一种气相脱硫装置

1.本实用新型涉及原油伴生气脱水和野外恶劣工况加热炉前置脱硫，属于原油伴生气气相脱硫环保设备领域。


背景技术：

2.在石油开采过程中，原油稳定区会产生大量的伴生气，其中，硫化氢就是一种在石油开采过程中伴生的有毒气体，直接燃烧会对周围环境造成很大危害。因此，需要脱硫塔或脱硫箱在燃气燃烧前尽可能除去h2s，保证燃气组分和环境不被破坏。而在石油开采一线，环境差、路途遥远、维修设备不足等因素限制了脱硫设备的使用，其脱硫气体内含有水蒸气直接影响脱硫效果。现阶段石油井边无脱硫装置，现有脱硫办法是将伴生气输送至油田联合站内，使用大型设备脱硫后，输送回井边。此法加大了气体使用成本，远离油田联合站区域的采油井伴生气无法进行脱硫。因此需要设计一种结构简单，维护、保养便捷，能在恶劣环境下根据使用需求，降低水蒸气量，快速切换不同使用剂量的脱硫箱。现有的燃气脱硫技术包括化学法脱硫、物理法脱硫和生物法脱硫三种，化学法脱硫又分为干法脱硫和湿法脱硫。在选用反应活性好、硫容高的脱硫剂的前提下，干法脱硫的脱硫效率高，比较适宜处理含h2s较低的燃气，原油伴生气中h2s含量较低，不会造成脱硫剂很快失效。现有的脱硫箱结构单一，只允许标准工况运行，无法去除脱硫气体内大量水蒸气，而改变工况时需要人工添加或去除多余脱硫剂，步骤繁琐且不方便计算实现脱硫剂精准投放。


