一種含硫氣體脫硫用旋流反應分離一體化系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種含硫氣體脫硫用旋流反應分離一體化系統(tǒng)及工藝，屬于氣體脫硫凈化工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]胺法脫硫工藝是含硫氣體脫硫中應用最廣泛的一種，傳統(tǒng)胺法脫硫吸收塔多采用板式塔或填料塔，這兩種塔結(jié)構(gòu)裝置總高度往往在數(shù)十米以上，占用空間和設(shè)備初始投資都較大，且檢修維護不方便，氣體經(jīng)過塔體的壓降也較大。為增加氣液兩相間溶質(zhì)的傳質(zhì)推動力，操作壓力通常在1.0MPa以上，而再生塔操作壓力一般選取0.1MPa-0.2MPa，這就需要對吸收液不斷升壓再減壓，增加了能耗損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省能源、系統(tǒng)穩(wěn)定、占用空間小、總壓降小的含硫氣體脫硫用旋流反應分離一體化系統(tǒng)及工藝。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該含硫氣體脫硫用旋流反應分離系統(tǒng)，包括旋流反應器，其特征在于:所述的旋流反應器的下部通過富液排液管線連接胺液儲罐一側(cè)，胺液儲罐另一側(cè)通過吸收液循環(huán)管線連接旋流反應器上部進液端，旋流反應器上部通過排氣裝置連接氣液旋流分離器；
所述的旋流反應器包括主體和切向進氣管口，主體的上部設(shè)有切向進氣管口，切向進氣管口設(shè)有一個或數(shù)個，多個切向進氣管口繞旋流反應器外側(cè)呈軸對稱設(shè)置；
所述主體內(nèi)設(shè)有連通外界的排氣芯管，在所述的切向進氣管口內(nèi)和/或排氣芯管的管體內(nèi)插入霧化噴嘴，切向進氣管口內(nèi)的霧化噴嘴的噴霧方向與切向進氣管口內(nèi)氣體來流方向相對設(shè)置。
[0005]使用旋流反應器代替?zhèn)鹘y(tǒng)吸收塔進行的含硫氣體脫硫工藝，采用結(jié)構(gòu)簡單、無動部件的旋流反應器代替板式塔和填料塔，極大程度的簡化了吸收裝置的結(jié)構(gòu)復雜性；旋流反應器通過提高湍流度和氣液接觸面積提高氣液傳質(zhì)速率，釋放了吸收塔內(nèi)高壓力的操作要求，有利于節(jié)省能源和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0006]氣液混合、反應、分離一體化，解決傳統(tǒng)脫硫吸收塔存在的占用空間大、總壓降大的問題。旋流反應器總體高度不超過Sm，與板式塔和填料塔的十幾米或者幾十米的高度相比，極大節(jié)省了裝置所占空間和裝置初始投資；旋流反應器適應性強、操作靈活、內(nèi)部無動部件，不易發(fā)生故障，相對體積較小，檢修方便。
[0007]含硫氣體所含硫化氫的吸收過程從切向進口管口內(nèi)氣體與霧化噴嘴噴出的霧滴相遇開始反應，進入旋流反應器主體內(nèi)再次與其內(nèi)部錐形結(jié)構(gòu)噴出的霧滴反應，充分的吸收反應保證了氣體凈化度，整個反應過程所需時間小于I秒，有效提高了含硫氣體處理能力。
[0008]旋流反應器分離出的凈化氣體從頂部排氣芯管排出，排氣芯管上部設(shè)置霧化噴嘴，氣液繼續(xù)混合反應后在后續(xù)氣液旋流式分離器分離作用下，絕大部分液體得以分離，少部分液體被氣流夾帶至后續(xù)分離器，由后續(xù)分離器繼續(xù)進行分離。充分的吸收反應、高效的氣液分離過程，保證了氣體脫硫效果；整個反應過程所需時間小于I秒，有效提高了含硫氣體凈化效率。
