一种硫化氢吸附及再生装置的制作方法

1.本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种硫化氢吸附及再生装置。


背景技术：

2.地下流体主要是指在干底壳岩层孔隙当中的水、气、油等流动性物质，地震会引起地下流体组分、含量的明显变化，因此，对地下流体中气体组分及含量的监测在地震前兆监测技术中具有重要意义，特别是对温泉井溢出气动态变化的监测。
3.温泉井溢出气中含有一定含量的h2s气体，h2s气体会腐蚀检测仪器，影响待测气体(例如h2、co2)检测的准确性。因此，需要对待测气体进行前端预处理，除去h2s气体。h2s气体是一种酸性气体，常用处理手段为采用碱性物质，但是碱性物质会同时除去待测气体中的co2气体，而且无法再生。另外，地震监测点大多处于偏远无人值守的地方，无法及时对待测气体前端预处理装置进行更换维护。
4.因此，本领域亟需开发一种新的硫化氢的去除方式，以适用于地震监测点温泉井溢出气动态变化的监测。


技术实现要素：

5.基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种硫化氢吸附及再生装置。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种硫化氢吸附及再生装置，包括外壳和设于外壳之内的筛分管，筛分管的管壁分布有筛孔；筛分管内填充有硫化氢吸附剂，筛分管内还设有加热器；
8.还包括进气三通阀、进气管和出气管，进气三通阀具有空气进口端和待测气体进口端，进气三通阀的出气端与进气管的入口连接，进气管贯穿外壳至与筛分管的一端套接，且进气管的出口延伸至筛分管之内；出气管的出口用于连接至气体检测仪，出气管贯穿外壳至与筛分管的另一端套接，且出气管的入口延伸至筛分管之内；
9.其中，筛分管转动配合于进气管和出气管；
10.还包括驱动机构，用于驱动筛分管转动。
11.作为优选方案，硫化氢吸附及再生装置，还包括出气三通阀，出气三通阀具有空气出口端和待测气体出口端，空气出口端与一尾气吸收设备连接，待测气体出口端用于连接至气体检测仪；出气三通阀的进气端与出气管的出口连接。
12.作为优选方案，所述出气三通阀的待测气体出口端或出气管设有硫化氢传感器，用于检测硫化氢浓度。
13.作为优选方案，所述加热器为加热线圈，且沿筛分管轴向蛇形分布。
14.作为优选方案，所述驱动机构包括驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，驱动电机安装于外壳之外，驱动电机的电机轴贯穿外壳至与主动齿轮同轴安装；从动齿轮安装于筛分管
的周壁，从动齿轮与主动齿轮啮合。
15.作为优选方案，所述主动齿轮和从动齿轮采用90度伞齿轮。
16.作为优选方案，所述外壳包括筒体和安装于筒体两端开口的端盖，筛分管、进气管、出气管及筒体同轴安装。
17.作为优选方案，所述硫化氢吸附剂为多孔fe
‑
cu
‑
ce
‑
al复合脱硫剂，其制备工艺包括：
18.称取fe(no3)3·
9h2o、cu(no3)2·
3h2o、al(no3)3·
9h2o、ce(no3)3·
6h2o溶解于无水乙醇中，形成溶液一；
19.称取pvp聚合物溶解于无水乙醇中，形成溶液二；
20.将溶液一和溶液二混合均匀得到前驱体溶液，采用静电纺丝制得纤维薄膜，纤维薄膜经烘干、压柱形成柱状颗粒，再经高温分解去除高分子聚合物得到fe
‑
cu
‑
ce
‑
al多孔复合脱硫剂。
21.作为优选方案，所述进气三通阀的待测气体进口端沿气流方向的前端设有冷凝器。
22.作为优选方案，所述进气管和出气管分别安装有疏水滤膜。
23.本发明与现有技术相比，有益效果是：
24.(1)本发明的筛分管设计为转动式，作为硫化氢吸附剂的容器，一方面可以分散团聚结块的硫化氢吸附剂，并筛除吸附剂中的细小颗粒，另一方面使吸附剂再生时受热均匀，从而提高再生效率；
25.(2)本发明的硫容量大、脱硫效率高、常温脱硫低温再生的fe
‑
cu
‑
ce
‑
al多孔复合硫化氢吸附剂为柱状颗粒，多种金属复合加上多孔结构大大增加了反应活性，提高脱硫效率，延长了气体检测仪的使用寿命；
26.(3)本发明采用除硫、再生自动切换，无需人工操作，适用于偏远长期无人值守的地震监测点的温泉井溢出气的动态监测。
附图说明
27.图1是本发明实施例1的硫化氢吸附及再生装置的结构示意图；
28.图2是本发明实施例1的硫化氢吸附及再生装置的剖面示意图；
29.图3是本发明实施例1的驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
30.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
31.实施例1：
32.如图1和2所示，本实施例的硫化氢吸附及再生装置，包括外壳1、两个三通电磁阀、筛分管2、驱动机构、加热线圈21、硫化氢吸附剂23和尾气吸收设备22。
