濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法及專用設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法及專用設(shè)備，適用于各種濕 式氧化法的催化劑再生過程。
[0002]
【背景技術(shù)】： 濕式氧化法脫硫是將被溶液吸收的硫化氫在液相中氧化成元素硫并分離出去的工藝。 它具有脫除精度高，操作彈性大，運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，根據(jù)脫硫過程使用催化劑的不同，濕 式氧化脫硫工藝分為砷基工藝、釩基工藝、鐵基工藝三種，砷基工藝由于脫硫效率低，較少 使用；釩基工藝具有代表性的方法是ADA法，栲膠法，釩基工藝存在硫容低、釩對(duì)環(huán)境造 成污染等缺點(diǎn)，受到環(huán)保限制。鐵基工藝即絡(luò)合鐵脫硫工藝的代表工藝如mrichem公司的 LO-CAT工藝，Shell和Dow公司開發(fā)的Sulferox法等，由于絡(luò)合鐵脫硫工藝具有無毒、高 效、高活性及高選擇性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。該工藝可分為硫化氫的吸收和催化劑氧化再 生兩個(gè)過程，硫化氫在堿液中的溶解度較大，吸收易于進(jìn)行，反應(yīng)器的選擇也比較多樣，如 LO-CAT工藝吸收反應(yīng)器有鼓泡塔，填料塔，文丘里，靜態(tài)混合器等多種形式。而在氧化過程 中，由于氧氣在絡(luò)合鐵溶液中的溶解度低，氧化反應(yīng)器一直采用的持液量大、氣體停留時(shí)間 長的鼓泡塔，鼓泡塔有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，但體積龐大，傳質(zhì)效率低，制約了絡(luò)合鐵 工藝小型化，橇裝化的發(fā)展。
[0003] 超重力是新型過程強(qiáng)化設(shè)備，已經(jīng)應(yīng)用于絡(luò)合鐵脫硫工藝，中國專利 200710101508.0報(bào)告了一種超重力絡(luò)合鐵脫硫硫化氫的方法，該方法的吸收器采用超 重力，氧化器采用鼓泡塔，氧化設(shè)備龐大，效率低。中國專利201110076120. 6和中國 201310353789. 4也報(bào)道類似方法，但氧化過程是使用空氣在常壓下進(jìn)行，由于氧氣的分壓 低，氧氣溶解度低，導(dǎo)致亞鐵氧化率低，限制了工藝的處理能力。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種減小氧化設(shè)備尺寸，縮短氧化 再生時(shí)間，氧化效率高，提高了濕法氧化脫硫工藝的處理量，氧氣利用高，能耗很低的濕式 氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法及專用設(shè)備。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到：濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再 生方法，其包括如下步驟： 1) 脫硫富液和來自制氧機(jī)的富氧空氣分別進(jìn)入超重力機(jī)，在填料中發(fā)生氧化反應(yīng)，將 催化劑再生，其中超重力機(jī)壓力不低于〇?〇6MPag ;富氧空氣的氧氣濃度在25%至99%之間； 富氧空氣氣量高于理論氣量的1. 2倍至2倍；超重力機(jī)轉(zhuǎn)速在300rmp至2000rmp之間， 理論氣量計(jì)算公式：Q= (V*C/56/4) *22. 4/ n 其中Q :理論氣量，單位Nm3/h ; V :進(jìn)入超重力機(jī)的富液流量，單位m3/h ; C :富液中鐵離子含量，單位g/L ; n :富氧空氣中的氧氣分率； 2) 超重力機(jī)出來的氣體進(jìn)入氣液分離罐，經(jīng)捕霧除水后排空，根據(jù)富氧空氣氧氣含量 和富液金屬離子濃度，調(diào)整再生后富氧空氣的去處，若氧氣濃度低于35%，直接排空，若氧氣 濃度高于35%則回到制氧系統(tǒng)前端循環(huán)使用，重新富集氧氣； 3)氧化再生后的催化劑溶液進(jìn)入穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐與氣液分離罐之間聯(lián)通，以穩(wěn)定超重 力機(jī)的壓力，穩(wěn)壓罐的溶液通過壓力壓出，作為再生后的溶液繼續(xù)與硫化氫反應(yīng)。
