一种天然气脱硫工艺装置论文和设计-王建军

全文摘要

本实用新型公开了一种天然气脱硫工艺装置，包括原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、鼓风机、再生空气冷却器、再生塔、贫液循环泵、贫液罐、硫沫罐、硫沫泵、硫磺压滤机、滤液收集罐、滤液回收泵，本装置在吸收塔、再生塔、贫液罐中均设置有环形槽将硫泡沫收集、转移至硫沫罐中处理，运行时循环液中硫磺含量低，避免了其在相关设备里粘附造成堵塞；在吸收塔中设置了挡板，可以对吸收塔中气体中夹带物进行分离，避免硫沫及液体夹带至净化气分离器，导致设备堵塞和脱硫剂的损失，同时减小了净化气分离器的处理负荷；将空气引入贫液罐，并设置有空气分布器，使脱硫剂在贫液罐中继续再生，以达到再生完全、脱硫剂循环使用的目的。

主设计要求

1.一种天然气脱硫工艺装置，其特征在于，包括原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、鼓风机、再生空气冷却器、再生塔、贫液循环泵、贫液罐、硫沫罐、硫沫泵、硫磺压滤机、滤液收集罐和滤液回收泵、吸收塔中心混合管、再生塔中心混合管、高位水罐、药剂罐；所述原料气分离器上设置有含硫气进气管线、原料气分离器出气管线和原料气分离器出液管线，所述原料气分离器出气管线与吸收塔中心混合管相连；所述吸收塔中从上到下依次设置有挡板、吸收塔液体喷头、吸收塔环形槽和吸收塔分布器，吸收塔上设置有吸收塔出气管线、与吸收塔液体喷头相连的吸收塔第一进液管线、与吸收塔分布器相连的吸收塔第二进液管线、与吸收塔环形槽相对应的吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线，所述吸收塔第二进液管线与吸收塔中心混合管相连，所述吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线均与吸收塔出液总管相连；所述净化气分离器上设置有净化气分离器入口、净化气出气管线和净化气分离器出液管线，所述吸收塔出气管线与净化气分离器入口相连，所述净化气分离器出液管线也与所述吸收塔出液总管相连；所述闪蒸分离器上设置有闪蒸分离器液体入口管线、闪蒸分离器出气管线和闪蒸分离器出液管线，所述吸收塔出液总管与闪蒸分离器液体入口管线相连，吸收塔出液总管还经闪蒸分离器跨线与再生塔中心混合管相连，所述闪蒸分离器出液管线与再生塔中心混合管相连；所述鼓风机出口与鼓风机空气冷却器相连，所述鼓风机空气冷却器出口连接有第一空气支管和第二空气支管，所述第一空气支管与再生塔中心混合管相连；所述再生塔中从上向下依次设置有再生塔环形槽和再生塔分布器，所述再生塔中心混合管与再生塔分布器相连，所述再生塔上设置再生塔环形槽进液管线、再生塔环形槽出液管线、再生塔液位调节管线和再生塔底部出液管线，所述再生塔液位调节管线与贫液罐相连，所述再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连，所述再生塔液位调节管线上设置有液位调节器；所述贫液罐中设置有贫液罐环形槽和空气分布器，所述空气分布器与第二空气支管相连，所述贫液罐上设置有贫液罐环形槽出液管线、贫液罐底部出液管线和贫液罐抽液管线，所述贫液罐抽液管线与贫液循环泵入口相连，所述再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连；所述贫液循环泵出口与贫液循环泵出口第一支管和贫液循环泵出口第二支管相连，所述贫液循环泵出口第二支管与吸收塔中心混合管和吸收塔第一进液管线相连，所述贫液循环泵出口第一支管与再生塔环形槽进液管线相连；所述硫沫罐上设置有硫沫罐底部出液管线；所述再生塔底部出液管线、贫液罐底部出液管线、硫沫罐底部出液管线均与硫沫泵入口连接，所述硫沫泵出口与硫磺压滤机相连，所述硫磺压滤机上设置有硫磺压滤机出液管线和硫磺固体出口，所述硫磺压滤机出液管线与滤液收集罐相连，所述滤液收集罐与滤液回收泵入口相连，所述滤液回收泵出口与贫液罐相连；所述高位水罐和药剂罐均与贫液罐相连。

