一种多床层气体净化装置及系统的制作方法

本发明涉及气体净化，具体的说是一种多床层气体净化装置及系统。

背景技术：

1、原始天然气及硫磺回收尾气中普遍含有高浓度h2s，高浓度h2s不仅会腐蚀设备和管路，还会造成后续加工过程中催化剂的中毒和失活；同时，h2s是剧毒气体，污染环境以及形成酸雨等，对人身安全造成极大的威胁，是一种必须严格控制的气体污染物。

2、工业上多采用湿法和干法脱除h2s，湿法脱硫常用的方法有化学吸收法、物理吸收法、物理吸收化学法即湿氧化法，适用于气体处理量大、h2s含量高的场合。干法脱硫常用于低含硫气体的处理，常用的方法有膜分离法、分子筛法、变压吸附法、不可再生的固定床吸附法、低温分离法。石油化工普遍采用化学吸收法脱除液化气中的h2s，常采用的吸收剂有n-甲基二乙醇胺溶液、氢氧化钠溶液或氨水等。

3、目前，脱硫液化气中的h2s主要通过脱硫塔，具体为将气态液化气通入硫化氢吸收液中，但是采用这种方法进行处理时，气态的液化气会迅速从吸收液中逸出，与吸收液的反应时间较短，胺液对吸收液的吸收不彻底，因此，脱硫速度慢，且脱硫后的液化气常有脱硫检测不合格现象发生。

4、因此，申请人于2023年申请专利cn117065539a，提出了微液滴双强化液化气脱硫反应器、反应系统及反应方法，将带脱硫液化气分散为液化气液滴后通入胺液环境，与胺液进行脱硫传质，且液化气液滴在胺液区和液化气液区中的传质方式均为逆流接触传质，增强液化气与胺液的传质效果。申请人与2023年还申请专利cn116712846a，提出一种微液滴和微气泡双强化脱硫装置及方法，通过压力喷嘴向脱硫反应器内通入贫脱硫溶剂，通过微气泡发生器向液相主体通入含硫气体并产生微气泡，微气泡上浮过程中与向下流动的贫脱硫溶剂进行传质脱硫，而后脱除大部分硫的微气泡从贫脱硫溶剂液面逸出，并与喷淋下来的贫脱硫小液滴接触进行进一步传质脱硫，提高了脱硫效率。但是，在实际应用过程中，逸出的气体虽然与小液滴接触，但是无法保证烟气完全与小液滴接触且烟气上升较快，导致接触的反应时间较短，仍然会影响脱硫的效果；同时，脱硫反应器停止工作时，若同时停止通入含硫气体和贫脱硫溶剂，则反应器内的残余含硫气体未完全脱硫流出，影响脱硫效果，只能在停止通入含硫气体后，继续喷入贫脱硫溶剂一段时间，保证残余含硫气体的脱硫，造成贫脱硫溶剂的浪费。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中脱硫效果不佳的问题，本发明提供一种多床层气体净化装置，使待净化气体与贫液混合更加充分和彻底，提高了脱硫效果，进一步减小净化气体的硫含量。

2、为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种多床层气体净化装置，包括立式的净化反应器，净化反应器的底端设置有富液出口、顶端设置有用于排出净化气体的排气管，净化反应器的顶部设置有用于向净化反应器内喷射贫液的压力喷嘴，净化反应器的底部设置有用于向净化反应器内通入待净化气体的第一微气泡发生器，净化反应器内自上而下设置有第一捕捉器和分隔板，从而将净化反应器内腔自上而下分割为第一净化区、第二净化区和第三净化区，所述分隔板上设置有多个延伸至第二净化区的多孔烧结管，且多孔烧结管两端开口形成连通第二净化区和第三净化区的气液通道；所述压力喷嘴位于第一净化区内，贫液通过压力喷嘴喷出后，先进入第一捕捉器并形成气液吸附床层，之后一部分积聚在分隔板上形成积液床层，另一部分连同积液床层的溢流共同穿过气液通道，并在第三净化区内形成液相床层，所述第一微气泡发生器处于液相床层内；排气管侧接有将一部分净化气体回流至积液床层并形成微气泡的回流管。

3、作为上述一种多床层气体净化装置的一种优化方案：所述第一捕捉器包括两个横向设置在净化反应器内的压板，两个压板之间形成填充区，填充区内填充有金属丝，金属丝之间形成气液传质缝隙。

