一种H2S废气的自动化治理系统及方法与流程

本发明涉及化工环保和自动化控制技术领域，特别涉及一种h2s废气的自动化治理系统及方法。

背景技术：

火法冶炼生产过程中会产生大量的重金属酸性废水，酸性废水治理多采用硫化法沉淀重金属离子，生产过程中不可避免有h2s气体逸出。目前行业内常用液碱（naoh溶液）对h2s废气进行吸收，因液碱市场价格较高，导致h2s达标治理成本高；液碱吸收达到饱和点需置换后补入新鲜液碱，置换过程为人工操作，自动化程度低，人员劳动强度大，置换过程易导致h2s超标。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种井下丁字岔口车辆导向装置，针对行业内常用液碱对h2s废气进行吸收，导致h2s达标治理成本高，同时，液碱吸收达到饱和点后的置换过程为人工操作，自动化程度低，人员劳动强度大，置换过程易导致h2s超标的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种h2s废气的自动化治理系统，包括酸水吸收塔，所述酸水吸收塔的底部进气端通过管道与h2s气体输送设备连接，所述酸水吸收塔内设有酸水喷头，所述酸水吸收塔的底部通过酸水输送泵与硫化反应槽连接，所述酸水喷头通过酸水循环泵与酸水循环槽连接，所述酸水吸收塔顶部通过管路与硫化钠吸收塔底部进气端连接，所述硫化钠吸收塔内设有硫化钠喷头，所述硫化钠吸收塔的底部通过管道与硫化钠循环槽连接，所述硫化钠喷头通过硫化钠循环泵与所述硫化钠循环槽的底部出口连接，所述硫化钠吸收塔顶部通过管路与液碱吸收塔底部进气端连接，所述液碱吸收塔内设有液碱喷头，所述液碱喷头上部设置波纹收水器，所述液碱吸收塔底部通过管道与液碱循环槽连接，所述液碱喷头通过液碱循环泵与所述液碱循环槽的底部出口连接，所述液碱吸收塔顶部出口通过排气管与引风机连接，所述引风机的输出端连接低空排放管，所述排气管上设置有h2s在线分析仪。

所述酸水喷头下部设有高效均布塔盘。

所述硫化钠喷头下部设有硫化钠吸收塔填料。

所述液碱喷头下部设有液碱吸收塔填料。

所述酸水吸收塔的底部进气端高度低于高效均布塔盘。

所述硫化钠吸收塔底部进气端低于所述硫化钠吸收塔填料底部位置。

所述液碱吸收塔底部进气端低于所述液碱吸收塔填料底部位置。

所述酸水循环槽顶部设有进液管、自动阀和流量计，酸水循环槽内设有液位计。

所述酸水输送泵与硫化反应槽连接的管路上设置有自动阀与流量计，所述硫化钠循环槽顶部设有进液管、自动阀，所述硫化钠循环槽内设有液位计，所述硫化钠循环泵出口设置有第一支管与所述硫化反应槽相连，所述支管上安装自动阀与流量计，所述液碱循环槽顶部设有进液管、自动阀，所述液碱循环槽内设有液位计，所述液碱循环泵出口上设置有第二支管与所述硫化钠循环槽相连，所述第二支管上安装自动阀。

本发明还提供了一种h2s废气的自动化治理方法，包括如下步骤：

a.硫化反应槽内产生的h2s气体从酸水吸收塔下部进入，经高效均布塔盘将h2s气体分布均匀，酸水循环槽内的酸性废水用酸水循环泵送入酸水喷头喷淋，与自下而上的h2s气体均匀接触，h2s气体被酸性废水中的重金属离子吸收，h2s经酸水吸收塔初步吸收后，从酸水吸收塔顶部经管路进入硫化钠吸收塔下部，来自硫化钠循环槽内的硫化钠溶液用硫化钠循环泵送入硫化钠喷头喷淋，在硫化钠吸收塔填料气液两相均匀接触进行传质过程，h2s气体被吸收，经硫化钠溶液吸收后的h2s气体，从硫化钠吸收塔顶部经管路进入液碱吸收塔下部，来自液碱循环槽内的碱液用液碱循环泵送入液碱喷头喷淋，在液碱吸收塔填料气液两相均匀接触进行传质过程，h2s气体被吸收，再经波纹收水器去除饱和水，通过引风机送入低空排放管达标排放；

b.酸性废水由酸水循环槽顶部进液管上自动阀和流量计控制，以一定的流量进入酸水循环槽内，经喷淋吸收h2s后的酸性废水汇入酸水吸收塔底部，经酸水输送泵送入硫化反应槽进行硫化反应，酸水输送泵出口管道设置自动阀和流量计，控制一定的流量，酸性废水补入和排出均为自动控制；

