一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统

本发明涉及气体处理，尤其是涉及一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统。

背景技术：

1、硫化氢是一种极具危害性的剧毒、可燃性酸性气体，广泛产生于天然气开采、石油炼制、煤化工、沼气发酵等工业过程中。其对人体健康构成严重威胁，极低浓度下即会腐蚀设备管道，高浓度时可导致催化剂中毒、阻碍生产工艺，并在空气中积累至爆炸极限引发重大安全事故。若直接排放，将造成严重的大气污染和环境酸化。因此，对硫化氢进行高效处理不仅是保障人员安全和生产连续性的必要措施，也是满足环保法规、实现清洁生产的关键环节。

2、目前，硫化氢脱除技术主要包括干法脱硫和湿法脱硫两大类。其中，螯合铁脱硫技术因能够在常温条件下将硫化氢一步转化为单质硫，兼具高效净化与硫资源化的双重优势，近年来受到广泛关注。

3、然而，现有螯合铁脱硫系统中的有机螯合剂在持续的强氧化环境中会不可逆地降解，且易被硫磺包裹或随溶液夹带而损失，直接导致高昂的药剂补充成本。同时，硫磺在系统内的沉积会引发设备结垢，进一步加剧运行维护负担。

4、由于再生塔内置沉降区的分离不彻底，传统工艺须依赖外部一套独立的沉降、离心脱水系统对硫浆进行多级处理，致使投资和能耗重心从脱硫转移到了治硫，系统冗长、占地面积大、操作维护成本高。

5、传统被动沉降方式对原料气流量和硫磺负荷的波动极为敏感，负荷变化时分离效果剧烈波动，系统运行稳定性难以保证。此外，原料气中的氰化物会永久性毒化催化剂，副反应产生的副盐积累会引发溶液发泡、腐蚀和效率下降，进一步限制了系统的适用范围和运行寿命。

6、针对上述问题，现有技术中已有部分改进方案，通过增设外部大型沉降槽和离心机来强化硫磺回收，但未能从源头上解决再生塔内硫磺快速移出和防堵塞的根本矛盾，且外部设备的增设进一步拉高了投资和占地。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中通过增设外部大型沉降槽和离心机来强化硫磺回收，但未能从源头上解决再生塔内硫磺快速移出和防堵塞的根本矛盾，且外部设备的增设进一步拉高了投资和占地的问题，提供一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，包括吸收单元、再生单元以及沉降单元，

3、吸收单元用于生成富含硫磺和fe2+的富液，

4、再生单元用于再生脱硫催化剂、实现硫磺颗粒的长大以及硫磺的初步分离，吸收单元的富液输出端和再生单元的富液输入端连接，

5、沉降单元用于使得硫磺颗粒和液体分离，再生单元的含有硫磺的液体输出端和沉降单元的输入端连接，且沉降单元的上清液输出端和吸收单元的输入端连接，通过吸收单元、再生单元和沉降单元的功能划分与有序连接，实现了吸收脱硫、催化剂再生与硫磺长大、固液分离、催化剂回用的循环回路，且避免了额外增加设备导致的占地面积增加。

6、为了解决吸收塔内气液分布不均、传质效率低下、导致脱硫不彻底和富液中fe2+含量不足的问题，进一步包括吸收单元包括吸收塔，吸收塔下部具有用于供含硫气体输入的进气口，吸收塔顶部具有第一废气出口，吸收塔上部具有与沉降单元的的上清液输出端连接的第一进液口，吸收塔底部具有用于供富液输出的第一出液口，吸收塔内间隔布置有若干填料，填料位于第一进液口和进气口之间。