4、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：所述分隔板和多孔烧结管为多孔陶瓷材质。

5、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：所述回流管的一端与排气管侧壁相连通，回流管的另外一端连通有多个支管，支管的端部设置有位于积液床层内的第二微气泡发生器。

6、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：所述第一净化区内设置有位于压力喷嘴上方的第二捕捉器。

7、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：每个所述多孔烧结管的顶端设置有长条状结构的弹性片，弹性片的一端延伸至气液通道，弹性片的另外一端延伸至积液床层。

8、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：弹性片的上下表面分布有多个柔性条。

9、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：所述弹性片倾斜设置，且其顶端位于积液床层上方、底端位于气液通道内。

10、作为上述一种多床层气体净化装置的另一种优化方案：所述弹性片的形状为s形或向上凸起的弧形。

11、一种多床层气体净化系统，包括净化装置和再生塔，所述净化装置为上述的净化装置，压力喷嘴与富液出口均与再生塔相连通，净化反应器底部的富液经再生塔再生成为贫液，贫液经压力喷嘴喷洒至净化反应器内。

12、与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

13、1、本发明提供了一种多床层气体净化装置，待净化气体通过第一微气泡发生器进入液相床层内，并在上浮过程中与向下流动的贫液进行传质，而后微气泡从液相床层逸出继续向上移动；一部分逸出气体穿过气液通道进入第二净化区，另一部分逸出气体穿过多孔烧结管侧壁以及分隔板进入积液床层并形成气泡进行传质，回流气体以微气泡形式进入积液床层进行传质，两股气泡流在积液床层碰撞，增强积液床层内微气泡的湍动程度，提高了传质效果；而后两股气泡从积液床层逸出进入第二净化区；该股逸出气体与通过气液通道进入第二空间的逸出气体汇流，在多孔烧结管上方产生扰流区，提高了待净化气体在第二净化区内停留的时间，且贫液经过第一捕捉器后以液滴的形式滴下，待净化气体上升过程中与滴下的液滴进行传质，而后进入第一捕捉器并在气液传质缝隙内再次传质，最终，净化气体通过排气管排出。待净化气体经过多床层进行传质，且各净化区上方具有贫液的液滴，即待净化气体逸出床层后还能够与贫液的液滴进行传质，进一步提高了脱硫效果，减小净化气体中的硫含量。

14、2、本发明中，多孔烧结管内的贫液会溢流至液相床层，溢流下来的贫液水柱会冲击液相床层逸出的气体，改变气体的流动形态，进一步提高了脱硫效果，减小了净化气的硫含量。净化反应器停止工作时，多孔烧结管内的积液床层会渗漏，使贫液形成液滴落下，对残余含硫气体进行传质，提高了脱硫效果，避免贫液的浪费。

15、3、本发明中，多孔烧结管内顶端设置有弹性片，穿过气液通道的逸出气体以及贫液会与弹性片发生碰撞，引起弹性片的振动，进而影响气体的流动状态；同时，积液床层内的微气泡或者从积液床层内逸出的气体也会与弹性片发生碰撞，引起弹性片的振动，进而影响气体和微气泡的流动状态，进一步提高了脱硫效果，同时，液滴撞击到弹性片发生破碎，进一步增大了气体与液滴的接触面积，提高了脱硫效果。

16、4、本发明中，弹性片倾斜设置，弹性片上方坠落的液滴首先在弹性片上附着并汇聚，汇聚的液滴较大时则从弹性片上流下，流下的瞬间会引起弹性片较大的振动，即弹性片的振动幅度不定，进一步增加了气体湍流程度，提高了脱硫效果；弹性片的顶端位于积液床层上方，弹性片的底端位于气液通道内，积液床层溢流时，弹性片还具有导流作用。

17、5、本发明中，弹性片倾斜设置时，若弹性片的底端延伸至积液床层，弹性片的顶端延伸至气液通道的上方，则液滴在弹性片的上表面汇集液流后流入积液床层，则会对积液床层产生冲击，增强积液床层的湍流程度，进而提高脱硫效果。

18、6、本发明中，弹性片的两侧均设置有柔性条，气体吹过柔性条或者液滴砸到柔性条上时，会引起柔性条摆动，进而增强其周围的扰流，进一步增强了气体的脱硫效果，同时，积液床层溢流时，弹性片引流过程中，液体从不同的柔性条流下，还起到了分散液体的作用，进而增大气体与液滴的接触面积，提高了脱硫效果。