[0006] 濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生設(shè)備，其特征在于其包括制氧機(jī)，制氧 機(jī)連接超重力機(jī)，超重力機(jī)的出氣口連接氣液分離罐，超重力機(jī)的出液口連接穩(wěn)壓罐，氣液 分尚罐與穩(wěn)壓罐聯(lián)通。
[0007] 本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果：本發(fā)明提供一種超重力場(chǎng)下高效氧 化再生脫硫富液的方法，它結(jié)合濕法氧化脫硫和超重力機(jī)的特點(diǎn)，，采用富氧空氣取代空氣 氧化再生催化劑，極大地提高了氧氣在催化劑中的溶解度，使得超重力強(qiáng)化傳質(zhì)的作用得 到真正發(fā)揮，氧化率大幅度提高。該方法不僅減小了氧化設(shè)備的尺寸，同時(shí)縮短氧化再生的 時(shí)間，提高了濕法氧化脫硫工藝的處理量。具體來說，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、氧化效率高，單次氧化亞鐵離子的氧化率在60%以上。
[0008] 2、處理量大，超重力的強(qiáng)化傳質(zhì)作用和催化劑氧化再生率的提高，增大了濕法氧 化脫硫工藝的處理能力； 3、消耗低，若采用空氣鼓泡氧化，由于氧氣利用率低，空氣需過量很多才能滿足氧化再 生催化劑的要求，導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)的能耗大。而富氧空氣可循環(huán)使用，大大提高了氧氣利用率， 能耗很低。
[0009]
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明的超重力富氧氧化再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例：濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法，其包括如下步驟： 1) 脫硫富液和來自制氧機(jī)的富氧空氣分別進(jìn)入超重力機(jī)，在填料中發(fā)生氧化反應(yīng)，將 催化劑再生，其中超重力機(jī)壓力不低于〇? 〇6MPag ;富氧空氣的氧氣濃度在25%至99%之間； 富氧空氣氣量高于理論氣量的1. 2倍至2倍；超重力機(jī)轉(zhuǎn)速在300rmp至2000rmp之間，其 中理論氣量由鐵離子與氧氣的反應(yīng)式1/2 O2 + H2O +2Fe2+=0H + 2Fe3+計(jì)算得出： 理論氣量計(jì)算公式：Q= (V*C/56/4) *22. 4/ n 其中Q:理論氣量，單位Nm3/h ; V:進(jìn)入超重力機(jī)的富液流量，單位m3/h ; C :富液中鐵離子含量，單位g/L ; n :富氧空氣中的氧氣分率； 2) 超重力機(jī)出來的氣體進(jìn)入氣液分離罐，經(jīng)捕霧除水后排空，根據(jù)富氧空氣氧氣含量 和富液金屬離子濃度，調(diào)整再生后富氧空氣的去處，若氧氣濃度低于35%，直接排空，若氧氣 濃度高于35%則回到制氧系統(tǒng)前端循環(huán)使用，重新富集氧氣。
[0011] 3)氧化再生后的催化劑溶液進(jìn)入穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐與氣液分離罐之間聯(lián)通，以穩(wěn)定 超重力機(jī)的壓力，穩(wěn)壓罐的溶液通過壓力壓出，作為再生后的溶液繼續(xù)與硫化氫反應(yīng)。
[0012] 濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生設(shè)備(參見圖1)，其包括制氧機(jī)1，制氧 機(jī)1連接超重力機(jī)2,超重力機(jī)2的出氣口連接氣液分離罐3,超重力機(jī)2的出液口連接穩(wěn) 壓罐3,氣液分尚罐3與穩(wěn)壓罐3聯(lián)通。
[0013] 進(jìn)行氧化再生時(shí)，脫硫富液和來自制氧機(jī)1的富氧空氣分別進(jìn)入超重力機(jī)2,在填 料中發(fā)生氧化反應(yīng)，將催化劑再生，超重力機(jī)2出來的氣體進(jìn)入氣液分離罐3,經(jīng)捕霧除水 后，根據(jù)氧氣濃度直接排空，或循環(huán)至制氧系統(tǒng)前段，重新富集氧氣。氧化再生后的催化劑 溶液進(jìn)入穩(wěn)壓罐4,穩(wěn)壓罐4與氣液分離罐3之間聯(lián)通，以穩(wěn)定超重力機(jī)2的壓力。穩(wěn)壓罐 4的溶液通過壓力壓出，作為再生后的溶液繼續(xù)與硫化氫反應(yīng)。
