硫化氢废气喷射吸收装置论文和设计-李孝常

全文摘要

本实用新型提供了一种硫化氢废气喷射吸收装置，包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐、第一喷射泵以及第一文丘里管，一级循环吸收罐上设置有安装口、第一出液口、第一出气口以及第一排渣口，第一文丘里管安装于安装口上，第一文丘里管连通一级循环吸收罐，第一喷射泵的一端连接于第一出液口，第一喷射泵的另一端连接于第一文丘里管，第一文丘里管上设置有废气进气口。通过将反应液高速喷出，在硫化氢进入通道处形成较大的内外气压差，硫化氢废气被强制吸入到循环吸收罐内，与高速的反应液一起射入循环吸收罐中，提高吸收效率。

主设计要求

1.一种硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐、第一喷射泵以及第一文丘里管，所述一级循环吸收罐上设置有安装口、第一出液口、第一出气口以及第一排渣口，所述第一文丘里管安装于所述安装口上，所述第一文丘里管连通所述一级循环吸收罐，所述第一喷射泵的一端连接于所述第一出液口，所述第一喷射泵的另一端连接于所述第一文丘里管，所述第一文丘里管上设置有废气进气口。

设计方案

2.根据权利要求1所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，还包括第一回流管，所述第一回流管的一端连通所述第一出气口，所述第一回流管的另一端连通所述第一文丘里管。

3.根据权利要求2所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，所述第一回流管上设置有第一单向阀门，所述第一单向阀令所述第一出气口向所述第一文丘里管畅通，且令所述第一文丘里管向所述第一出气口阻断。

4.根据权利要求1所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，所述一级循环吸收罐的罐壁上设置有冷却水循环通道，所述冷却水循环通道具备冷却液进口以及冷却液出口。

5.根据权利要求1所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，所述第一文丘里管安装于所述循环吸收液的顶部，所述第一排渣口设置于所述循环吸收罐的底部，所述第一出液口靠近所述循环吸收液的底部设置。

6.根据权利要求1所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，所述一级循环吸收罐上设置有进水口、添料口以及催化剂添加口。

7.根据权利要求1所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，还包括二级循环吸收罐、第二喷射泵以及第二文丘里管，所述第二喷射泵以及所述第二文丘里管均安装于所述二级循环吸收罐上，所述循环吸收罐上设置有第二出液口、第二出气口以及第二排渣口，所述第二出气口与所述第二文丘里管连通；所述第二喷射泵连接于所述第二文丘里管和所述第二出液口之间。

8.根据权利要求7所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，还包括第二回流管，所述第二回流管的一端连接所述第二出气口，所述第二回流管的另一端连接所述第一文丘里管。

9.根据权利要求8所述的硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，所述第二回流管上安装有第二单向阀门，所述第二单向阀令所述第二出气口向所述第一文丘里管畅通，且令所述第一文丘里管向所述第二出气口阻断。

10.一种硫化氢废气喷射吸收装置，其特征在于，包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐、第一喷射泵、第一文丘里管以及用于检测硫化氢浓度的硫化氢浓度检测传感器，所述一级循环吸收罐上设置有安装口、第一出液口、第一出气口以及第一排渣口，所述第一文丘里管安装于所述安装口上，所述第一文丘里管连通所述一级循环吸收罐，所述第一喷射泵的一端连接于所述第一出液口，所述第一喷射泵的另一端连接于所述第一文丘里管，所述第一文丘里管上设置有废气进气口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工业废气处理设备领域，具体而言，涉及一种硫化氢废气喷射吸收装置。

背景技术

硫化氢是具有腐蚀性的有毒气体。人类可耐受程度为150mg\/m3(标准状况)，此时，会伴轻度的头痛、疲惫感觉。但当浓度达到1000－1500mg\/m3时，会导致意识丧失、致死等急性中毒症状。因此，国家规定硫化氢作业场所的最高容许浓度限定为10mg\/m3。因此，对其达标处理是生产和使用企业不可推卸的责任。

