一種頂噴自吸式再生塔的製作方法

2023-10-18 15:06:09 1

專利名稱：一種頂噴自吸式再生塔的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣體脫硫工藝裝置，具體涉及一種頂噴自吸式再生塔。
背景技術：
氣體的溼式催化氧化法脫硫脫氰工藝必需包含硫化氫吸收塔和脫硫循環液氧化再生塔。目前，國內煤化工行業的脫硫脫氰工藝裝置有三種類型。第一種類型是傳統的兩塔式裝置，是一個脫硫吸收塔和一個溶液再生高塔，再生塔比脫硫塔高15 18m，再生塔頂設有溶液放大部和硫泡分離放大部。塔頂分離出的溶液經過液位調節器，利用高位壓差自流到脫硫吸收塔頂部的溶液分配管上，噴淋塔內填料洗滌煤氣。從脫硫吸收塔流下的脫硫富液經過液封槽、反應槽，最後用溶液循環泵以5 6MPa 壓力壓入再生塔底部與壓縮空氣混合，氣液自下而上進到塔頂放大部完成氣泡分離和溶液分離，溶液經液位調節器流入脫硫塔循環脫硫，硫泡從放大部引出。高塔再生反應在塔底局部區域發生，由於液柱壓力原因，使氣液上行時兩相很難形成分散相，因而兩相接觸反應效果差。溶液與氣泡分離只有在塔頂放大部進行，分離時間只有幾分鐘。另外，由於操作氣液比調節失衡易造成塔頂冒泡事故。第二種類型的是槽式再生的一塔一槽式裝置，是脫硫溶液用槽式再生代替高塔再生，用自吸噴射再生器代替壓縮空氣。除了配置富液再生泵外，還增加貧液循環泵。再生槽高7 Sm，槽體最大直徑是脫硫塔直徑的I. 4倍，相當於再生塔頂部放大部，或者說是取消再生塔的筒體支撐部保留塔頂放大部。再生槽頂部插入自吸式噴射再生器，其底端距槽底 600 1000mm。富液泵7以O. 30 O. 35MPa壓力將脫硫富液B壓入噴射再生器與吸入的空氣混合，在再生器的短時間內完成再生反應。從再生器噴出的反應液與氣泡充分分散，在上升過程中氣浮出硫泡，硫泡漫入上層的集泡堰導出槽外。溶液經液位調節器流出槽外導入貧液槽。其工藝優點是利用自吸式噴射再生器，空氣與溶液充分混合，再生反應，其缺點是溶液與硫泡分離時間不夠充分，溶液中懸浮硫含量偏高。另外，再生槽標高低再生廢氣排放汙染環境，特別採用氨作鹼源時，放散氣含氨使環境惡化。第三種類型是一塔式裝置，一塔分成兩段，上段為溶液再生槽，下段為脫硫塔，兩段之間用球面鋼板隔斷，是脫硫塔和再生槽合而為一，將再生槽安置在脫硫塔頂上，其目的是省去貧液泵和減少一個塔基礎位置。另外在脫硫塔底溶液槽內設置隔板式液封，省去液封槽和循環槽。溶液循環泵直接抽吸塔底溶液並壓入塔頂各個噴射再生器，反應後溶液在再生槽內分離出硫泡，溶液經設在槽內的液位調節器和槽外的連通管自流入下段的脫硫塔頂各噴嘴噴淋填料。煤氣從塔底進入，至塔頂出塔。上行通過3 4層填料與下行的脫硫溶液對流，硫化氫被吸收。流入塔底的溶液經過液封隔離煤氣進入塔底溶液槽。因此，一塔式裝置優點是系統平面布置簡潔整齊，佔地減小，一個系統配置一臺循環液泵。但是由於將兩個根本獨立的設備疊加在一個塔位上，需要提高脫硫塔體對再生槽操作總重量的支撐強度，增加了整塔高度和重量，整塔高度為45 47m，其中再生槽高度為6 7m，脫硫塔高度為34m。富液再生泵壓力要求大於75 80m。因此，泵後壓力大小直接影響到噴射再生器的再生反應效果，再生槽的缺點被保留下來。技術關鍵是溶液與硫泡分離時間不夠充分，脫硫吸收反應時間也不夠充分，因而溶液懸浮硫多，循環溶液不清晰，噴嘴和填料易堵塞。以上三種所述的脫硫液再生設備，共同的缺點是硫泡與溶液分離時間不充分，溶液界面不清晰，反應時間短。再生塔的缺點是空氣和溶液壓入塔底預混器後，氣液兩相從塔底到塔頂放大部因為液柱壓力作用不能維持良好的分散，更容易形成連續相，因此實際氧化反應區域很小。硫泡和溶液進入塔頂放大部後，無論是槽式或塔式裝置都顯出分離時間不充分的缺點。

發明內容