[0014] 通過改變空氣中氧氣濃度，進(jìn)而對(duì)富液氧化再生工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)。相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。
[0015] 實(shí)施例中所使用的催化劑為煙臺(tái)新瑞環(huán)保科技有限公司提供的絡(luò)合鐵催化劑。超 重力機(jī)轉(zhuǎn)速1500rmp ;
從實(shí)施例1和2、3、4、5的對(duì)比可以看出，在提高氧氣濃度后，亞鐵離子的氧化率顯著提 尚。
[0016] 上述實(shí)施例中的脫硫劑還可以采用其他已有的含有螯合鐵離子的脫硫劑，以上的 實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫 離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變 形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法，其包括如下步驟： 脫硫富液和來自制氧機(jī)的富氧空氣分別進(jìn)入超重力機(jī)，在填料中發(fā)生氧化反應(yīng)，將催 化劑再生，其中超重力機(jī)壓力不低于〇? 〇6MPag ;富氧空氣的氧氣濃度在25%至99%之間；富 氧空氣氣量高于理論氣量的1. 2倍至2倍；超重力機(jī)轉(zhuǎn)速在300rmp至2000rmp之間， 理論氣量計(jì)算公式：Q= (V*C/56/4) *22. 4/ n 其中Q :理論氣量，單位Nm3/h ; V :進(jìn)入超重力機(jī)的富液流量，單位m3/h ; C :富液中鐵離子含量，單位g/L ; n :富氧空氣中的氧氣分率； 超重力機(jī)出來的氣體進(jìn)入氣液分離罐，經(jīng)捕霧除水后排空，根據(jù)富氧空氣氧氣含量和 富液金屬離子濃度，調(diào)整再生后富氧空氣的去處，若氧氣濃度低于35%，直接排空，若氧氣濃 度高于35%則回到制氧系統(tǒng)前端循環(huán)使用，重新富集氧氣； 氧化再生后的催化劑溶液進(jìn)入穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐與氣液分離罐之間聯(lián)通，以穩(wěn)定超重力 機(jī)的壓力，穩(wěn)壓罐的溶液通過壓力壓出，作為再生后的溶液繼續(xù)與硫化氫反應(yīng)。2. 濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生設(shè)備，其特征在于其包括制氧機(jī)（1)，制 氧機(jī)（1)連接超重力機(jī)（2)，超重力機(jī)（2)的出氣口連接氣液分離罐（3)，超重力機(jī)（2)的出 液口連接穩(wěn)壓罐（3 )，氣液分離罐（3 )與穩(wěn)壓罐（3 )聯(lián)通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了濕式氧化脫硫工藝的超重力富氧氧化再生方法，所述方法包括：脫硫富液和來自制氧機(jī)的富氧空氣分別進(jìn)入超重力機(jī)，在填料中發(fā)生氧化反應(yīng)，將催化劑再生。超重力機(jī)出來的氣體進(jìn)入氣液分離罐，經(jīng)捕霧除水后，根據(jù)氧氣濃度直接排空，或循環(huán)至制氧系統(tǒng)前段，重新富集氧氣。氧化再生后的催化劑溶液進(jìn)入穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐與氣液分離罐之間聯(lián)通，以穩(wěn)定超重力機(jī)的壓力。穩(wěn)壓罐的溶液通過壓力壓出，作為再生后的溶液繼續(xù)與硫化氫反應(yīng)。本發(fā)明能顯著提高氧化率高，同時(shí)處理量大，占地面積小。
【IPC分類】B01J38/48, B01D53/52, B01D53/96
【公開號(hào)】CN105107380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510551803
【發(fā)明人】曹玉虎, 曾翔鵬, 侯怡帆, 呂明方, 朱家輝, 王宗麗, 鄒光武
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)新瑞環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日