目前国内、外处理硫化氢废气的专利方法较少，但文献报道方法较多。其处理依据无外乎是利用硫化氢的弱酸性、还原性和可燃性质。其中干法脱硫仅适用于天然气的脱硫和和炼油厂的硫化氢废气处理。对于小批量、间歇性的废气治理，通常采用湿法吸收处理。它又分为液体吸收法和吸收氧化法。但液体吸收法的缺陷是吸收剂不能再生利用，易形成二次污染，而吸收氧化法中的吸收剂则可以循环利用，避免了二次污染，而且成本低。

在吸收氧化方法众，尤以碳酸钠为碱性吸收剂，对苯二酚为催化剂，在水溶液中自动进行的循环氧化方法应当属于当前最经济、高效的优选方法。

然而，欲实现高效吸收氧化，必须有与之匹配的高效吸收装置，否则，实际应用效果必然大打折扣。

在当前所有湿式脱硫方法中，不管哪一种，均需借助于喷淋吸收装置来完成。然而，此装置缺陷是不容忽视的，即对废气的吸收率普遍较低。概因常压下自然吸收的致命缺陷，即便是多级喷淋塔串联吸收，最末端还要加装一组活性炭或碳纤维吸收装置，才能实现废气的达标排放。然而，无论是活性炭或碳纤维，吸附饱和后必须定要进行解析处理或更换新的活性炭或碳纤维，不仅费时、费力，尤其是解析液和碳渣又成为二次污染源。其次，这种多级串联吸收装置运行过程能耗高，设备占用面(体)积偏大。尤其难以满足当前低碳环保的时代要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硫化氢废气喷射吸收装置，以改善传统的硫化氢废气吸收存在吸收效率低、成本高、排放不易达标的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型提供了一种硫化氢喷射吸收装置，包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐、第一喷射泵以及第一文丘里管，所述一级循环吸收罐上设置有安装口、第一出液口、第一出气口以及第一排渣口，所述第一文丘里管安装于所述安装口上，所述第一文丘里管连通所述一级循环吸收罐，所述第一喷射泵的一端连接于所述第一出液口，所述第一喷射泵的另一端连接于所述第一文丘里管，所述第一文丘里管上设置有废气进气口。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括第一回流管，所述第一回流管的一端连通所述第一出气口，所述第一回流管的另一端连通所述第一文丘里管。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一回流管上设置有第一单向阀门，所述第一单向阀令所述第一出气口向所述第一文丘里管畅通，且令所述第一文丘里管向所述第一出气口阻断。

在本实用新型较佳的实施例中，所述一级循环吸收罐的罐壁上设置有冷却水循环通道，所述冷却水循环通道具备冷却液进口以及冷却液出口。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一文丘里管安装于所述循环吸收液的顶部，所述第一排渣口设置于所述循环吸收罐的底部，所述第一出液口靠近所述循环吸收液的底部设置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述一级循环吸收罐上设置有进水口、添料口以及催化剂添加口。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括二级循环吸收罐、第二喷射泵以及第二文丘里管，所述第二喷射泵以及所述第二文丘里管均安装于所述二级循环吸收罐上，所述循环吸收罐上设置有第二出液口、第二出气口以及第二排渣口，所述第二出气口与所述第二文丘里管连通；所述第二喷射泵连接于所述第二文丘里管和所述第二出液口之间。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括第二回流管，所述第二回流管的一端连接所述第二出气口，所述第二回流管的另一端连接所述第一文丘里管。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第二回流管上安装有第二单向阀门，所述第二单向阀令所述第二出气口向所述第一文丘里管畅通，且令所述第一文丘里管向所述第二出气口阻断。