c.硫化钠循环槽顶部进液管上自动阀和液位计联锁，根据硫化钠循环槽内液位自动补入硫化钠溶液，喷淋吸收h2s后的硫化钠溶液经硫化钠吸收塔底部管路回至硫化钠循环槽，经硫化钠循环泵出口的第一支管的自动阀和流量计，控制一定的流量送入硫化反应槽，与酸水吸收塔排出的酸性废水进行硫化反应，硫化钠溶液补入和排出均为自动控制；

d.液碱循环槽顶部进液管上的自动阀及液碱循环泵出口的第二支管自动阀均与h2s在线分析仪联锁，h2s在线分析仪达到一定数值时，液碱吸收液饱和转变为硫化钠，液碱循环泵出口的第二支管自动阀开启，将饱和液送入硫化钠循环槽作为吸收剂使用，同时液碱循环槽进液管上的自动阀开启，将碱液补入液碱循环槽，液碱补入和排出均为自动控制。

本发明的有益效果是：本发明包括酸水吸收塔、硫化钠吸收塔、碱液吸收塔、酸水循环槽、硫化钠循环槽、液碱循环槽、酸水循环泵、酸水输送泵、硫化钠循环泵、液碱循环泵、引风机、低空排放管、高效均布塔盘、酸水喷头、硫化钠喷头、硫化钠吸收塔填料、液碱喷头、液碱吸收塔填料、波纹收水器和h2s在线分析仪，利用酸性废水、硫化钠和液碱形成了h2s治理的三级串联吸收工艺，先利用酸性废水中的重金属离子对高浓度h2s气体进行初步吸收，再利用硫化钠溶液对h2s气体进一步吸收，最后利用液碱吸收剩余的少量h2s；酸性废水与硫化钠吸收h2s后再进入反应槽通过硫化反应除重金属，极大地利用了酸性废水与硫化钠，减少了液碱消耗并降低了处理成本；液碱作为最后保安措施，确保最终h2s达标排放；吸收饱和的液碱以硫化钠形式送入硫化钠吸收塔循环槽再次利用，硫化钠吸收饱和液送入硫化反应槽作为硫化剂使用，整个工艺所有物料得到充分利用；三台吸收塔均配备独立的循环槽，三台吸收塔独立循环，根据工况独立进行吸收液置换，解决了置换期间h2s易超标难题；通过自动阀、流量计及h2s在线分析仪等自控仪表，可完成三种吸收液的自动补入与排出，实现自动无人操作；本发明流程简单、运行可靠、自动化程度高、治理成本低，实现了h2s废气的达标经济治理。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

其中：1、酸水吸收塔；2、硫化钠吸收塔；3、碱液吸收塔；4、酸水循环槽；5、硫化钠循环槽；6、液碱循环槽；7、酸水循环泵；8、硫化钠循环泵；9、液碱循环泵；10、引风机；11、低空排放管；12、高效均布塔盘；13、酸水喷头；14、硫化钠吸收塔填料；15、硫化钠喷头；16、液碱吸收塔填料；17、液碱喷头；18、波纹收水器；19、h2s在线分析仪；20、酸水输送泵。

具体实施方式

如图1所示，一种h2s废气的自动化治理系统，包括酸水吸收塔1，酸水吸收塔1的底部进气端通过管道与h2s气体输送设备连接，酸水吸收塔1内设有酸水喷头13，酸水吸收塔1的底部通过酸水输送泵20与硫化反应槽连接，酸水喷头13通过酸水循环泵7与酸水循环槽4连接，酸水吸收塔1顶部通过管路与硫化钠吸收塔2底部进气端连接，硫化钠吸收塔2内设有硫化钠喷头15，硫化钠吸收塔2的底部通过管道与硫化钠循环槽5连接，硫化钠喷头15通过硫化钠循环泵8与硫化钠循环槽5的底部出口连接，硫化钠吸收塔2顶部通过管路与液碱吸收塔3底部进气端连接，液碱吸收塔3内设有液碱喷头17，液碱喷头17上部设置波纹收水器18，液碱吸收塔3底部通过管道与液碱循环槽6连接，液碱喷头17通过液碱循环泵9与液碱循环槽6的底部出口连接，液碱吸收塔3顶部出口通过排气管与引风机10连接，引风机10的输出端连接低空排放管11，排气管上设置有h2s在线分析仪19。