设计方案

1.一种天然气脱硫工艺装置，其特征在于，包括原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、鼓风机、再生空气冷却器、再生塔、贫液循环泵、贫液罐、硫沫罐、硫沫泵、硫磺压滤机、滤液收集罐和滤液回收泵、吸收塔中心混合管、再生塔中心混合管、高位水罐、药剂罐；

所述原料气分离器上设置有含硫气进气管线、原料气分离器出气管线和原料气分离器出液管线，所述原料气分离器出气管线与吸收塔中心混合管相连；

所述吸收塔中从上到下依次设置有挡板、吸收塔液体喷头、吸收塔环形槽和吸收塔分布器，吸收塔上设置有吸收塔出气管线、与吸收塔液体喷头相连的吸收塔第一进液管线、与吸收塔分布器相连的吸收塔第二进液管线、与吸收塔环形槽相对应的吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线，所述吸收塔第二进液管线与吸收塔中心混合管相连，所述吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线均与吸收塔出液总管相连；

所述净化气分离器上设置有净化气分离器入口、净化气出气管线和净化气分离器出液管线，所述吸收塔出气管线与净化气分离器入口相连，所述净化气分离器出液管线也与所述吸收塔出液总管相连；

所述闪蒸分离器上设置有闪蒸分离器液体入口管线、闪蒸分离器出气管线和闪蒸分离器出液管线，所述吸收塔出液总管与闪蒸分离器液体入口管线相连，吸收塔出液总管还经闪蒸分离器跨线与再生塔中心混合管相连，所述闪蒸分离器出液管线与再生塔中心混合管相连；

所述鼓风机出口与鼓风机空气冷却器相连，所述鼓风机空气冷却器出口连接有第一空气支管和第二空气支管，所述第一空气支管与再生塔中心混合管相连；

所述再生塔中从上向下依次设置有再生塔环形槽和再生塔分布器，所述再生塔中心混合管与再生塔分布器相连，所述再生塔上设置再生塔环形槽进液管线、再生塔环形槽出液管线、再生塔液位调节管线和再生塔底部出液管线，所述再生塔液位调节管线与贫液罐相连，所述再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连，所述再生塔液位调节管线上设置有液位调节器；

所述贫液罐中设置有贫液罐环形槽和空气分布器，所述空气分布器与第二空气支管相连，所述贫液罐上设置有贫液罐环形槽出液管线、贫液罐底部出液管线和贫液罐抽液管线，所述贫液罐抽液管线与贫液循环泵入口相连，所述再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连；

所述贫液循环泵出口与贫液循环泵出口第一支管和贫液循环泵出口第二支管相连，所述贫液循环泵出口第二支管与吸收塔中心混合管和吸收塔第一进液管线相连，所述贫液循环泵出口第一支管与再生塔环形槽进液管线相连；

所述硫沫罐上设置有硫沫罐底部出液管线；

所述再生塔底部出液管线、贫液罐底部出液管线、硫沫罐底部出液管线均与硫沫泵入口连接，所述硫沫泵出口与硫磺压滤机相连，所述硫磺压滤机上设置有硫磺压滤机出液管线和硫磺固体出口，所述硫磺压滤机出液管线与滤液收集罐相连，所述滤液收集罐与滤液回收泵入口相连，所述滤液回收泵出口与贫液罐相连；

所述高位水罐和药剂罐均与贫液罐相连。

2.根据权利要求1所述的一种天然气脱硫工艺装置，其特征在于，所述原料气分离器出液管线、吸收塔底部出液管线、净化气出气管线、净化气分离器出液管线、闪蒸分离器出气管线、闪蒸分离器出液管线上均设置有控制阀；所述原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、再生塔、贫液罐、硫沫罐、滤液收集罐、高位水罐、药剂罐上均设置有液位传感器；所述贫液循环泵出口第二支管、吸收塔第一进液管线、第二空气支管均设置有流量计。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及天然气脱硫技术领域，具体涉及一种天然脱硫工艺装置。

背景技术

天然气是一种高能量、无污染的化石能源，但是从地层中开采出的天然气多含有硫化氢。硫化氢有剧毒与强腐蚀性，会腐蚀管道和装置，危害环境和人类健康，属于必须控制的大气污染物，因此天然气脱硫是天然气加工处理中的重要环节。

