器顶部离开，送入后续设备，分离回收;脱附、再生一体化装置中多酚物质与空气中氧气结合生成醌，醌将金属离子催化剂氧化复活，恢复氧化脱硫能力，完成方法的脱硫一再生循环。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的多级旋流喷射吸附器为2?5级。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的单级旋流喷射吸附器操作压降为I?5kpa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的旋流喷射吸附器侧壁小孔直径为0.5?5mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的金属离子催化剂有效硫容可达0.80g/L以上，脱硫后H2S含量可达5mg/Nm3以下。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的金属离子催化剂可循环使用。7.如权利要求1所述一种焦炉煤气硫化氢气体回收方法采用的装置，该装置包括: 单级或多级旋流喷射吸附器，该喷射吸附器的上部设有经除油罐除油后的焦炉煤气的入口、强碱性吸附液的入口 ；该喷射吸附器的底部与收集吸附液的循环液槽管路连接;该喷射吸附器的顶部设有净化后气体出口 ； 以及与循环液槽管路连接用于脱附单质硫并回收的脱附、再生一体化装置。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述经除油罐除油后的焦炉煤气从吸附器顶部的入口是切向进入。9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述强碱性吸附液的入口是从吸附器侧壁小孔喷入。
【文档编号】C01B17/04GK106047424SQ201610494585
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】王依谋, 马良, 张革松, 刘安林, 李兵, 贾虹, 何梦雅
【申请人】华东理工大学, 上海浙容化工科技有限公司