[0009]所述的主體分為上下連接為一體的兩部分，上部為圓柱形筒體，下部為內(nèi)徑逐漸縮小的錐形筒體。
[0010]所述的主體上部外側(cè)套裝有暫存吸收液的外筒體，主體上部環(huán)形均布有進液孔，所述的外筒體上部切向設(shè)有進液口。
[0011 ] 吸收液循環(huán)管線端部分成三路，三路管線分別連接插入兩組切向進氣管口和排氣芯管內(nèi)的霧化噴嘴。
[0012]吸收液循環(huán)管線端部分成兩路，兩路管線分別連接插入進液口和排氣芯管內(nèi)的霧化噴嘴。
[0013]所述的旋流反應器通過排氣芯管串聯(lián)多個旋流反應器和/或氣液旋流分離器，或串聯(lián)間隔設(shè)置的多個旋流反應器和氣液旋流分離器。
[0014]溢出氣流可根據(jù)凈化程度選擇繼續(xù)串聯(lián)一級或多級旋流反應器，或直接外接氣液旋流分離器，將夾帶出的液體進行氣液分離，分離后的氣體從上部出口溢出，可根據(jù)情況選擇繼續(xù)串聯(lián)一級或多級氣液分離器或外接下一級含硫氣體處理工藝裝置，分離出的液體從底流口排出循環(huán)回胺液儲罐。
[0015]所述的胺液儲罐內(nèi)設(shè)有相隔離的貧酸液空間和富酸液空間兩個空間，富酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)排液管連接再生系統(tǒng)，貧酸液空間內(nèi)的液體經(jīng)吸收液循環(huán)管線進入循環(huán)系統(tǒng)。
[0016]—種含硫氣體脫硫用旋流反應分離系統(tǒng)的處理工藝，其特征在于:包括如下步驟:
含有硫化氫的含硫氣體切向進入旋流反應器，同時向旋流反應器內(nèi)噴入吸收液；吸收液霧化后與含硫氣體接觸混合，氣液兩相流在切向力作用下旋轉(zhuǎn)流動，氣體和液體借助高湍流度迅速傳質(zhì)進行硫化氫的吸收反應，吸收硫化氫后的富酸胺液在離心力作用下甩向旋流反應器器壁并沿器壁流出；
由富液排液管線排出，進入富酸胺液儲罐，形成貧酸胺液和富酸胺液，貧酸胺液再次回流至進入富酸胺液儲罐，完成吸收液的循環(huán)；
經(jīng)過初步凈化后的含硫氣體進入內(nèi)旋流反應器與霧化噴嘴噴出的吸收液再次接觸進行吸收反應，一部分液體經(jīng)旋流反應器分離后排出，另一部分液體被氣流夾帶至后續(xù)氣液分離器進行氣液分離，含硫氣體和吸收液分別單獨排出。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、首先，使用旋流反應器代替?zhèn)鹘y(tǒng)吸收塔進行的含硫氣體脫硫工藝，采用結(jié)構(gòu)簡單、無動部件的旋流反應器代替板式塔和填料塔，極大程度的簡化了吸收裝置的結(jié)構(gòu)復雜性；旋流反應器通過提高湍流度和氣液接觸面積提高氣液傳質(zhì)速率，釋放了吸收塔內(nèi)高壓力的操作要求，有利于節(jié)省能源和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0018]2、氣液混合、反應、分離一體化，解決傳統(tǒng)脫硫吸收塔存在的占用空間大、總壓降大的問題。旋流反應器總體高度不超過Sm，與板式塔和填料塔的幾十米高度相比，極大節(jié)省了裝置所占空間和裝置初始投資；旋流反應器內(nèi)部適應性強、操作靈活、無動部件，操作不宜發(fā)生故障，相對體積較小，檢修方便。
[0019]3、含硫氣體所含硫化氫的吸收過程從切向進口管口內(nèi)氣體與霧化噴嘴噴出的霧滴相遇開始反應，進入旋流反應器主體內(nèi)再次與其內(nèi)部錐形結(jié)構(gòu)噴出的霧滴反應，充分的吸收反應保證了氣體凈化度，整個反應過程所需時間小于I秒，有效提高了含硫氣體凈化效率。