基于上述目的，本实用新型还提供了一种硫化氢废气喷射吸收装置，包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐、第一喷射泵、第一文丘里管以及用于检测硫化氢浓度的硫化氢浓度检测传感器，所述一级循环吸收罐上设置有安装口、第一出液口、第一出气口以及第一排渣口，所述第一文丘里管安装于所述安装口上，所述第一文丘里管连通所述一级循环吸收罐，所述第一喷射泵的一端连接于所述第一出液口，所述第一喷射泵的另一端连接于所述第一文丘里管，所述第一文丘里管上设置有废气进气口。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实用新型实施例提供了一种硫化氢废气喷射吸收装置，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该硫化氢废气喷射吸收装置工作过程中利用文丘里管的作用，使得由喷射泵抽至文丘里管内的反应液呈喷射状从文丘里管中喷出，由于高压喷射水流通过文丘里管时在缝隙出处产生强大压力差，将废气强力吸入，并使之被水流强力吸收，并随着反应液一起射入循环吸收罐中，与反应液充分混合，且高速喷射而出的反应液冲击循环吸收罐内的反应液，使得反应液搅拌均匀，硫化氢废气与反应液的混合更加均匀，反应效率高，以及随着氧化反应持续推进，单质硫自反应体系中不断沉淀析出，不断打破氧化反应平衡，更有利于循环氧化反应加速进行，硫化氢废气的吸收程度高，进过吸收反应后生成的气体可以直接排出，不会影响大气环境，环保安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的硫化氢废气喷射吸收装置的一级循环吸收罐的示意图；

图2为本实用新型实施例的硫化氢废气喷射吸收装置的一级循环吸收的示意图；

图3为本实用新型实施例的硫化氢废气喷射吸收装置的二级循环吸收罐的示意图；

图4为本实用新型实施例的硫化氢废气喷射吸收装置的变形结构示意图。

图标：001－一级循环吸收罐；010－安装口；020－第一出液口；030－第一出气口；040－第一排渣口；002－第一喷射泵；003－第一文丘里管；004－第一回流管；005－第一单向阀门；006－二级循环吸收罐；007－第二喷射泵；008－第二文丘里管；009－第二回流管；100－第二单向阀门；200－控制阀门；300－冷却水循环通道；310－冷却液进口；320－冷却液出口；400－硫化氢浓度检测传感器；500－反应液ph值检测器；600－温度检测传感器；700－监控室；800－压缩空气入口；900－添料口。

具体实施方式

鉴于此，发明人设计了一种硫化氢废气喷射吸收装置，通过将反应液高速喷出，在硫化氢进入通道处形成较大的内外气压差，硫化氢废气被强制吸入到循环吸收罐内，与高速的反应液一起射入循环吸收罐中，提高吸收效率。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1－图4，本实施例提供了一种硫化氢废气喷射吸收装置，用于通过氧化反应吸收硫化氢废气，达到环保排放的目的。

硫化氢废气喷射吸收装置包括用于储放循环吸收液的一级循环吸收罐001、第一喷射泵002、第一文丘里管003、硫化氢浓度检测传感器400、残余硫化氢尾气检测传感器、反应液ph值检测器500以及温度检测传感器600。一级循环吸收罐001上设置有安装口010、第一出液口020、第一出气口030以及第一排渣口040，第一文丘里管003安装于安装口010上，第一文丘里管003连通一级循环吸收罐001，第一喷射泵002的一端连接于第一出液口020，第一喷射泵002的另一端连接于第一文丘里管003，第一文丘里管003上设置有废气进气口。通过废气进气管道连接废气进气口，废气进气管道用于通入硫化氢废气。将硫化氢浓度检测传感器400设置在废气进气管道上，实时检测废气的硫化氢含量。在第一出气口030处安装有硫化氢尾气浓度检测传感器。一级循环吸收罐001的罐壁上设置有冷却水循环通道300，冷却水循环通道300具备冷却液进口以及冷却液出口。该冷却水循环通道300可以是安装在一级循环吸收罐001的罐壁上的管道的管腔。在冷却水循环通道300中安装有温度检测传感器600。在一级循环吸收罐001的罐体中安装有反应液ph值检测器500。