目前天然气脱硫方式较多，与其他脱硫方式相比，液相氧化还原法是一种脱硫选择性强、适用范围广、投资低的脱硫方式，然而在天然气脱硫过程采用此脱硫方法常常出现管线或装置被堵塞的难题，影响装置的长周期运行。

实用新型内容

鉴于以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种天然气脱硫工艺装置，本工艺装置旨在解决采用液相氧化法进行天然气脱硫过程中的堵塞问题。

本实用新型采用以下技术方案为：

一种天然气脱硫工艺装置，包括原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、鼓风机、再生空气冷却器、再生塔、贫液循环泵、贫液罐、硫沫罐、硫沫泵、硫磺压滤机、滤液收集罐和滤液回收泵、吸收塔中心混合管、再生塔中心混合管、高位水罐、药剂罐；

原料气分离器上设置有含硫气进气管线、原料气分离器出气管线和原料气分离器出液管线，原料气分离器出气管线与吸收塔中心混合管相连；

吸收塔中从上到下依次设置有挡板、吸收塔液体喷头、吸收塔环形槽和吸收塔分布器，吸收塔上设置有吸收塔出气管线、与吸收塔液体喷头相连的吸收塔第一进液管线、与吸收塔分布器相连的吸收塔第二进液管线、与吸收塔环形槽相对应的吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线，吸收塔第二进液管线与吸收塔中心混合管相连，吸收塔环形槽出液管线、吸收塔底部出液管线均与吸收塔出液总管相连；

净化气分离器上设置有净化气分离器入口、净化气出气管线和净化气分离器出液管线，吸收塔出气管线与净化气分离器入口相连，净化气分离器出液管线也与吸收塔出液总管相连；

闪蒸器分离器上设置有闪蒸分离器液体入口管线、闪蒸分离器出气管线和闪蒸分离器出液管线，吸收塔出液总管与闪蒸分离器液体入口管线相连，吸收塔出液总管还经闪蒸分离器跨线与再生塔中心混合管相连，闪蒸分离器出液管线与再生塔中心混合管相连；

鼓风机出口与鼓风机空气冷却器相连，鼓风机空气冷却器出口连接有第一空气支管和第二空气支管，第一空气支管与再生塔中心混合管相连；

再生塔中从上向下依次设置有再生塔环形槽和再生塔分布器，再生塔中心混合管与再生塔分布器相连，再生塔上设置再生塔环形槽进液管线、再生塔环形槽出液管线、再生塔液位调节管线和再生塔底部出液管线，再生塔液位调节管线与贫液罐相连，再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连，再生塔液位调节管线上设置有液位调节器；

贫液罐中设置有贫液罐环形槽和空气分布器，空气分布器与第二空气支管相连，贫液罐上设置有贫液罐环形槽出液管线、贫液罐底部出液管线和贫液罐抽液管线，贫液罐抽液管线与贫液循环泵入口相连，再生塔环形槽出液管线与硫沫罐相连；

贫液循环泵出口与贫液循环泵出口第一支管和贫液循环泵出口第二支管相连，贫液循环泵出口第二支管与吸收塔中心混合管和吸收塔第一进液管线相连，贫液循环泵出口第一支管与再生塔环形槽进液管线相连；

硫沫罐上设置有硫沫罐底部出液管线；

再生塔底部出液管线、贫液罐底部出液管线、硫沫罐底部出液管线均与硫沫泵入口连接，硫沫泵出口与硫磺压滤机相连，硫磺压滤机上设置有硫磺压滤机出液管线和硫磺固体出口，硫磺压滤机出液管线与滤液收集罐相连，滤液收集罐与滤液回收泵入口相连，滤液回收泵出口与贫液罐相连；

高位水罐和药剂罐均与贫液罐相连。

优选的，原料气分离器出液管线、吸收塔底部出液管线、净化气分离器出液管线、闪蒸分离器出气管线、闪蒸分离器出液管线上均设置有控制阀；原料气分离器、吸收塔、净化气分离器、闪蒸分离器、再生塔、贫液罐、硫沫罐、滤液收集罐、高位水罐、药剂罐上均设置有液位传感器；贫液循环泵出口第二支管、吸收塔第一进液管线、第二空气支管均设置有流量计。