[0020]4、通過提高氣液湍流度增大接觸面積提高氣液相際傳質(zhì)速率，可適應不同壓力的原料氣，與傳統(tǒng)吸收塔裝置必須高壓操作相比，壓降較小，且有效節(jié)省了反復對吸收液升壓和減壓造成的能源；而且結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，同時解決了現(xiàn)有技術(shù)中維修困難和不斷對吸收液升壓減壓造成能源浪費的問題。
[0021]5、適應于不同的含硫氣體處理量需求，成套工藝裝置可以進行撬裝化設(shè)計，可以自由移動或任意拼裝。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1主視圖示意圖。
[0023]圖2為實施例2主視圖示意圖。
[0024]圖3為實施例3主視圖示意圖。
[0025]圖4為實施例4主視圖示意圖。
[0026]圖5為實施例5主視圖示意圖。
[0027]其中，1、切向進氣管口 2、霧化噴嘴3、進液口 4、旋流反應器5、底流比調(diào)節(jié)閥6、富液排液管線7、胺液儲罐8、逃逸氣排空管9、壓力控制閥10、排液管11、再生液回流管12、栗13、流量控制閥14、吸收液循環(huán)管線15、氣液旋流分離器16、外筒體17、排氣芯管18、進液孔。
【具體實施方式】
[0028]圖1是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~5對本發(fā)明做進一步說明。
[0029]實施例1
參照附圖1:一種含硫氣體脫硫用旋流反應分離一體化系統(tǒng)，包括旋流反應器4、底流比調(diào)節(jié)閥5、富液排液管線6、胺液儲罐7和氣液旋流分離器15，旋流反應器4的下部通過富液排液管線6連接胺液儲罐7 —側(cè)，胺液儲罐7另一側(cè)通過吸收液循環(huán)管線14連接旋流反應器4上部進液端，旋流反應器4上部通過排氣裝置連接氣液旋流分離器15。
[0030]旋流反應器4包括主體和切向進氣管口 I，主體的上部設(shè)有切向進氣管口 1，切向進氣管口 I設(shè)有一個或數(shù)個，多個切向進氣管口 I繞旋流反應器4外側(cè)呈軸對稱設(shè)置。主體分為上下連接為一體的兩部分，上部為圓柱形筒體，下部為內(nèi)徑逐漸縮小的錐形筒體。旋流反應器4底部的液體出口處設(shè)有底流比調(diào)節(jié)閥5，通過底流比調(diào)節(jié)閥5連接富液排液管線
6。主體的上部設(shè)有切向進氣管口 1，如圖1所示，切向進氣管口 I設(shè)有對稱設(shè)置的兩組，兩組切向進氣管口I切向設(shè)置在旋流反應器4上部的外側(cè)。
[0031]主體內(nèi)設(shè)有連通外界的排氣芯管17，在兩組切向進氣管口 I內(nèi)和排氣芯管17的管體內(nèi)各插入一個霧化噴嘴2，霧化噴嘴2的噴霧方向與切向進氣管口 I內(nèi)氣體來流方向相對設(shè)置。吸收液循環(huán)管線14端部分成三路，三路管線分別連接插入兩組切向進氣管口 I和排氣芯管17內(nèi)的霧化噴嘴2。兩組切向進氣管口 I上插入的霧化噴嘴2出液端設(shè)有彎頭，彎頭朝向外側(cè)，與切向進氣管口 I的進氣方向相對設(shè)置，排氣芯管17內(nèi)插入的霧化噴嘴2出液端也設(shè)有彎頭，彎頭朝下設(shè)置。
[0032]吸收液循環(huán)管線14上按照液體流向依次設(shè)有栗12、流量控制閥13。
[0033]胺液儲罐7的上部一側(cè)還設(shè)有逃逸氣排空管8，并在逃逸氣排空