一种含汞天然气流体的净化处理装置及其方法与流程

1.本发明涉及天然气处理技术领域，尤其涉及一种含汞天然气流体的净化处理装置及其方法。


背景技术：

2.随着全球天然气资源的大量开发，以及天然气作为清洁能源在工业与民用中的应用，天然气在能源领域担任着越来越重要的作用，天然气脱汞工艺已成为天然气加工和处理的一个重要组成部分。
3.汞是天然气中一种常见有害重金属元素，从环境保护、人身健康、含汞天然气的安全开发等方面考虑，必须对天然气中的汞进行脱除，目前，天然气脱汞主要采用不可再生化学反应吸附法进行处理，由于吸附剂用量大、价格昂贵且脱汞饱和后的废弃吸附剂处理还需额外支付费用，脱汞成本较高；
4.部分采用可再生天然气脱汞法，所采用的脱汞剂通常为载银的分子筛，脱汞剂使用后通过加热的方式便可实现再生，此方法通常配合分子筛脱水进行，脱汞剂再生时产生的汞蒸气还需再通过不可再生脱汞剂进行脱汞处理，并且使用范围受限，因此亟需一种能够方便处理天然气中汞的装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术中处理不便的问题，而提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置及其方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种含汞天然气流体的净化处理装置，包括净化塔，所述净化塔的侧壁贯穿插设有进料管，所述净化塔的顶部贯穿插设有出料管，所述净化塔的外壁固定有净液箱，所述净液箱的上端固定有与净液箱内部连通的主净泵，所述主净泵的出水端连接有主喷管，所述净液箱的上端固定有预净泵，所述预净泵的进水端连接有抽取管，所述预净泵的出水端连接有预喷管，所述预喷管的侧壁贯穿插设有转移管，所述转移管的端部连通有蒸馏塔，所述蒸馏塔的上端通过过渡管连接有回收机构，所述蒸馏塔的下部侧壁固定有回流泵，所述回流泵的出水端连接有回流机构，所述净液箱的内部设有触发机构，所述净化塔的内底部设有启动机构。
7.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述主喷管和预喷管均贯穿净化塔的侧壁与净化塔内部连通，所述主喷管和预喷管的端部均固定有喷头，所述喷头为雾化喷头，所述抽取管贯穿净液箱与净化塔的侧壁与净化塔的内底部连通，所述净化塔的下部内壁固定有分散板，所述净化塔的上部内壁固定有拦截网，所述出料管的端部贯穿插设有二流管，所述二流管的另一端与净化塔内部连通。
8.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述回收机构包括与过渡管连通的冷凝塔，所述冷凝塔的下部侧壁贯穿插设有收集管，所述收集管远离冷凝塔的一端连通有收集罐。
9.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述回流机构包括冷却箱，所述冷却箱的两侧壁分别贯穿插设有高温管和低温管，所述高温管与回流泵的出水端固定，所述高温管和低温管位于冷却箱内部的一端共同连接有冷却管。
10.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述冷却箱的上端固定有散热泵，所述散热泵的进水端固定有与冷却箱内部连通的提升管，所述散热泵的出水端固定有出发管，所述冷却箱的上端贯穿插设有回流管，所述出发管和回流管共同连接有散热管，所述散热管呈螺旋状且绕设于转移管外围。
11.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述触发机构包括固定于净液箱内底部的立柱，所述立柱的上端密封滑动连接有滑套，所述滑套的上端固定有浮板，所述浮板的底部及立柱的顶部均固定有触头。
12.在上述的含汞天然气流体的净化处理装置中，所述启动机构包括与净化塔内底部通过连接弹簧连接的浮块，所述浮块的上端固定有接电板，所述净化塔的内壁固定有一对接电块。
13.一种含汞天然气流体的净化处理方法，包括如下步骤：
14.步骤一：设备的连接与检查
15.在正式净化前，将蒸馏塔、冷凝塔及收集罐摆放平稳，然后将各个管道及泵体进行安装，并且检查各个泵体是否密闭完好，同时检查电源连接的稳定性，然后试运行验证管道等的密封性能。
16.步骤二：常规汞流净化
17.启动主净泵，使其将净液箱内部的净化液由主喷管转移至净化塔中，并且由喷头喷出，由净化塔上部向下部洒落，实现净化液在净化塔内部的有效均布，由进料管向净化塔内部通入混合气流，混合气流由净化塔底部向上流动，在穿过分散板时使得气流得到分散处理，进而有效在净化塔内部扩散，从而使得气流与净化塔内部的净化液混合，从而实现对混合气流的净化处理，处理后的气流将穿过拦截网而进入出料管，出料管中的气流将大部分直接收集，少部分由二流管回到净化塔中，继而再次与净化液混合处理，实现再次净化处理，处理后的净化液掉落至净化塔底部并积累。