本实用新型工作原理如下：

含硫天然气进入原料气分液器分离出游离水和其他液滴后通过吸收塔中心混合管后进入吸收塔下部。在吸收塔中，自贫液循环泵来的脱硫剂分两路进入吸收塔，一路从吸收塔液体喷头处进入吸收塔并与含硫天然气充分接触、反应，另一路通过吸收塔中心混合管与含硫天然气混合后进入吸收塔下部，含硫天然气中的硫化氢被吸收，净化气从吸收塔上部流出，经净化气分离器分离出液体后进入下游装置。

吸收塔中脱硫剂吸收硫化氢后形成脱硫富液，正常时，富液经吸收塔底部出液管线外送，当吸收塔内硫磺上浮形成硫泡沫后，可以提高吸收塔液位，让硫泡沫进入吸收塔上部吸收塔环形槽再自流入吸收塔环形槽出液管线继而外排。当含硫天然气来气压力大于0.2MPa(g)时，闪蒸分离器投用，富液经闪蒸分离器闪蒸出气体后再进入下游再生塔；当含硫天然气来气压力小于0.2MPa(g)时富液通过闪蒸分离器跨线直接进入再生塔。

富液与风机送来的空气在再生塔中心混合管中混合后进入再生塔下部。在再生塔中，空气与脱硫富液混合发生氧化再生反应，脱硫富液中的硫化物被氧化成单质硫，脱硫剂富液再生成贫液，多余的空气通过再生塔顶部排空口排出。贫液罐中，未被氧化的硫化物再与风机来空气发生氧化再生反应，硫化物被氧化为硫单质。再生塔内和贫液罐内的硫磺上浮形成硫泡沫分别经其上部环形槽后再自流入硫泡沫罐内，然后通过硫沫泵送入硫磺压滤机进行压滤成型，滤后清液排至滤液收集罐然后由滤液回收泵送回贫液罐。

再生塔中部贫液经液位调节器后自流进入贫液罐，然后由贫液循环泵增压后送入吸收塔完成溶液循环过程。

净化气分离器中凝液自压进入吸收塔出液总管。

系统设有高位水箱和药剂罐及其配套管线用于补充药剂和新鲜水，维持系统脱硫剂性质及各塔、罐液位稳定。

本实用新型的有益效果如下：

本装置设置有贫液罐，在吸收塔、再生塔、贫液罐中均设置有环形槽将硫泡沫收集、转移至硫沫罐中处理，运行时循环液中硫磺含量低，避免了其在相关设备里粘附造成堵塞；在吸收塔中设置了挡板，可以对吸收塔中气体中夹带物进行分离，避免硫沫及液体夹带至净化气分离器，导致设备堵塞和脱硫剂的损失，同时减小了净化气分离器的处理负荷；将空气引入贫液罐，并设置有空气分布器，使脱硫剂在贫液罐中继续再生，以达到再生完全、脱硫剂循环使用的目的。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图中，原料气分离器1、含硫气进气管线101、原料气分离器出气管线102、原料气分离器出液管线103、吸收塔2、挡板201、吸收塔液体喷头202、吸收塔环形槽203、吸收塔分布器204、吸收塔出气管线205、吸收塔第一进液管线206、吸收塔第二进液管线207、吸收塔环形槽出液管线208、吸收塔底部出液管线209、吸收塔出液总管210、净化气分离器3、净化气分离器入口301、净化气出气管线302、净化气分离器出液管线303、闪蒸分离器4、闪蒸分离器液体入口管线401、闪蒸分离器出气管线402、闪蒸分离器出液管线403、鼓风机5、再生空气冷却器6、第一空气支管601、第二空气支管602、再生塔7、再生塔环形槽701、再生塔分布器702、再生塔环形槽进液管线703、再生塔环形槽出液管线704、再生塔液位调节管线705、再生塔底部出液管线706、贫液循环泵8、贫液循环泵出口第一支管801、贫液循环泵出口第二支管802、贫液罐9、贫液罐环形槽901、空气分布器902、贫液罐环形槽出液管线903、贫液罐底部出液管线904、贫液罐抽液管线905、硫沫罐10、硫沫罐底部出液管线1001、硫沫泵11、硫磺压滤机12、硫磺压滤机出液管线1201、硫磺固体出口1202、滤液收集罐13和滤液回收泵14、吸收塔中心混合管15、再生塔中心混合管16、高位水罐17、药剂罐18；