33.外壳1左、右两端的进气管6、出气管7分别与三通电磁阀8、三通电磁阀9连接，筛分
管2悬空置于外壳1内部，筛分管2外壁圆周上安装有驱动机构，加热线圈21位于筛分管2内部，硫化氢吸附剂23填充整个筛分管2内部。
34.具体地，外壳1包括中间段的筒体及其两端开口安装的端盖3、端盖4，通过螺纹与外壳中间段的筒体连接在一起，端盖3、端盖4圆周上设有防滑条纹5。端盖3上设有进气管6，端盖4上设有出气管7，进气管6和出气管7位于端盖的正中心位置。气体检测仪25之前的出气管口7设有h2s传感器15，用于监测出口端温泉井待测样气中h2s浓度。
35.另外，外壳1底部设有支撑脚16，用于固定整个装置。
36.三通电磁阀8的出气端与进气管6端盖外部分连接，三通电磁阀9的进气端与出气管7端盖外部分连接，用于气路切换。三通电磁阀8的待测气体进口端和空气进口端分别连接温泉进气进口10和空气进口11，三通电磁阀9的待测气体出口端和空气出口端分别连接温泉进气出口12和空气出口13。
37.筛分管2与进气管6和出气管7端盖内部分套接，使筛分管2悬空置于外壳1内部，筛分管、进气管、出气管及筒体同轴安装，筛分管2转动配合于进气管6和出气管7；其中，筛分管2上分布有大小均一的筛孔14。
38.如图3所示，驱动机构由电机17、主动齿轮18和从动齿轮19组成，电机17通过螺柱螺栓固定安装在外壳1顶部外壁中间，电机17的传动轴20穿过外壳1进入到外壳顶部内壁，主动齿轮18安装在外壳顶部内壁的电机传动轴20上；从动齿轮19安装在筛分管2的中间位置处的圆周上，主动齿轮18与从动齿轮19紧密啮合后，在电机17的作用下使筛分管2旋转运动。其中，主动齿轮18和从动齿轮19采用90度伞齿轮。
39.本实施例的加热线圈21沿筛分管轴向蛇形分布，从而盘旋在筛分管2的内部，与硫化氢吸附剂23充分接触。当h2s传感器测定h2s浓度大于0.5ppm时，硫化氢吸附及再生装置自动切换至加热再生状态，电磁阀8切换进气管6与空气进口11相连，电磁阀9切换出气管7与空气出口13相连，空气出口13连结尾气吸收设备22，加热线圈21对硫化氢吸附剂23加热，使吸附剂恢复吸附能力。同时，电机17带动筛分管2转动，过滤除硫剂中的细小颗粒和灰份，也使硫化氢吸附剂受热更均匀，提高再生效率。
40.硫化氢吸附剂23填装在筛分筒2内，采用硫容量高、脱硫效率高、常温脱硫低温再生的多孔fe
‑
cu
‑
ce
‑
al复合脱硫剂，其制备工艺包括：
41.按照元素摩尔比cu
0.41
fe
0.38
al
0.13
ce
0.08
的比例分别称取2.74g fe(no3)3·
9h2o、1.55g cu(no3)2·
3h2o、1.81g al(no3)3·
9h2o、0.25g ce(no3)3·
6h2o于烧杯中，用10g的无水乙醇溶解得到溶液a，备用；
42.称取12g pvp(平均分子量m
w
＝30 000)，用10g无水乙醇搅拌溶解，加入溶液a继续搅拌均匀，得到前驱体溶液；
43.将前驱体溶液采用静电纺丝法在电压25kv、进样速度2.5ml/h的条件下制得复合纤维薄膜，复合纤维薄膜放置烘箱经100℃干燥，再用压柱机压柱成ф1.5mm
×
5mm圆柱的柱状颗粒，最后经500℃高温去除高分子聚合物得到fe
‑
cu
‑
ce
‑
al多孔复合脱硫剂柱状颗粒。
44.本实施例的硫化氢吸附及再生装置，用于温泉井气的监测，其工作原理为：当装置处于除硫状态时，进气管6与温泉井气进口10相连，出气管7与气体检测仪25相连；温泉井气从进气管6进入到筛分管2，经硫化氢吸附剂净化后进入到气体检测仪25，以进行气体检测分析。
45.当出气管7或三通阀9的温泉进气出口中h2s传感器测定管路中h2s浓度大于0.5ppm时，装置自动切换至加热再生状态，电磁阀8切换进气管6与空气进口11相连，电磁阀9切换出气管7与空气出口13相连，空气出口13与尾气吸收设备22相连，加热线圈21对硫化氢吸附剂23加热，电机17带动筛分管2转动；再生空气从进气管6进入到筛分管2，为硫化氢吸附剂23提供再生气氛，硫化氢吸附剂23再生以后的尾气由尾气吸收设备22吸收。
46.实施例2：
47.本实施例的硫化氢吸附及再生装置与实施例1的不同之处在于：
48.进气管和出气管均安装有疏水滤膜，进一步除去待测气体中的水汽。
49.其他结构可以参考实施例1。
50.实施例3：
51.本实施例的硫化氢吸附及再生装置与实施例1或2的不同之处在于：
52.进气三通阀的待测气体进口端沿气流方向的前端设有冷凝器，可去除水温泉井溢出气中的大部分水汽；
53.其他结构可以参考实施例1。
54.实施例4：
55.本实施例的硫化氢吸附及再生装置与实施例1的不同之处在于：
56.驱动机构还可以采用现有常用的驱动结构，满足不同应用的需求；
57.其他结构可以参考实施例1。
58.以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。