18.步骤三：循环预处理
19.在净化塔内底部积累一定量的混合净化液后，将会导致浮块接受足够的浮力而上移，进而将两个接电块连通，使得预净泵启动抽取混合净化液，使得预喷管将混合净化液喷出，实现对混合气流的预处理，充分利用净化液。
20.步骤四：汞液回收
21.混合净化液由转移管到达蒸馏塔中，经过蒸馏而使得汞蒸气由过渡管进入冷凝塔中，继而由收集罐中收集，并且处理后的净化液在触发机构触发后，在回流泵的驱动下回到净液箱中，实现净化液的回收循环使用。
22.与现有的技术相比，本发明的优点在于：
23.1、本发明中，通过设置主净泵和喷头，主净泵将净液箱内部的净化液由主喷管转移至净化塔中，并且由喷头喷出，由净化塔上部向下部洒落，实现净化液在净化塔内部的有效均布，混合气流由净化塔底部向上流动，在穿过分散板时使得气流得到分散处理，进而有效在净化塔内部扩散，从而使得气流与净化塔内部的净化液混合，从而实现对混合气流的
净化处理；
24.2、本发明中，通过设置二流管，处理后的气流将穿过拦截网而进入出料管，出料管中的气流将大部分直接收集，少部分由二流管回到净化塔中，继而再次与净化液混合处理，实现再次净化处理，使得气流的净化能够随机性的进行二次处理，从而能够在不影响处理效率的情况下获得最好的处理效果；
25.3、本发明中，通过设置预净泵，初步吸收汞后的净化液掉落至净化塔底部并积累，在净化塔内底部积累一定量的混合净化液后，将会导致浮块接受足够的浮力而上移，进而将两个接电块连通，使得预净泵启动抽取混合净化液，使得预喷管将混合净化液喷出，实现对混合气流的预处理，充分利用净化液，并且能够避免气流集中与上部净化液接触，导致的处理不充分，提高处理效果；
26.4、本发明中，通过设置回收机构，在预净泵运行时，混合净化液部分由预喷管喷出，而部分将进入到支路的转移管中，进而混合净化液由转移管到达蒸馏塔中，混合液将会经过蒸馏而分离出汞蒸气，分离后的净化液与蒸馏塔底部积累，经过蒸馏而使得汞蒸气由过渡管进入冷凝塔中，继而由收集罐中收集，实现了对汞的回收利用，进而能够从中获利降低处理成本；
27.5、本发明中，通过设置回流泵，在净液箱内部净化液量不断使用而降低时，将触发回流泵的启动开关，使得回流泵得以泵送蒸馏塔内部净化液，使其经高温管到达冷却管中，继而由低温管到达净液箱中，实现对净化液的补充，保证设备能够持续运行；
附图说明
28.图1为本发明提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置的结构示意图；
29.图2为本发明提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置的俯视图；
30.图3为本发明提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置中净化塔部分的侧剖视图；
31.图4为本发明提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置中净液箱部分的结构示意图；
32.图5为本发明提出的一种含汞天然气流体的净化处理装置中启动机构的结构示意图。
33.图中：1净化塔、2进料管、3出料管、4净液箱、5主净泵、6主喷管、7预净泵、8抽取管、9预喷管、10喷头、11转移管、12蒸馏塔、13回流泵、14冷却箱、15高温管、16低温管、17冷却管、18散热泵、19提升管、20出发管、21回流管、22散热管、23过渡管、24冷凝塔、25收集管、26收集罐、27分散板、28拦截网、29二流管、30立柱、31滑套、32浮板、33触头、34连接弹簧、35浮块、36接电板、37接电块。
具体实施方式
34.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
35.实施例
36.参照图1
‑
5，一种含汞天然气流体的净化处理装置，包括净化塔1，净化塔1的侧壁贯穿插设有进料管2，净化塔1的顶部贯穿插设有出料管3，净化塔1的外壁固定有净液箱4，
净液箱4的上端固定有与净液箱4内部连通的主净泵5，主净泵5的出水端连接有主喷管6，净液箱4的上端固定有预净泵7，预净泵7的进水端连接有抽取管8，预净泵7的出水端连接有预喷管9，预喷管9的侧壁贯穿插设有转移管11，转移管11的端部连通有蒸馏塔12，蒸馏塔12的上端通过过渡管23连接有回收机构，蒸馏塔12的下部侧壁固定有回流泵13，回流泵13的出水端连接有回流机构，净液箱4的内部设有触发机构，净化塔1的内底部设有启动机构。