發明目的針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種頂噴自吸式再生塔，以實現將脫硫塔洗滌吸收後的富溶液在再生塔內氧化，使催化劑由還原態轉化成氧化態，並且將吸收的硫化氫離子氧化，形成單質硫以硫泡方式從溶液中分離出來，使脫硫富液轉變成貧液，恢復脫硫溶液對硫化氫的循環吸收能力。技術方案為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下
一種頂噴自吸式再生塔，包括塔體和自吸式噴射再生器；在塔體內設置泡沫分離器和集泡堰；所述的集泡堰設在泡沫分離器與塔頂之間；所述的自吸式噴射再生器插入塔體內，使自吸式噴射再生器的溶液出口處於泡沫分離器與塔底之間；在集泡堰與塔頂之間的塔體上設有硫泡導出管；在塔頂上設有再生廢氣排出管；所述的自吸式噴射再生器的溶液出口與溶液導出管相連。所述的泡沫分離器包括漏鬥形狀的錐殼，在錐殼內設有若干個直徑不相同的同心套錐，在同心套錐之間留有泡沫通道。所述的自吸式噴射再生器設在塔的頂部、側面或底部。所述的集泡堰設在塔體的內壁上，形狀呈錐臺，底部直徑大、上部直徑小。所述的溶液導出管為「 π 」形管。在所述的再生廢氣排出管內以及塔頂上均設有用於洗淨廢氣和消泡的噴頭。本發明的頂噴自吸式再生塔不同於目前的再生槽和一塔式再生槽，本發明的再生裝置是一種塔式裝置，流體流動時間比槽式長一倍以上。泡沫分離採用泡沫分離器，而槽式再生是依靠溶液進入放大部後降低流速，隨著時間的延長，泡沫分離器的分離效率提高，而槽式放大部由分離轉換成沉降反而增加脫硫液中單質硫的夾帶量。有益效果與現有的技術相比，本發明的優點包括設備材料消耗較少，運行動力費用較低，脫硫操作穩定易調控，脫硫效率高，副反應生成鹽較緩慢。(I)本發明的再生塔裝置材料重量與再生槽材料重量相當，是高塔再生裝置的一半。一塔式脫硫裝置由於將再生槽置於脫硫塔塔頂之上而使塔壁厚度必須補強，又因整塔重量和操作重量增加而必然增加基礎土方量和基建材料消耗量，相比較本發明的脫硫裝置比一塔式脫硫裝置鋼材消耗量減少20 30%。(2)採用本發明的帶有泡沫分離器的頂噴自吸再生塔的脫硫裝置，脫硫循環液中含懸浮硫量小於10mg/L。硫氰酸銨含量為120 160mg/L，硫代硫酸銨50 100mg/L。一般煤氣組成情況下，一級脫硫後煤氣含硫化氫量小於100mg/m3。說明溶液活性高，脫硫效率高，脫氰效率高，成鹽副反應緩慢。
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(3)與高塔再生裝置相比較，運行動力消耗低。循環泵壓力減小一半，並且省去專用空氣壓縮機，動力電耗減少54%以上。具有很好的實用性，能夠產生很好的經濟效益和社會效應。


圖I是頂噴自吸式再生塔的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明。如圖I所示，頂噴自吸式再生塔的塔體I外形是圓筒形，在塔體I內設置泡沫分離器2 ;在泡沫分離器2至塔頂之間的塔體I內設置集泡堰3，在泡沫分離器2至塔頂之間的塔體I上設硫泡導出管5 ;在塔上設有自吸式噴射再生器4，自吸式噴射再生器4下端的溶液出口處於泡沫分離器2與塔底之間，自吸式噴射再生器的溶液出口與溶液導出管7相連， 溶液導出管7為「Π」形管。在塔頂設有再生廢氣排出管6，在再生廢氣排出管6內以及塔頂上均設有用於洗淨廢氣和消泡的噴頭。泡沫分離器2包括呈漏鬥形錐殼，在錐殼內設有若干個直徑不相同的同心套錐， 套錐數量可以為f 10個或更多個，在同心套錐之間留有泡沫通道，通道的寬度由溶液流量和流速決定。各層錐體內的溶液流速不同，內層套錐的溶液和泡沫下降到泡沫通道平面時泡沫迅速進入通道流入外一層套錐，經過逐層分離最終泡沫向上進入硫泡層，溶液向下流入錐底導液管。其工作原理是，對於定態流動且密度穩定的流體，在通過流管時其流速與流管截面積成反比，兩種不同密度互不相溶的介質在垂直向下流動時輕重兩種介質更容易分離。隨著壓力梯度增加，泡沫狀的輕介質更容易與溶液重介質朝相背方向分離。