多層脫硫反應塔的製作方法
2023-05-11 17:10:51 2
專利名稱：多層脫硫反應塔的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種化工技術領域的裝置，具體地說，涉及的是一種多層脫硫反 應塔。
背景技術：
煤氣中的硫化氫的脫除方法，通常有幹法和溼法兩種。溼法脫硫方法具有運 行成本低、處理能力大的優點，但設備投資高，工藝較複雜。幹法脫除煤氣中的 硫化氫具有脫硫精度高，工藝簡單，操作維護方便的優點，尤其對於煤氣量大， 硫化氫濃度低的場合比較合適。
目前，幹法脫硫通常採用固定床脫硫塔進行脫硫，脫硫塔通常採用一層固定 床結構，由於脫硫過程通常是一個放熱過程，脫硫劑經常因為熱量無法及時移走， 導致脫硫層溫度升高，容易導致脫硫劑使用效果下降，或者引起飛溫，而導致脫 硫劑失效，同時，由於固定床考慮到壓降損失的原因， 一般均為並聯操作。根據， 脫硫劑的脫硫反應特點，必然會存在接近脫硫反應塔出口處的部分脫硫劑不能充 分利用，而導致脫硫劑的使用效率下降，通常，該部分未充分利用的脫硫劑的數 量約佔整個脫硫層的20-30%，為了避免脫硫反應過程發生過熱現象，同時為了 保證脫硫劑能夠充分地利用，對脫硫反應塔的改造勢在必行。
經對現有技術的文獻檢索發現，吳聲彪等在《有色金屬》，(2003年第55巻 178-181頁)上發表的"焦爐煤氣淨化技術現狀及探討"，該文中提出乾式脫硫 工藝常見的是氧化鐵箱法。脫硫工藝簡單、設備以並聯為主，因此，目前設備型 式單一的幹法脫硫工藝，僅適用於那些煤氣含量較低的場合使用。
發明內容
本發明針對上述現有單層脫硫反應塔存在的缺點，提供一種多層脫硫反應 塔。該裝置通過接口與不同的管線連接，可以實現脫硫反應塔不同床層之間的串 聯連接，從而避免脫硫劑的死體積的產生，保證了脫硫劑的充分利用，同時，對 於容易引起飛溫的脫硫反應過程，可以在不同的脫硫層間通入冷卻介質，如氮氣等，達到消除脫硫反應塔飛溫的目的。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括單層脫硫反應塔、格柵，格 柵設置在單層脫硫反應塔內，將單層脫硫反應塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫 層，每一個脫硫層包含有脫硫層和氣體分布空間，在氣體分布空間區域內，設有 氣體的進口管和出口管，同時在脫硫反應塔的下部和上部均有進出口，在脫硫反 應塔的每個進出口均裝有閥門，兩個或多個脫硫層之間通過管線連接和閥門控制實現串聯連接。
本發明根據脫硫劑顆粒直徑的大小，確定格柵的孔隙的大小， 一般格柵的孔 隙比脫硫劑直徑約大50-150%。在格柵的上面平鋪一層不鏽鋼篩網，篩網的孔隙 直徑略大於脫硫劑的直徑。單層脫硫反應塔的分隔體積通常採用等體積分隔，也 可根據操作要求，採用不同床層高度的分隔。
為了獲得脫硫反應塔的最佳性能，必須設計合理的氣相入塔裝置及分布裝 置。本發明的氣體分布措施，可採用與氣體進口管同粗的管道彎成環形的一圈， 並且在管道的下方均勻布孔，環形圈的直徑通常為脫硫反應塔直徑的3/5-4/5。 該環形圈與待處理氣體的進口管口相連，並與脫硫塔體垂直相交。同時，為了保 證氣體能夠均勻地擴散，還需保證的兩層或兩層以上的脫硫層間保持一定的分布 空間，該分布空間通常為脫硫反應塔直徑的1/2-1/3。
在同一個脫硫反應塔內，所述兩個或多個脫硫層之間通過管線連接和閥門控 制實現串聯連接；在兩個或多個脫硫反應塔之間，通過管線連接和閥門控制實現 不同脫硫反應塔之間的脫硫層串聯連接。
在同一個脫硫反應塔中，可以實現兩層或多層脫硫層的串聯操作，也可單純 使用一層脫硫層進行操作。這樣操作的主要目的，可根據工藝要求，調控脫硫反 應塔壓力降大小，或者，由於脫硫塔反應溫度過高，通過氣體分布區域的管線補 充冷激氣體，達到調控脫硫反應溫度的目的。