37.主喷管6和预喷管9均贯穿净化塔1的侧壁与净化塔1内部连通，主喷管6和预喷管9的端部均固定有喷头10，喷头10为雾化喷头，抽取管8贯穿净液箱4与净化塔1的侧壁与净化塔1的内底部连通，净化塔1的下部内壁固定有分散板27，净化塔1的上部内壁固定有拦截网28，出料管3的端部贯穿插设有二流管29，二流管29的另一端与净化塔1内部连通，拦截网28能有有效拦截随气流上移的净化液水滴，从而避免净化液外排，分散板27呈网格状，能够在气流穿过时实现对整体气流的分散。
38.回收机构包括与过渡管23连通的冷凝塔24，冷凝塔24的下部侧壁贯穿插设有收集管25，收集管25远离冷凝塔24的一端连通有收集罐26；回流机构包括冷却箱14，冷却箱14的两侧壁分别贯穿插设有高温管15和低温管16，高温管15与回流泵13的出水端固定，高温管15和低温管16位于冷却箱14内部的一端共同连接有冷却管17。
39.冷却箱14的上端固定有散热泵18，散热泵18的进水端固定有与冷却箱14内部连通的提升管19，散热泵18的出水端固定有出发管20，冷却箱14的上端贯穿插设有回流管21，出发管20和回流管21共同连接有散热管22，散热管22呈螺旋状且绕设于转移管11外围，散热管22螺旋设置能够提高与外部环境的接触面积，从而提高散热能力，并且绕着转移管11设置，能够将热量充分散发到转移管11中，从而实现对混合净化液的预热处理，降低后续能量损耗。
40.触发机构包括固定于净液箱4内底部的立柱30，立柱30的上端密封滑动连接有滑套31，滑套31的上端固定有浮板32，浮板32的底部及立柱30的顶部均固定有触头33，在净液箱4内部净化液损失较多时，液面下降浮板32下移，才会触发回流泵13的开关，使得回流泵13开始抽吸处理后的净化液，使其得到循环利用，保证了蒸馏塔12内部能够具有足够长的处理时间，提高净化液的纯度。
41.启动机构包括与净化塔1内底部通过连接弹簧34连接的浮块35，浮块35的上端固定有接电板36，净化塔1的内壁固定有一对接电块37，浮块35受到混合净化液的浮力作用而上移，从而通过接电板36将两个接电块37电性接通，使得预净泵7得电启动，使得预净泵7仅在净化塔1内底部具有一定量的积累后才会启动，从而避免能源浪费，同时避免抽取混合气流。
42.一种含汞天然气流体的净化处理方法，包括如下步骤：
43.步骤一：设备的连接与检查
44.在正式净化前，将蒸馏塔12、冷凝塔24及收集罐26摆放平稳，然后将各个管道及泵体进行安装，并且检查各个泵体是否密闭完好，同时检查电源连接的稳定性，然后试运行验证管道等的密封性能。
45.步骤二：常规汞流净化
46.启动主净泵5，使其将净液箱4内部的净化液由主喷管6转移至净化塔1中，并且由喷头10喷出，由净化塔1上部向下部洒落，实现净化液在净化塔1内部的有效均布，由进料管
2向净化塔1内部通入混合气流，混合气流由净化塔1底部向上流动，在穿过分散板27时使得气流得到分散处理，进而有效在净化塔1内部扩散，从而使得气流与净化塔1内部的净化液混合，从而实现对混合气流的净化处理，处理后的气流将穿过拦截网28而进入出料管3，出料管3中的气流将大部分直接收集，少部分由二流管29回到净化塔1中，继而再次与净化液混合处理，实现再次净化处理，处理后的净化液掉落至净化塔1底部并积累。
47.步骤三：循环预处理
48.在净化塔1内底部积累一定量的混合净化液后，将会导致浮块35接受足够的浮力而上移，进而将两个接电块37连通，使得预净泵7启动抽取混合净化液，使得预喷管9将混合净化液喷出，实现对混合气流的预处理，充分利用净化液。
49.步骤四：汞液回收
50.在预净泵7运行时，混合净化液部分由预喷管9喷出，而部分将进入到支路的转移管11中，进而混合净化液由转移管11到达蒸馏塔12中，混合液将会经过蒸馏而分离出汞蒸气，分离后的净化液与蒸馏塔12底部积累，经过蒸馏而使得汞蒸气由过渡管23进入冷凝塔24中，继而由收集罐26中收集，并且处理后的净化液在触发机构触发后，在回流泵13的驱动下回到净液箱4中，实现净化液的回收循环使用；
51.在净液箱4内部净化液量不断使用而降低时，内部浮板32所受浮力降低，进而下落，进而导致两个触头33相互接触，进而触发回流泵13的启动开关，使得回流泵13得以泵送蒸馏塔12内部净化液，使其经高温管15到达冷却管17中，继而由低温管16到达净液箱4中，实现对净化液的补充；
52.由于冷却管17的螺旋设置，使得高温的净化液能够在冷却箱14中流动足够长的时间，进而得到充分的降温处理，最终能够正常进行净化吸收处理，并且散热泵18将会不断的抽吸冷却箱14中的冷却液，使得冷却液沿着提升管19、出发管20、散热管22及回流管21流动，从而实现了冷却液的循环流动，使得吸收了热量的冷却液能够通过与外部环境交换热量而逐步散热，保持降温性能，并且散去的热量将大量被转移管11吸收，从而实现对转移管11内部混合液的加热预处理，实现能量的回收利用，降低能源损耗；
53.最后结束时，关闭二流管29中的阀门，使二流管29封闭，完全排出净化后的天然气流体。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。