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例：

一种天然气脱硫工艺装置，包括原料气分离器1、吸收塔2、净化气分离器3、闪蒸分离器4、鼓风机5、再生空气冷却器6、再生塔7、贫液循环泵8、贫液罐9、硫沫罐10、硫沫泵11、硫磺压滤机12、滤液收集罐13和滤液回收泵14、吸收塔中心混合管15、再生塔中心混合管16、高位水罐17、药剂罐18；

所述原料气分离器1上设置有含硫气进气管线101、原料气分离器出气管线102和原料气分离器出液管线103，所述原料气分离器出气管线102与吸收塔中心混合管15相连；

所述吸收塔2中从上到下依次设置有挡板201、吸收塔液体喷头202、吸收塔环形槽203和吸收塔分布器204，吸收塔2上设置有吸收塔出气管线205、与吸收塔液体喷头202相连的吸收塔第一进液管线206、与吸收塔分布器204相连的吸收塔第二进液管线207、与吸收塔环形槽203相对应的吸收塔环形槽出液管线208、吸收塔底部出液管线209，所述吸收塔第二进液管线207与吸收塔中心混合管15相连，所述吸收塔环形槽出液管线208、吸收塔底部出液管线209均与吸收塔出液总管210相连；

所述净化气分离器3上设置有净化气分离器入口301、净化气出气管线302和净化气分离器出液管线303，所述吸收塔出气管线205与净化气分离器入口301相连，所述净化气分离器出液管线303也与所述吸收塔出液总管210相连；

所述闪蒸器分离器4上设置有闪蒸分离器液体入口管线401、闪蒸分离器出气管线402和闪蒸分离器出液管线403，所述吸收塔出液总管210与闪蒸分离器液体入口管线401相连，吸收塔出液总管210还经闪蒸分离器跨线404与再生塔中心混合管16相连，所述闪蒸分离器出液管线403与再生塔中心混合管16相连；

所述鼓风机出口5与鼓风机空气冷却器6相连，所述鼓风机空气冷却器6出口连接有第一空气支管601和第二空气支管602，所述第一空气支管601与再生塔中心混合管16相连；

所述再生塔7中从上向下依次设置有再生塔环形槽701和再生塔分布器702，所述再生塔中心混合管16与再生塔分布器702相连，所述再生塔7上设置再生塔环形槽进液管线703、再生塔环形槽出液管线704、再生塔液位调节管线705和再生塔底部出液管线706，所述再生塔液位调节管线705与贫液罐9相连，所述再生塔环形槽出液管线704与硫沫罐10相连，所述再生塔液位调节管线705上设置有液位调节器；

所述贫液罐9中设置有贫液罐环形槽901和空气分布器902，所述空气分布器902与第二空气支管602相连，所述贫液罐9上设置有贫液罐环形槽出液管线903、贫液罐底部出液管线904和贫液罐抽液管线905，所述贫液罐抽液管线905与贫液循环泵8入口相连，所述再生塔环形槽出液管线704与硫沫罐10相连；

所述贫液循环泵8出口与贫液循环泵出口第一支管801和贫液循环泵出口第二支管802相连，所述贫液循环泵出口第二支管802与吸收塔中心混合管15和吸收塔第一进液管线206相连，所述贫液循环泵出口第一支管801与再生塔环形槽进液管线703相连；

所述硫沫罐10上设置有硫沫罐底部出液管线1001；

所述再生塔底部出液管线706、贫液罐底部出液管线904、硫沫罐底部出液管线1001均与硫沫泵11入口连接，所述硫沫泵11出口与硫磺压滤机12相连，所述硫磺压滤机12上设置有硫磺压滤机出液管线1201和硫磺固体出口1202，所述硫磺压滤机出液管线1201与滤液收集罐13相连，所述滤液收集罐13与滤液回收泵14入口相连，所述滤液回收泵14出口与贫液罐9相连；

所述高位水罐17和药剂罐18均与贫液罐10相连。

所述原料气分离器出液管线103、吸收塔底部出液管线209、净化气出气管线302、净化气分离器出液管线303、闪蒸分离器出气管线402、闪蒸分离器出液管线403上均设置有控制阀19；所述原料气分离器1、吸收塔2、净化气分离器3、闪蒸分离器4、再生塔7、贫液罐9、硫沫罐10、滤液收集罐13、高位水罐17、药剂罐18上均设置有液位传感器20；所述贫液循环泵出口第二支管802、吸收塔第一进液管线206、第二空气支管602均设置有流量计21。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、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，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。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

设计图

一种天然气脱硫工艺装置论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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