氧化再生塔和脱硫系统的制作方法

本技术涉及脱硫处理，尤其涉及一种氧化再生塔和脱硫系统。

背景技术：

1、随着全球工业的发展，能源的需求日益增加，天然气已成为能源与环境可持续性发展的必须。天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用越来越受到人们的重视。发展天然气工业，必须研究发展天然气净化工艺，解决天然气的输运储备和无害利用问题，尤其要脱除天然气中的硫化物，从源头上减小污染。

2、目前天然气脱硫广泛使用mdea法。mdea的化学名称为甲基二乙醇胺，一般是采用质量分数为25％～50％的mdea溶液。当天然气中的h2s气体经过mdea溶液时，h2s与其会发生速度极快的化学反应，达到除去h2s的目的，所以此法又叫化学吸收法。工业上采用吸收塔进行化学吸收法脱硫，并采用解析再生塔解析再生mdea溶液。在吸收塔中，天然气与mdea溶液对流接触，mdea溶液吸收天然气中大部分的h2s，净化后的天然气从吸收塔的上部排出，富有h2s的富液溶液从吸收塔的底部流出。之后富液溶液进入闪蒸罐，通过闪蒸降压除去富液溶液中吸收的烃类杂质。闪蒸降压后的富液溶液泵入解析再生塔，富液溶液中的h2s和部分co2被解析释放出来并变为贫液溶液。贫液溶液通过热交换器回收热量后，由循环泵加压泵入至吸收塔循环使用。

3、解析再生塔解析收集到的酸性气体成分较为简单，其中h2s含量高达40％～70％。工业上采用脱硫塔对该含有h2s的解析气进行脱硫，并采用氧化再生塔氧化再生脱硫液。常用络合铁湿法脱硫工艺进行脱硫，在脱硫塔中，脱硫液以三价络合铁离子为催化剂，脱硫液与解析气对流接触，h2s溶解在脱硫液中并被转化成单质硫，同时脱硫液中的三价络合铁离子被还原为二价络合铁离子。单质硫聚集为硫磺，富含二价络合铁离子的脱硫液进入氧化再生塔再生。在氧化再生塔中，氧化再生过程以空气为氧化剂，空气中的氧气将脱硫液中二价络合铁离子重新氧化成三价络合铁离子，富含三价络合铁离子的脱硫液泵入到脱硫塔循环使用。

4、上述技术方案的氧化再生塔中，将空气以直接曝气的方式通入塔体内的脱硫液中，二价络合铁离子的氧化再生速度缓慢，影响了泵入到脱硫塔中三价络合铁离子脱硫液的浓度，从而造成脱硫液药效损失快、脱硫效果差的问题。因此，亟需一种提高络合铁脱硫液再生速度的氧化再生设备。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本技术实施例提供一种氧化再生塔和脱硫系统，氧化再生塔能够实现络合铁脱硫液的快速再生，以供脱硫塔循环使用，从而提高脱硫塔中络合铁脱硫液的浓度，避免出现药效损失快、脱硫效果差的问题。

2、为了实现上述目的，本技术实施例第一方面提供一种氧化再生塔，包括塔体，所述塔体的上部设置进液口，所述塔体的下部设置出液口，所述塔体的底部设置排硫口，所述塔体的顶部设置废气出口；

3、所述塔体内对应所述进液口和所述出液口之间设置曝气搅拌装置，所述曝气搅拌装置包括搅拌支架、滚筒和曝气管；

4、所述搅拌支架包括上旋转盘、下旋转盘和滚轴，所述上旋转盘和所述下旋转盘沿塔体高度方向上下相对设置，且所述上旋转盘与所述塔体的内壁、所述下旋转盘与所述塔体的内壁之间均具有第一液膜流动间隙；设置至少两根所述滚轴，至少两根所述滚轴沿所述上旋转盘的周向均匀分布，且各所述滚轴均连接于所述上旋转盘和所述下旋转盘的周向边缘之间；所述搅拌支架连接有用于驱动所述搅拌支架沿所述塔体的中心轴线旋转的驱动件；

5、所述滚筒的数量与所述滚轴的数量相等，所述滚筒一一对应地套装于所述滚轴的外周，各所述滚筒的内径与对应的所述滚轴的外径之间均具有间隙；在所述搅拌支架受所述驱动件旋转过程中，各所述滚筒旋转并于各所述滚筒与所述塔体的内壁之间具有第二液膜流动间隙，所述第二液膜流动间隙小于所述第一液膜流动间隙；

6、所述曝气管的数量与所述滚筒的数量相等，顺所述搅拌支架的旋转方向，所述曝气管一一对应地设置于所述滚筒的前侧，各所述曝气管靠近对应的所述滚筒的一侧均开设朝向所述塔体的内壁的曝气孔，各所述曝气管均与曝气风机连通。

7、在一种可以实现的实施方式中，所述第一液膜流动间隙的间隙范围为15～25mm，所述第二液膜流动间隙的间隙范围为0.1～1.0mm。

8、在一种可以实现的实施方式中，沿经过所述滚轴的中心的所述塔体径向上，所述滚轴的外壁与所述上旋转盘的外周之间的距离范围0～3mm；所述滚筒的外直径范围为110～120mm，所述滚筒的外直径为所述滚轴的直径的1.8～2.5倍。