该硫化氢废气喷射吸收装置工作过程中利用文丘里管的作用，使得由喷射泵抽至文丘里管内的反应液呈喷射状从文丘里管中喷出，由于高压喷射水流通过文丘里管时在缝隙出处产生强大压力差，将废气强力吸入，并使之被水流强力吸收，且随着反应液一起射入循环吸收罐中，与反应液充分混合，且高速喷射而出的反应液冲击循环吸收罐内的反应液，使得反应液搅拌均匀，硫化氢废气与反应液的混合更加均匀，反应效率高，以及随着氧化反应持续推进，单质硫自反应体系中不断沉淀析出，不断打破氧化反应平衡，更有利于循环氧化反应加速进行，硫化氢废气的吸收程度高，进过吸收反应后生成的气体可以直接排出，不会影响大气环境，环保安全。

本实施例提到的氧化吸收法包含硫化氢的吸收和中间产品硫氢化钠、硫化钠的氧化以及氢氧化钠与碳酸氢钠的中和反应三个化学过程。即用碱性吸收液吸收硫化氢先生成硫氢化钠(钾)和碳酸氢钠(钾)，硫氢化钠与碳酸钠(钾)作用生产硫化钠(钾)和碳酸氢钠(钾)。在催化剂的作用下硫氢化钠、硫化钠与氧作用有生产氢氧化钠和硫磺。产生的氢氧化钠(钾)又与循环吸收过程中产生的碳酸氢钠反应又得到吸收剂碳酸钠，从而实现吸收剂的再生，如此往复循环，碳酸钠就可以不断地重复利用。

上述循环吸收氧化过程用反应式表示如下：

1.硫化氢的吸收：

H2S+Na2CO3＝NaHS+NaHCO3

NaHS+Na2CO3＝Na2S+NaHCO3

2.硫氢化钠和硫化钠的氧化：

NaHS+1\/2O＝NaOH+S↓

Na2S+1\/2O2+H2O＝2NaOH+S↓

3.氢氧化钠与碳酸氢钠的中和转化：

NaOH+NaHCO3＝Na2CO3+H2O↓

反应式中的氧气可以由空气替代，并以廉价的水为溶剂。可以间苯二酚为催化剂气添加浓度仅为0.02－0.05％。请参照图4，在罐体上设置有压缩空气入口800。

本实施例提供的硫化氢废气喷射吸收装置，由车间反应釜排出的硫化氢废气经废气进气管道送入第一文丘里管003，由高速喷射水流产生的真空吸入并被强力吸收(80％以上)，水流落入第一循环吸收罐所产生的强大冲击力，以及催化剂的催化作用，以及随着氧化反应持续推进，单质硫自反应体系中不断沉淀析出，不断打破氧化反应平衡，更有利于循环氧化反应加速进行。

本实施例中，氧化反应中唯一不能循环转化利用的副产物是单质硫(硫磺)。为不至于影响正常吸收操作，在喷射泵的进水口处加装一层滤网，并在滤网前端导管底部安装一只聚料漏仓和排料口，防止喷射泵前端进水管堵塞，同时在循环吸收罐的底部设置排渣口，便于排出单质硫。

实际安装时，第一文丘里管003安装于循环吸收液的顶部，第一排渣口040设置于循环吸收罐的底部，第一出液口020靠近循环吸收液的底部设置。

可选的，一级循环吸收罐001上设置有进水口、添料口900以及催化剂添加口，添加反应过程中需要的物质。

可选的，喷射吸收装置还包括第一回流管004，第一回流管004的一端连通第一出气口030，第一回流管004的另一端连通第一文丘里管003。第一回流管004上设置有第一单向阀门005，第一单向阀令第一出气口030向第一文丘里管003畅通，且令第一文丘里管003向第一出气口030阻断。