如图1所示，酸水喷头13下部设有高效均布塔盘12。

如图1所示，硫化钠喷头15下部设有硫化钠吸收塔填料14。

如图1所示，液碱喷头17下部设有液碱吸收塔填料16。

如图1所示，酸水吸收塔1的底部进气端高度低于高效均布塔盘12。

如图1所示，硫化钠吸收塔2底部进气端低于所述硫化钠吸收塔填料14底部位置。

如图1所示，液碱吸收塔3底部进气端低于所述液碱吸收塔填料16底部位置。

如图1所示，酸水循环槽4顶部设有进液管、自动阀和流量计，酸水循环槽4内设有液位计。

如图1所示，酸水输送泵20与硫化反应槽连接的管路上设置有自动阀与流量计，硫化钠循环槽5顶部设有进液管、自动阀，硫化钠循环槽5内设有液位计，硫化钠循环泵8出口设置有第一支管与硫化反应槽相连，支管上安装自动阀与流量计，液碱循环槽6顶部设有进液管、自动阀，液碱循环槽6内设有液位计，液碱循环泵9出口上设置有第二支管与硫化钠循环槽相连，第二支管上安装自动阀。

本发明还提供了一种h2s废气的自动化治理方法，包括如下步骤：

a.硫化反应槽内产生的h2s气体从酸水吸收塔1下部进入，经高效均布塔盘12将h2s气体分布均匀，酸水循环槽4内的酸性废水用酸水循环泵7送入酸水喷头13喷淋，与自下而上的h2s气体均匀接触，h2s气体被酸性废水中的重金属离子吸收，h2s经酸水吸收塔1初步吸收后，从酸水吸收塔1顶部经管路进入硫化钠吸收塔2下部，来自硫化钠循环槽5内的硫化钠溶液用硫化钠循环泵8送入硫化钠喷头15喷淋，在硫化钠吸收塔填料14气液两相均匀接触进行传质过程，h2s气体被吸收，经硫化钠溶液吸收后的h2s气体，从硫化钠吸收塔2顶部经管路进入液碱吸收塔3下部，来自液碱循环槽6内的碱液用液碱循环泵9送入液碱喷头17喷淋，在液碱吸收塔填料16气液两相均匀接触进行传质过程，h2s气体被吸收，再经波纹收水器18去除饱和水，通过引风机10送入低空排放管11达标排放；

b.酸性废水由酸水循环槽4顶部进液管上自动阀和流量计控制，以一定的流量进入酸水循环槽4内，经喷淋吸收h2s后的酸性废水汇入酸水吸收塔1底部，经酸水输送泵20送入硫化反应槽进行硫化反应，酸水输送泵20出口管道设置自动阀和流量计，控制一定的流量，酸性废水补入和排出均为自动控制；

c.硫化钠循环槽5顶部进液管上自动阀和液位计联锁，根据硫化钠循环槽5内液位自动补入硫化钠溶液，喷淋吸收h2s后的硫化钠溶液经硫化钠吸收塔2底部管路回至硫化钠循环槽5，经硫化钠循环泵8出口的第一支管的自动阀和流量计，控制一定的流量送入硫化反应槽，与酸水吸收塔1排出的酸性废水进行硫化反应，硫化钠溶液补入和排出均为自动控制；

d.液碱循环槽6顶部进液管上的自动阀及液碱循环泵9出口的第二支管自动阀均与h2s在线分析仪19联锁，h2s在线分析仪19达到一定数值时，液碱吸收液饱和转变为硫化钠，液碱循环泵9出口的第二支管自动阀开启，将饱和液送入硫化钠循环槽5作为吸收剂使用，同时液碱循环槽6进液管上的自动阀开启，将碱液补入液碱循环槽6，液碱补入和排出均为自动控制。

工艺流程为：酸性废水以一定的流量进入酸水循环槽4内，经酸水循环泵7送入酸水吸收塔1喷头13内，自上而下喷淋；来自反应槽内的高浓度h2s气体在引风机10的作用下进入酸水吸收塔1的高效均布塔盘12，均匀分布的h2s气体与喷淋的酸性废水逆流接触，大量的h2s气体被吸收后进入硫化钠吸收塔2；吸收h2s后的酸性废水经酸水输送泵20送入反应槽，酸水循环槽4内的进水流量与酸水输送泵7出口流量相等，以维持酸水循环槽4内液位稳定；硫化钠循环槽5内的硫化钠溶液用硫化钠循环泵8输送至硫化钠吸收塔2喷头15内，经填料14均匀分布后与自下而上的h2s气体均匀接触，大部分h2s被硫化钠吸收生成硫氢化钠；硫氢化钠通过硫化钠循环泵8出口支管送入反应槽与酸性废水进行硫化反应，硫化钠循环槽5内液位不足时通过自动阀补入硫化钠溶液；液碱循环槽6内的稀碱液用液碱循环泵9输送至液碱吸收塔3喷头17内，经填料16均匀分布后与自下而上的h2s气体均匀接触，h2s被液碱吸收；液碱循环槽6进液管上的自动阀及液碱循环泵9出口支管自动阀均与h2s在线分析仪19联锁，h2s在线分析仪19达到一定数值时，液碱吸收液饱和转变为硫化钠，液碱循环泵9出口支管自动阀开启，将饱和液送入硫化钠循环槽5作为吸收剂使用，同时液碱循环槽6进液管上的自动阀开启，将新碱液补入液碱循环6；经三级吸收处理的废气经波纹收水器18去除饱和水，通过引风机10送入低空排放管11达标排放。