由於脫硫反應塔始終存在著死體積，死體積的存在不僅增加了脫硫劑的損 耗，提高了運行成本，同時增加了脫硫劑的更換頻率。通常，為了消除死體積， 可以將脫硫反應塔使用一段時間和備用塔串聯使用，可以達到消除死體積的目 的。但該種方法往往會使床層壓降大幅上升，影響脫硫反應過程順利進行。本發 明通過將脫硫反應塔進行分層，在不同層之間通過閥門控制，可實現兩個或多個 脫硫層之間的串聯操作。即如果脫硫塔的某一層存在死體積的時候，可以將該層脫硫層通過閥門控制實現與同一塔的不同脫硫層或不同塔的脫硫層進行串聯操 作，實現消除脫硫塔死體積的目的。對於存在死體積的脫硫層，可根據系統的壓 降要求，串聯一層或多層脫硫層。這樣，既保證了系統壓降符合工藝要求，同時， 達到消除死體積的目的。
本發明可用於天然氣、人工合成煤氣、高爐發生器、液化石油氣、等行業脫 除硫化氫氣體。
圖1為本發明的多層脫硫反應塔的整體結構示意圖中l為脫硫原料氣進口； 2為單層脫硫反應塔筒體；3為格柵，多孔結 構；4為分層的脫硫層；5為原料氣體分布空間或出口氣體收集空間；6為原料 氣進口，在每層的氣體分布空間均留有氣體進口和出口； 7為脫硫反應塔上封頭；8為處理氣體出口； 9為脫硫劑卸出口； 10為脫硫劑加入口； ll為氣體分布環形 圈。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護 範圍不限於下述的實施例。
實施例1:
本實施例中單層脫硫反應塔筒體2通過格柵3將單層脫硫反應塔分成三個脫硫單元，每一個脫硫單元包含脫硫層4和氣體分布空間5。如圖1所示，脫硫反應塔頂部為脫硫反應塔上封頭7;其中脫硫劑通過加入口 10加入至每個脫硫層4;並且通過脫硫劑卸出口 9卸出飽和的脫硫劑。格柵3的孔徑為脫硫劑孔徑的150%， 在每個氣體進口 6處設置氣體分布的環形圈11，環形圈11的直徑為單層脫硫反 應塔直徑的3/5。氣體分布空間5取單層脫硫反應塔直徑的1/2。在每一單元的 氣體分布空間5安裝了多個接口，通過閥門控制，實現多層之間的串聯操作。
如果要實現同一脫硫反應塔的每兩個脫硫層4串聯，具體操作過程如下①、 打開脫硫原料氣進口l;②、關閉一層和二層之間的出口氣體收集空間5上面的 原料氣進口 6的閥門和處理氣體出口 8的閥門；③、打開二層氣體分布空間內的處理氣體出口8的閥門； 、如果在脫硫過程中，防止溫度過高，需補充冷激氣
體時，可打開一層和二層之間的氣體進口6的閥門補充冷激氣體，可達到降低反
應溫度的目的。
實施例2:
脫硫塔結構如圖l所示，脫硫塔條件同實施例l。
為了實現同一脫硫塔的二層和三層的串聯操作，閥門控制如下①、打開第 二層原料氣進口 6的閥門，同時關閉第一層原料氣進口 1的閥門；②、關閉二層 和三層之間的出口氣體收集空間5上的原料氣進口 6的閥門和處理氣體出口 8的 閥門；③、打開三層出口氣體收集空間5上的處理氣體出口 8的閥門。
對於兩層串聯的脫硫塔，則下一層脫硫劑的死體積可以完全消除，相應提高 脫硫劑的利用率。
實施例3:
脫硫塔結構如圖l所示，其中兩個脫硫反應塔分成二個脫硫單元。
在不同脫硫反應塔之間可實現兩個或多個脫硫單元的串聯。串聯操作的主要 目的， 一方面可以消除某一個脫硫單元存在的死體積，另一方面，通過串聯脫硫 單元的多少，可有效地保證脫硫系統的壓力降符合工藝要求。
每個脫硫反應塔筒體2採用格柵3分為兩個脫硫單元，格柵3的孔徑為脫硫 劑孔徑的100%，在每個氣體進口處設置氣體分布的環形圈11，環形圈11的直徑 為脫硫塔直徑的4/5。氣體分布空間5取脫硫反應塔直徑的1/3。如將一個脫硫 塔的下面一個脫硫單元與另外一個脫硫塔的上面一個脫硫單元進行串聯，具體的 操作過程如下
原料氣體直接從第一塔的底部脫硫原料氣進口 1進入下面脫硫單元的氣體 分布空間中，經過該單元脫硫層4後，氣體從該脫硫塔的第一層和第二層之間的 處理氣體出口 8，進入另一脫硫塔第一層和第二層之間的原料氣進口 6。氣體通 過第二層脫硫層4後，經過處理氣體出口 8完成脫硫過程。對於兩個脫硫塔的串 聯，則第一個脫硫塔的脫硫劑死體積可以完全消除，從而提高脫硫劑的利用率。
脫硫單元串聯的個數，可根據脫硫系統的壓降要求，靈活增減，操作簡單易行。
實施例4:
脫硫塔結構如圖l所示，其中兩個脫硫反應塔分成二個脫硫單元。
每個單層脫硫反應塔筒體2採用格柵3分為兩個脫硫單元，格柵3的孔徑為 脫硫劑孔徑的100%，在每個氣體進口處設置氣體分布的環形圈，環形圈的直徑 為脫硫塔直徑的4/5。氣體分布空間取脫硫反應塔直徑的1/3。如將一個脫硫塔 的上面一個脫硫單元與另外一個脫硫塔的下面一個脫硫單元進行串聯，具體的操 作過程如下
原料氣體直接從第一塔的第一和第二脫硫單元之間的分布空間5中的原料 氣進口 6進入上部脫硫層4，經過該單元脫硫層4後，氣體從該脫硫塔的頂部處 理氣體出口 8，進入另一脫硫塔的底部原料氣進口 1進入第二個塔的下部氣體分 布空間5中，通過第二個脫硫塔的第一層脫硫層4後，經過第一層和第二層之間 的出口氣體收集空間5上的處理氣體出口8，完成脫硫過程。對於兩個脫硫塔的 串聯，則第一個脫硫塔的脫硫劑死體積可以完全消除，保證了第一個塔的脫硫劑 100%的使用，而且系統的總壓降不會升高。
權利要求
1、一種多層脫硫反應塔，其特徵在於，包括單層脫硫反應塔、格柵，格柵設置在單層脫硫反應塔內，將單層脫硫反應塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫層，每一個脫硫層包含有脫硫層和氣體分布空間，在氣體分布空間區域內，設有氣體的進口管和出口管，同時在脫硫反應塔的下部和上部均有進出口，在脫硫反應塔的每個進出口均裝有閥門，兩個或多個脫硫層之間通過管線連接和閥門控制實現串聯連接。
2、 根據權利要求1所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，所述的格柵，其孔 隙比脫硫劑直徑大50-150%，格柵的上面平鋪一層不鏽鋼篩網，篩網的孔隙直徑 大於脫硫劑的直徑。
3、 根據權利要求1所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，所述的氣體分布空 間，其中設有用於分布氣體的環形圈，該環形圈為與氣體進口管同粗的管道彎成 環形形成，並且在管道的下方均勻布孔，環形圈的直徑為脫硫反應塔直徑的 3/5-4/5。
4、 根據權利要求3所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，所述的環形圈與待 處理氣體的進口管口相連，並與脫硫塔體垂直相交。
5、 根據權利要求1所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，所述的兩層或兩層 以上的脫硫層，它們之間保持一定的分布空間，該分布空間為脫硫反應塔直徑的 1/2-1/3。
6、 根據權利要求1所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，在同一個脫硫反應 塔內，所述兩個或多個脫硫層之間通過管線連接和閥門控制實現串聯連接。
7、 根據權利要求1所述的多層脫硫反應塔，其特徵是，在兩個或多個脫硫 反應塔之間，通過管線連接和閥門控制實現不同脫硫反應塔之間的脫硫層串聯連 接。
全文摘要
本發明公開一種環境工程領域的多層脫硫反應塔，包括單層脫硫反應塔、格柵，格柵設置在單層脫硫反應塔內，將單層脫硫反應塔分隔成兩層或兩層以上的脫硫層，每一個脫硫層包含有脫硫層和氣體分布空間，在氣體分布空間區域內，設有氣體的進口管和出口管，同時在脫硫反應塔的下部和上部均有進出口，在脫硫反應塔的每個進出口均裝有閥門，兩個或多個脫硫層之間通過管線連接和閥門控制實現串聯連接。本發明通過閥門的切換，實現不同脫硫層在同一個脫硫塔中的串聯操作，以及與不同脫硫反應塔中的串聯操作，本發明可靈活控制脫硫系統的壓力降，同時，通過串聯，消除了脫硫劑的死體積的存在。
文檔編號C10K1/22GK101343572SQ200810042159
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者姚維新, 孫同華, 彭丹祺, 楊來福, 賈金平 申請人:上海交通大學