工业尾气中硫化氢的分离方法和系统与流程

1.本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种工业尾气中硫化氢的分离方法和系统。


背景技术：

2.工业活动排放尾气中的硫化氢气体，不仅腐化设备，降低运行条件，还会造成环境污染和环保压力。目前，有关硫化氢的去除方法主要分为吸附法和氧化法两种。吸附法采取物理或化学材料吸收硫化氢，使尾气中的硫化氢被吸附剂或吸附设备吸附回收处理。氧化法是指在气相或液相中将硫化氢气体氧化为单质硫或含硫氧化物的方法。上述两种方法存在的不足之处为：工业尾气中的硫化氢被吸收或氧化后，会产生副产物或者废弃物，副产物需进行二次处理，废弃物存在环境污染环境问题，其再处理过程中存在运行成本高的问题。


技术实现要素：

3.本发明的首要目的在于提供一种工业尾气中硫化氢的分离方法，包括如下步骤：
4.(1)将工业尾气进行一级冷却，得到温度≤10℃的初冷尾气；
5.(2)对初冷尾气进行二级冷却，得到温度≤
‑
75℃的深冷尾气；
6.(3)对深冷尾气进行气液分离，收集液体；
7.所述工业尾气中硫化氢的含量≥1％，硫化氢与工业尾气中其他物质成分的沸点差值≥20℃。
8.本发明优选的技术方案，所述一级冷却介质为循环水或冷冻盐水，一级冷却设备为列管式换热器。
9.本发明优选的技术方案，所述二级冷却介质为液氨或液氮，二级冷却设备为主换热器。
10.本发明优选的技术方案，步骤(3)中，所述排放的气体回用于对初冷尾气进行二级冷却，经热交换后排出。
11.本发明优选的技术方案，所述排出的气体经过物理或化学材料吸收后外排。
12.本发明的另一目的是提供一种工业尾气中硫化氢的分离系统，包括一级冷却单元、二级冷却单元、气液分离器、储液单元，工业尾气自外界通过管道与一级冷却单元的第一尾气入口连通，二级冷却单元的第二尾气入口、第二尾气出口分别与一级冷却单元的第一尾气出口、气液分离器的入口相连，气液分离器的液相出口通向储液单元中，所述工业尾气中硫化氢的含量≥1％，硫化氢与工业尾气中其他物质成分的沸点差值≥20℃。
13.本发明优选的技术方案，所述一级冷却单元为列管式换热器，包括与壳程连通的第一冷源入口和第一冷源出口，第一尾气入口和第一尾气出口与管程连通。
14.本发明优选的技术方案，所述二级冷却单元为主换热器，包括第二尾气入口和第二尾气出口、第二冷源入口和第二冷源出口、返流气体入口和返流气体出口。
15.本发明优选的技术方案，气液分离器的气相出口通向二级冷却单元的返流气体入口。
16.本发明优选的技术方案，还包括吸收单元，二级冷却单元的返流气体出口与吸收单元连通。
17.与现有技术相比，本发明具有下述有益技术效果：能够从工业尾气中有效分离出硫化氢，具有工艺绿色环保、节能简便，经济效益好的优势。
附图说明
18.图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
19.以下结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。
20.从凯盛光伏材料有限公司生产车间收集生产cigs薄膜太阳能而产生的工业尾气，经检测，工业尾气中主要成分如下：氮气98.32％(沸点为
‑
196℃)、硫化氢1.68％(沸点为
‑
60.4℃)；工业尾气温度：40℃
‑
60℃；工业尾气压力：
‑
400pa；工业尾气流量：768.932m3/h。
21.实施例1
22.参阅图1，一种工业尾气中硫化氢的分离系统，包括一级冷却单元10、二级冷却单元20、气液分离器30、储液单元40和吸收单元50。
23.所述一级冷却单元10用于对工业尾气进行初步冷却，包括第一尾气入口11和第一尾气出口12，第一冷源入口13和第一冷源出口14。具体的，一级冷却单元10可以为列管式换热器，如此，第一尾气入口11和第一尾气出口12可以与列管式换热器的管程连通，第一冷源入口13和第一冷源出口14可以与以及与列管式换热器的壳程连通，使第一冷源与工业尾气在列管式换热器中进行热交换。
24.所述二级冷却单元20用于对工业尾气进行深度冷却，包括第二尾气入口21和第二尾气出口22、第二冷源入口23和第二冷源出口24、返流气体入口25和返流气体出口26。具体的，二级冷却单元20可以为主换热器。主换热器为空气分离设备中用来回收产品气体的冷量进行正流空气和返流气体交换的设备。在本发明中，主换热器承担返流气体和第二冷源对工业尾气作热交换的功能，通过回收冷量，节约第二冷源的消耗量，从而降低冷却成本。
25.所述气液分离器30，用于对深度冷却的工业尾气进行气液分离。
26.所述储液单元40为储罐，用于收集和储存硫化氢液体。
27.所述吸收单元50为容纳有硫化氢吸收剂的容器，用于吸收排出气体中残留的硫化氢。所述硫化氢吸收剂可以为氢氧化钠溶液、碱石灰等。
28.所述分离系统的连接关系为：工业尾气通过管道与一级冷却单元10的第一尾气入口11连通，二级冷却单元20的第二尾气入口21、第二尾气出口22分别与一级冷却单元10的第一尾气出口12、气液分离器30的入口31相连，气液分离器30的液相出口32通向储液单元40中，气液分离器30的气相出口33通向二级冷却单元20的返流气体入口25，二级冷却单元20的返流气体出口26与吸收单元50连通。
29.本实施例所述分离系统用于实施例2的工业尾气中硫化氢的分离。
30.实施例2
31.一种工业尾气中硫化氢的分离方法，包括如下步骤：
32.(1)以循环水为冷源，使用一级冷却单元10对工业尾气进行一级冷却，得到温度为
0℃～10℃的初冷尾气，进入二级冷却单元20；
33.(2)以液氮为冷源，使用二级冷却单元20对初冷尾气进行二级冷却，得到温度
‑
80℃～
‑
75℃的深冷尾气，进入气液分离器30；
34.(3)使用气液分离器30对深冷尾气进行气液分离，其中液体通向储液单元40中，气体通向二级冷却单元20中被换热升温至5～10℃，再经吸收单元50处理后外排。
35.经检测，储液单元40中硫化氢含量为99.92％，经吸收单元50处理后，外排的气体中硫化氢含量为13mg/m3，满足尾气排放要求。
36.以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求保护的范围。