实施例1

将上述h2s废气的自动化治理装置及方法应用于某系统，工况条件：废气量3000nm³/h、h2s浓度200～500ppm，具体步骤：在硫化钠循环槽5内通过自动阀加入10%硫化钠溶液，硫化钠循环槽液位达到2m后关闭自动阀启动硫化钠循环泵8；在液碱循环槽6内通过自动阀加入10%碱液，液碱循环槽液位2m关闭自动阀启动液碱循环泵9；酸性废水以30m³/h的流量进入酸水循环槽4内，液位达到1.5m启动酸水循环泵7，调节酸水是送泵20出口流量为30m³/h，将酸水循环槽4液位稳定在1.5m左右；开启引风机10将高浓度h2s气体送入酸水吸收塔1的高效均布塔盘12均匀分布后，与喷头13喷淋的酸性废水进行反应，吸收h2s后的酸性废水汇入酸水吸收塔1底部，通过酸水输送泵20送入反应槽；h2s废气进入硫化钠吸收塔2内与经填料14均匀分布后的硫化钠溶液接触反应，h2s被再次吸收，调整硫化钠循环泵8出口支管流量为1.0m³/h，将吸收h2s后的硫化钠送入反应槽，硫化钠循环槽液位低于1.5m时自动阀开启补入硫化钠溶液；经两级吸收后含有少量的h2s的废气进入液碱吸收塔3喷头17内，与经填料16均匀分布后的碱液接触，h2s被吸收后经低空排放管11排放；正常运行时，h2s在线分析仪19的数值在0～15ppm范围内，达到15ppm时液碱饱和转变为硫化钠，液碱循环泵9出口支管自动阀开启，将饱和液送入硫化钠循环槽5作为吸收剂使用，同时液碱循环槽6进液管上的自动阀开启，将新碱液补入液碱循环6；整个过程排放的h2s浓度通过h2s在线分析仪19实时监测、全时段达标。

实施例2

同实施例1，将上述h2s废气的自动化治理装置及方法应用于另一h2s浓度较高的系统，工况条件：废气量7000nm³/h、h2s浓度600～900ppm，具体步骤：在硫化钠循环槽5内通过自动阀加入15%硫化钠溶液，硫化钠循环槽液位达到2m后关闭自动阀启动硫化钠循环泵8；在液碱循环槽6内通过自动阀加入15%碱液，液碱循环槽液位2m关闭自动阀启动液碱循环泵9；酸性废水以50m³/h的流量进入酸水循环槽4内，液位达到1.5m启动酸水循环泵7，调节酸水输送泵20出口流量为50m³/h，将酸水循环槽4液位稳定在1.5m左右；开启引风机10将高浓度h2s气体送入酸水吸收塔1的高效均布塔盘12均匀分布后，与喷头13喷淋的酸性废水进行反应，吸收h2s后的酸性废水通过酸水输送泵20送入反应槽；h2s废气进入硫化钠吸收塔2内与经填料14均匀分布后的硫化钠溶液接触反应，h2s被再次吸收，调整硫化钠循环泵8出口支管流量为1.4m³/h，将吸收h2s后的硫化钠送入反应槽，硫化钠循环槽液位低于1.5m时自动阀开启补入硫化钠溶液；经两级吸收后含有少量的h2s的废气进入液碱吸收塔3喷头17内，与经填料16均匀分布后的碱液接触，h2s被吸收后经低空排放管11排放；正常运行时，h2s在线分析仪19的数值在0～20ppm范围内，达到20ppm时液碱饱和转变为硫化钠，液碱循环泵9出口支管自动阀开启，将饱和液送入硫化钠循环槽5作为吸收剂使用，同时液碱循环槽6进液管上的自动阀开启，将新碱液补入液碱循环6；整个过程排放的h2s浓度通过h2s在线分析仪19实时监测、全时段达标

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。