9、在一种可以实现的实施方式中，所述曝气管的外直径为所述滚轴的直径的0.8～2.0倍；

10、和/或，在经过所述曝气孔的中心的所述塔体径向平面内，经过相邻的所述滚轴和所述曝气管的中心的两条半径之间的圆心角的范围为10°～15°，所述曝气孔的中心与所述曝气管的中心之间的连线，与经过所述曝气管的中心的所述塔体半径之间的夹角范围为10°～25°；

11、和/或，所述曝气孔的曝气压力范围为0.05～0.1mpa。

12、在一种可以实现的实施方式中，沿所述曝气管的延伸方向，设置多个所述曝气孔，相邻的所述曝气孔之间的中心距范围为4～9cm；

13、和/或，所述滚筒包括多个子滚筒，多个所述子滚筒依次套装于所述滚轴上。

14、在一种可以实现的实施方式中，所述曝气孔呈沿所述曝气管的轴向延伸的长条形孔，所述曝气孔的长度范围为3～8cm，所述曝气孔的宽度范围为0.5～2.5mm。

15、在一种可以实现的实施方式中，所述塔体内对应所述出液口的上方设置有挡板，所述挡板沿斜向下方向朝靠近所述塔体的中心的方向延伸；

16、和/或，所述排硫口位于所述塔体的底部中心，所述进液口和所述出液口位于所述塔体的侧壁上。

17、在一种可以实现的实施方式中，所述驱动件包括驱动电机，所述驱动电机安装于所述塔体的顶部，所述驱动电机的输出轴连接所述上旋转盘；

18、所述下旋转盘的中心设置内部中空的布气盘，所述布气盘的底部中心通过进气管连通位于塔体外的曝气风机，所述布气盘与所述曝气管之间连通有布气管。

19、在一种可以实现的实施方式中，沿所述搅拌支架的周向，设置多个所述滚轴和多个所述曝气管；

20、和/或，所述滚轴和所述曝气管均沿所述塔体的轴线方向延伸。

21、本技术实施例第二方面提供一种脱硫系统，包括脱硫塔、射流阀和如上所述的氧化再生塔，所述脱硫塔的富液出口连通至射流阀的工作液入口，所述脱硫塔的尾气出口连通至所述射流阀的引射气体入口，所述射流阀的射流液出口连通至所述氧化再生塔的进液口。

22、本技术实施例提供一种氧化再生塔和脱硫系统。该氧化再生塔包括塔体和曝气搅拌装置，富含二价络合铁离子的脱硫液从塔体上部的进液口进入塔体，脱硫液经过上旋转盘与塔体内壁之间的第一液膜流动间隙，形成顺塔体内壁流动的液膜。曝气搅拌装置在驱动件的作用下旋转，滚筒绕滚轴转动，并在设定的转速下受设定大小的离心力，而与塔体的内壁之间形成设定的第二液膜流动间隙的薄液膜。

23、曝气管的曝气孔偏向滚筒一侧开设，通过曝气孔向靠近滚筒的薄液膜鼓吹空气，空气中的氧气吹击掀动薄液膜，提高氧气与薄液膜的接触面积，氧气与薄液膜充分接触氧化反应；同时曝气孔与薄液膜不直接接触，避免出现氧化再生后的硫磺堵塞曝气孔等情况，减少了维修频率。随后在滚筒的压力作用下，被空气掀起的薄液膜被压合贴紧塔体内壁，防止了飞溅的薄液膜从中空部位直接落入塔体底部沉降区，避免脱硫液无法再进行氧化再生，同时滚筒的滚压力将硫泡沫挤碎，挤压也便于硫磺的聚集，减少硫泡沫的产生，沉降速度加快，并可以减少硫磺改性剂的用量，节约成本。至此，薄液膜中二价络合铁离子重新氧化成三价络合铁离子，同时生产的硫泡沫也被滚筒压碎聚集成硫磺，完成薄液膜的氧化再生过程。

24、随着搅拌支架不断旋转以及脱硫液沿塔体内壁的不断流动，薄液膜时刻更新并与氧气充分接触，快速完成薄液膜的氧化再生，大大缩短了氧化再生时间。流经曝气搅拌装置的脱硫液经由下旋转盘与塔体之间的第一液膜流动间隙聚集在塔体底部进行沉降，下层硫磺从排硫口排出，上层富含三价络合铁离子的脱硫液从出液口泵入至脱硫塔，从而能够快速提高脱硫塔内三价络合铁离子脱硫液的浓度，避免造成脱硫液的药效损失快、脱硫效果差的问题。

25、该脱硫系统包括上述氧化再生塔，在脱硫塔的富液出口加装射流泵，利用其射流特性将脱硫塔内的残留气体吸入氧化再生塔，使残留气体在进入氧化再生塔内的管道内二次脱硫，降低残留气体的硫化氢含量，同时还具有上述氧化再生塔的有益效果。