7、为了解决吸收塔内液体沿塔壁偏流和截面分布不均，导致部分填料润湿不足、传质效率下降的问题，进一步包括相邻两个填料之间布置有液体再分布器。

8、为了解决吸收塔顶部净化气中夹带含硫液滴，导致下游设备腐蚀或环境污染的问题，进一步包括第一废气出口处安装有第一除雾器。

9、为了解决现有再生塔内硫磺分离效率低、易堵塞、必须依赖复杂外部硫处理设备、系统抗波动能力差的问题，进一步包括再生单元包括再生塔，再生塔顶部布置有第二废气出口，

10、再生塔上部具有空气进口以及与吸收单元的富液输出端连接的第二进液口，空气进口位于第二进液口的下方，

11、再生塔中部布置有第二出液口以及用于供液体输入的第三进液口，第三进液口切向布置在再生塔上；

12、再生塔底部具有硫浆排出口，硫浆排出口和沉降单元的输入端连接；

13、再生塔内布置有溢流板、稳流板、导流筒以及旋流发生筒，稳流板和再生塔固定连接，稳流板上具有若干通孔，导流筒和稳流板固定连接，且导流筒底部穿过稳流板，溢流板和再生塔固定连接，且溢流板和再生塔之间具有溢流间隙，溢流板位于空气进口的下方，旋流发生筒和再生塔固定连接，旋流发生筒位于稳流板下方，旋流发生筒的底部具有与再生塔塔底连通的筒体出口；

14、溢流板和第二进液口之间区域为气液反应区，溢流板和稳流板之间区域为硫磺生长区，稳流板和旋流发生筒之间区域为旋流沉降区；

15、第二进液口和空气进口连通气液反应区，溢流间隙连通气液反应区和硫磺生长区，导流筒上端和硫磺生长区连通，导流筒下端和旋流沉降区连通，第三进液口和旋流沉降区连通，通孔连通硫磺生长区和旋流沉降区，第二出液口和硫磺生长区的上部连通，第二出液口通过管路连接吸收单元的输入端连接。

16、为了解决再生塔顶部废气中夹带含硫液沫，导致大气污染或下游设备腐蚀的问题，进一步包括第二废气出口处安装有第二除雾器。

17、为了解决旋流分离后硫浆中夹带气泡，影响硫浆排出顺畅性和后续沉降单元分离效果的问题，进一步包括再生塔内布置中有丝网除沫器，丝网除沫器布置在旋流发生筒和硫浆排出口之间。

18、为了解决沉降单元选型不明确、结构复杂、维护困难的问题，进一步包括沉降单元为沉降槽。

19、本发明的有益效果是：本发明提供的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，通过吸收单元、再生单元和沉降单元的功能划分与有序连接，实现了吸收脱硫、催化剂再生与硫磺长大、固液分离、催化剂回用的循环回路；

20、通过溢流板、稳流板、导流筒及旋流发生筒的布置，将再生塔划分为气液反应区、硫磺生长区和旋流沉降区，实现了反应、长大、旋流分离的一体化布置，旋流沉降区通过切向进液形成旋流场，利用离心力将硫磺快速甩出，从根本上解决了硫磺堵塞问题，并可通过调节驱动流量实现主动抗波动控制。

1.一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于，包括吸收单元（1）、再生单元（2）以及沉降单元（3），

2.如权利要求1所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述吸收单元（1）包括吸收塔（11），所述吸收塔（11）下部具有用于供含硫气体输入的进气口（111），所述吸收塔（11）顶部具有第一废气出口（112），所述吸收塔（11）上部具有与沉降单元（3）的的上清液输出端连接的第一进液口（113），所述吸收塔（11）底部具有用于供富液输出的第一出液口（114），所述吸收塔（11）内间隔布置有若干填料（12），所述填料（12）位于第一进液口（113）和进气口（111）之间。

3.如权利要求2所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：相邻两个填料（12）之间布置有液体再分布器（13）。

4.如权利要求2所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述第一废气出口（112）处安装有第一除雾器（14）。

5.如权利要求1所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述再生单元（2）包括再生塔（21），所述再生塔（21）顶部布置有第二废气出口（211），

6.如权利要求5所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述第二废气出口（211）处安装有第二除雾器（26）。

7.如权利要求5所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述再生塔（21）内布置中有丝网除沫器（27），所述丝网除沫器（27）布置在旋流发生筒（25）和硫浆排出口（215）之间。

8.如权利要求1所述的一种高效硫化氢脱硫的资源化集成处理系统，其特征在于：所述沉降单元（3）为沉降槽（31）。