[发明专利]集束式气升脱硫反应器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种湿法脱硫反应器，尤其涉及一种集束式气升脱硫反应器，属于化学工程设备技术领域。

背景技术：

络合铁法是在液相中利用Fe³⁺L的氧化性直接将酸气中H₂S转化为单质S，集脱硫与硫磺回收于一体。具有流程简单，脱硫效率高，工艺经济合理等优点，广泛应用于天然气、石油化工等领域。由于没有化学平衡限制，H₂S脱除率可达99.9%，在潜硫含量小于30吨/天时比克劳斯工艺更加经济实惠，且具有设备简单、操作方便、占地面积小等优点，特别适用于中小型潜硫含量的脱硫应用。

络合铁脱硫的主要反应可分为吸收反应和再生反应。

吸收反应：

再生反应：

传统的脱硫气升反应器一般为内外筒结构，即一个外筒内置一个内筒，内筒一般为吸收区，外筒与内筒组成的环隙为氧化区。通常控制外筒的空塔气速大于内筒的空塔气速，使外筒的气含率高于内筒的气含率，由此造成外筒的表观密度小于内筒的表观密度，由于密度差的存在，内、外筒液体将形成自动循环。通入内筒中的H₂S被Fe³⁺L氧化为单质硫沉至反应器锥部，同时Fe³⁺L被还原为Fe²⁺L，Fe²⁺L随着溶液循环至氧化区与空气接触再生。

传统的脱硫气升反应器虽然具有结构简单，操作方便的优点，但是这种结构也有一些显著的缺点。

吸收区面积由酸气量所决定，而氧化区面积则由酸气量与其所含H₂S浓度所决定。对于酸气量较大，而H₂S浓度又较低（体积分数<1%）的酸气来说，所需吸收区面积远大于氧化区面积，对这样一种工况，无论是内筒或者环隙作为吸收区都会造成流体循环不均匀，形成循环死区等问题。如果人为扩大氧化区面积，则会造成空气过量，使系统内副反应产物——硫代硫酸盐含量增高，进而造成配比液密度上升过快，导致尾气超标。

而当处理酸气的潜硫含量较高时，所需反应器的尺寸较大，简单的内外筒结构同样会造成严重的流体不均问题，副产物硫代硫酸盐含量升高，影响反应效率。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种提高传质效率，减少液体局部旋涡的产生，流体循环均匀，减少循环死区，使传质更加充分的集束式气升脱硫反应器。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：集束式气升脱硫反应器，其由设有放空口的外筒、内筒、酸气气体分布器、空气气体分布器及具有硫磺收集作用的锥底构成，其特征在于外筒内设有至少3个相互等径同高且均匀分布的内筒，所有内筒与外筒底部处在同一水平面，内筒上端壁面上设有均匀分布的筛孔，内筒内为吸收区，内筒外环隙区域为氧化区，所述酸气分布器设在内筒底部，空气分布器设在内筒外环隙区域。

为了进一步实现本发明的目的，所述的内筒高度至少比高高液位高出300 mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的内筒的高径比不小于5。

为了进一步实现本发明的目的，所述的内筒的数量为3-20个。

为了进一步实现本发明的目的，所述的内筒的数量为3个，三个内筒均匀排列呈三角形分布。

为了进一步实现本发明的目的，所述的筛孔的位置上沿比高高液位高100 mm，下沿比低低液位低100 mm的区间内。

为了进一步实现本发明的目的，所述的筛孔直径在5~15 mm。

为了进一步实现本发明的目的，所述的酸气分布器在内筒内均匀排列，空气分布器在环隙区域均匀排列。

为了进一步实现本发明的目的，所述的外筒下部的锥底是圆锥结构，锥形角度在45~55度。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明能有效克服传统气升式脱硫反应器在处理低H₂S浓度酸气时吸收区和氧化区比例失调所引起的流体循环不均匀，循环死区等问题，在同等工况，相同吸收面积的条件下，增加了反应时的气液接触比表面积，提高了传质效率；而多个内筒构成的蜂窝状结构无论对于吸收区还是氧化区来讲，都有利于减少液体局部旋涡的产生，减少循环死区，使传质更加充分。

附图说明：

图1为本发明的结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，但不应理解为对本发明的限制：