本發明的塔泡沫分離器沿錐體向下時，錐體截面積減小，液壓增加，溶液向下流動硫泡向上集合，在到達兩錐相套的界面處硫泡受液壓作用而迅速從兩錐體的間隙旁路返回泡沫分離器頂面的硫泡層。向下流動的脫硫貧液逐層分出硫泡而變得清晰。漏鬥與導液管連接將溶液從塔下部引出流入貧液槽。集泡堰3設置在泡沫分離器2到塔頂部之間的內壁上，呈錐臺形，底部直徑大、上部直徑小，泡沫從下向上湧流時泡沫厚度增加，溢入集泡堰的硫泡帶液量少，即使泡沫產量很少的情況也能使泡沫集中和溢入集泡堰，泡沫流動截面積下大上小，有利泡沫的集中和減小硫泡帶液量，與目前採用的槽式、高塔式、一塔式均不同，它們採用的集泡方式都是在放大部的外側再增設一個擴大部作為硫泡堰，依靠液位調節器調節放大部的液位高度使硫泡溢出放大部流入硫泡堰，這種方式泡沫層薄，溢流入硫泡堰的硫泡帶液量多，液位調節操作較難。而本發明的集泡堰3使泡沫向中央集合，泡沫厚，在相同泡沫產量條件下，本發明的集泡堰更穩定更容易分離出泡沫，而且可以省去設置塔內液位調節器。自吸式噴射再生器4可以安裝在塔頂、塔體側面或塔底，確保自吸式噴射再生器4 下端的溶液出口處於泡沫分離器2與塔底之間。再生噴射氣液混合物衝至塔底然後反向以分散的氣泡與溶液向上流過泡沫分離器外壁上升至分離層，溶液下降流入泡沫分離器逐層分離夾帶的硫泡，最終將泡沫與溶液清晰分離。本發明的頂噴自吸式再生塔不同於目前的再生槽和一塔式再生槽，本發明的再生裝置是一種塔式裝置，流體流動時間比槽式長一倍以上。泡沫分離採用泡沫分離器，而槽式再生是依靠溶液進入放大部後降低流速，隨著時間的延長，泡沫分離器的分離效率提高，而槽式放大部由分離轉換成沉降反而增加脫硫液中單質硫的夾帶量。
權利要求
1.一種頂噴自吸式再生塔，其特徵在於包括塔體(I)和自吸式噴射再生器(4);在塔體(I)內設置泡沫分離器(2)和集泡堰(3);所述的集泡堰(3)設在泡沫分離器(2)與塔頂之間；所述的自吸式噴射再生器(4)插入塔體(I)內，使自吸式噴射再生器(4)的溶液出口處於泡沫分離器(2)與塔底之間；在集泡堰(3)與塔頂之間的塔體(I)上設有硫泡導出管(5);在塔頂上設有再生廢氣排出管(6);所述的自吸式噴射再生器(4)的溶液出口與溶液導出管(7)相連。
2.根據權利要求I所述的頂噴自吸式再生塔，其特徵在於所述的泡沫分離器(2)包括漏鬥形狀的錐殼，在錐殼內設有若干個直徑不相同的同心套錐，在同心套錐之間留有泡沫通道。
3.根據權利要求I所述的頂噴自吸式再生塔，其特徵在於所述的自吸式噴射再生器(4)設在塔的頂部、側面或底部。
4.根據權利要求I所述的頂噴自吸式再生塔，其特徵在於所述的集泡堰設在塔體(I) 的內壁上，形狀呈錐臺，底部直徑大、上部直徑小。
5.根據權利要求I所述的頂噴自吸式再生塔，其特徵在於所述的溶液導出管(7)為 「Π」形管。
6.根據權利要求I所述的頂噴自吸式再生塔，其特徵在於在所述的再生廢氣排出管(6)內以及塔頂上均設有用於洗淨廢氣和消泡的噴頭。
全文摘要
本發明公開了一種頂噴自吸式再生塔，包括塔體和自吸式噴射再生器；在塔體內設置泡沫分離器和集泡堰；所述的集泡堰設在泡沫分離器與塔頂之間；所述的自吸式噴射再生器插入塔體內，使自吸式噴射再生器的溶液出口處於泡沫分離器與塔底之間；在集泡堰與塔頂之間的塔體上設有硫泡導出管；在塔頂上設有再生廢氣排出管；所述的自吸式噴射再生器的溶液出口與溶液導出管相連。該設備材料消耗較少，比一塔式脫硫裝置鋼材消耗量減少20～30%；與高塔再生裝置相比較，運行動力消耗低，循環泵壓力減小一半，並且省去專用空氣壓縮機，運行動力費用較低，脫硫操作穩定易調控，脫硫效率高，副反應生成鹽較緩慢。
文檔編號C10K1/08GK102604688SQ201210085339
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者劉家林, 崔平, 張巨水, 張超群, 袁長勝 申請人:江蘇中顯集團有限公司