经过一次氧化反应未被吸收的硫化氢废气通过第一回流管004流入到一级循环吸收罐001中，进行二次吸收反应。在第一回流管004的管壁上安装有排气管，在排气管上设置有控制阀门200。

在其他实施例中，还包括二级循环吸收罐006、第二喷射泵007以及第二文丘里管008，第二喷射泵007以及第二文丘里管008均安装于二级循环吸收罐006上，循环吸收罐上设置有第二出液口、第二出气口以及第二排渣口，第二出气口与第二文丘里管008连通；第二喷射泵007连接于第二文丘里管008和第二出液口之间。二级循环吸收罐006上安装有反应液pb值检测器，在二级循环吸收罐006的罐壁上设置有冷却水循环通道300，冷却水循环通道300具备冷却液进口310以及冷却液出口320。该冷却水循环通道300可以是安装在二级循环吸收罐006的罐壁上的管道的管腔。在冷却水循环通道300中安装有温度检测传感器600。

硫化氢气体还可以通过管道直接导入到二级循环吸收罐006中，在一级循环吸收罐001检测或者排渣过程中，直接利用二级循环吸收罐006进行硫化氢废气的吸收反应。

实际安装时，第二出气口通过第二回流管009道连通至第一回流管004道，在第二回流管009管道上设置有第二单向阀门100。第二单向阀令所述第二出气口向所述第一文丘里管003畅通，且令所述第一文丘里管003向所述第二出气口阻断。控制阀门200用于阻断或者连通第二回流管009。第一回流管004的第一支路连通第二文丘里管008，在该第一支路上安装有单向阀以及控制阀门200，控制阀门200用于控制第一支路的通断，通过关闭第一支路，硫化氢废气和反应后生成的气体在第一回流管004之间流动。第一回流管004和第二回流管009之间安装有第二支路，第二支路上设置有单向阀。通过开启控制阀门200，第一回流管004中流动的气体可以进入到第二文丘里管008，然后进入到二级循环吸收罐006中反应吸收，经过二级循环吸收罐006反应吸收后剩余的气体可以直接排出，或者，再通过第二回流管009进入到第一文丘里管003中，再进入到一级循环吸收罐001内进行反应吸收。

可选的，反应液ph值检测器500、硫化氢浓度传感器和温度检测传感器600温均与监控室700的终端设备连接，在监控室700安装有显示器，实时数据直接显示在显示器上。

需要说明的是，一级循环吸收罐001和二级循环吸收罐006中的反应液较适宜的PH值为9.5－10.5，适宜的反应温度为25°－45℃。

第一文丘里管003和第二文丘里管008所产生的真空度范围在100－500mmHg之间，其中，第一喷射泵002所产生的真空度不低于200mmHg，第二喷射泵007所产生的真空度不低于100mmHg。

需要说明的是，经过三级吸收后的最后残余硫化氢气体经过排气口前端硫化氢气体流量计测定，流量已降至0.072－0.078g\/min(0.0012－0.0013g\/sec，流量下降率：99.6％)。因而在排出口处的硫化氢浓度已经低于10mg\/m3的国家标准。

需要说明的是，仅利用一级循环吸收罐001进行硫化氢废气的吸收反应，即仅将经过第一喷射泵002吸收后的残余废气进过第一回流管004返回到第一喷射泵002的第一文丘里管003后作二级循环吸收氧化(实为二级和一级混合吸收形式)处理。而且，反应完成后经过排出口处的硫化氢残存气体流量(0.174－0.192g\/min→0.0029－0.0032g\/sec)虽稍高于三级吸收，但吸收率仍高达96％以上，并且排放口出口处硫化氢气体浓度依然低于国家规定排放标准。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

硫化氢废气喷射吸收装置论文和设计

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设计说明书

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