技术实现要素：

3.为解决以上问题，本设计以现有主流平置脱硫箱外形为基础，在脱水箱、填料箱、燃气通道处做了创新结构设计，添加碎料箱、脱水箱导流槽、外管道、换路挡板等新结构。这些结构能在减小设备制造及摆放体积的同时保证燃气过滤脱硫的能力，具有结构简单、方便操作、填料便捷等特点，符合现实恶劣环境及经济性要求，达到预计的脱硫效果。本实用新型实物在胜利油田现场试验，脱硫效果达99.3％。
4.为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.脱硫箱的整体设计由壳体、脱水箱、挡板、填料箱、碎料箱、分流三通阀、外部管道、球阀和把手组成。脱水箱、填料箱、壳体和挡板属于脱硫箱内部构件，主要用于引导燃气，并进行脱硫；分流三通阀、球阀密封条、和外部管道属于脱硫箱外部辅助构件，主要用于辅助排水、方便维护等，密封条保证各箱体的密封性。
6.壳体：所述壳体包括引流板、导流槽、前端圆形管道和后端圆形管道。所述壳体各部分结构均为薄壳，前面开口五个，从左向右，由上至下分别为所述脱水箱、主填料箱、备用填料箱、大碎料箱、小碎料箱。壳体内部前端和后端设有引流板，脱水箱下方设有漏斗形导流槽结构，与脱水箱配合。所述脱水箱与主填料箱之间的挡板设置上、中、下三个区域，中间为开口区域。所述主脱硫箱之间的挡板设置上、中、下三个区域，上、下为开口区域。所述主脱硫箱与备用脱硫箱之间的挡板设置上、中、下三个区域，中间为开口区域，区域内设置第
二通道，由所述挡板控制。
7.脱水箱：所述脱水箱置于壳体前端，包括外部支架和滤墙，外部支架内框与滤墙相连接，滤墙上端与外部支架内框之间具有一定缝隙，外部支架外框与壳体相配合，呈抽屉状，壳体开口处与外部支架间设置螺栓固定结构。
8.挡板：所述挡板分壳体内部挡板和壳体外部旋转手柄，内部挡板通过外部旋转手柄控制旋转，控制范围为90
°
，所述外部旋转手柄置于所述壳体后面。
9.填料箱：所述填料箱共有三个，结构相同，摆放方向不同。靠近气体入口的两个填料箱为主填料箱，靠近气体出口处为备用填料箱，主填料箱与备用填料箱之间由机械结构控制的挡板过度。所述主填料箱包括一号填料箱和二号填料箱。所述填料箱分上下两部分，中间及上下端由四层网格结构隔开分为上、中、下三个隔断，四周为实体结构。所述填料箱整体呈抽屉状，壳体开口处与填料箱之间设有密封条并通过螺栓固定。
10.碎料箱：所述碎料箱包括大碎料箱和小填料箱，所述大碎料箱置于主填料箱下方，所述小填料箱置于备用填料箱下方。长、宽均略大于主填料箱及备用填料箱，所述碎料箱整体呈抽屉状，壳体开口处与碎料箱之间设置螺栓固定结构。
11.分流三通阀：所述分流三通阀置于脱硫箱气体入口处前端，与气源、脱硫箱入口、外部管道相连接。所述分流三通阀有三个气体进出口，分别为进口a、出口b、换向口c，阀门打开介质从a进入阀门，经b流出阀门，执行机构转90
°
，阀芯换向，介质a进c出，执行机构再转90
°
，阀门关闭截断燃气。
12.球阀：所述球阀置于壳体前端漏斗形导流槽结构下方，与壳体使用圆形管道连接。
13.外部管道：所述外部管道前端与分流三通阀相连接，后端与圆形管道相连接。
14.密封条：所属密封条通过螺栓固定将箱体密封，确保燃气不外漏。
15.本发明工作原理和工作过程为：
16.日常使用时，改变挡板角度，备用填料箱和外部管道暂停使用，燃气通过管道经分流三通阀流入脱硫箱中，冲击脱水箱的滤墙，燃气中的小水珠沿滤墙向下滑动，流入壳体的导流槽中，经球阀将水排空；经过脱水后的燃气通往主填料箱进行脱硫。进入填料箱后，燃气分别上下两个方向穿过一号填料箱，然后中间汇聚穿过二号填料箱；汇聚在中间管道的燃气由脱硫箱内的挡板将气体通过管道导流至燃气出口。
17.进一步的，加强脱硫使用时，外部管道暂停使用，改变挡板角度，汇聚在中间管道的燃气由脱硫箱内的挡板将气体导流至备用填料箱，分别向上，下两个方向穿过备用填料箱，再由上下两个方向汇聚在中间，沿管道流通至燃气出口，完成加强脱硫使用脱硫。
18.进一步的，脱硫箱保养、维修使用时，燃气通过管道经分流三通阀后经过外部管道流通至燃气出口，完成维护、保养使用脱硫，保证不间断用气。
19.进一步的，脱硫剂经过脱硫后形成颗粒状或粉状，细小脱硫剂碎料沿网孔向下完全散落至碎料箱内，方便回收处理。
20.本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
21.1、本实用新型设计脱水箱，可使燃气冲击脱水箱滤墙，燃气沿滤墙向上流通。与此同时，燃气中的小水珠将沿滤墙向下滑动，最终流入壳体的储水槽中，由导流槽底部的圆孔经球阀排出脱硫箱，达到脱水要求。
22.2、本实用新型设计简易挡板结构，用于控制阻隔或联通，决定是否启用备用填料
箱，既所有填料箱同时使用或仅主填料箱使用，两种方式。将手柄旋转至“开”位，燃气将通入备用填料箱，进行强化脱硫模式。将手柄旋转至“关”位，燃气将绕过备用填料箱，进行日常脱硫模式。结构简单，快速切换，人工无需手动计算添加或去除多余脱硫剂，操作方便。
23.3、本实用新型设计碎料箱，可保证填料箱细小脱硫剂碎料能完全落入碎料箱内，方便回收处理，减少壳体内部清洗次数，节省人力物力。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，不应被看作是对本实用新型范围的限制，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。
25.图1为本实用新型结构正面示意图
26.图2为本实用新型结构侧面示意图
27.图3为本实用新型结构上面示意图
28.图4为本实用新型结构左右二等角轴侧示意图
29.图5为本实用新型结构脱水箱位置剖视示意图
30.图6为本实用新型结构填料箱位置剖视示意图
31.图7为本实用新型涉及的日常使用流程图
32.图8为本实用新型涉及的日常使用燃气路线图
33.图9为本实用新型涉及的加强脱硫使用流程图
34.图10为本实用新型涉及的加强脱硫使用燃气路线图
35.图11为本实用新型涉及的保养、维修使用流程图
36.图12为本实用新型涉及的保养、维修使用燃气路线图
37.图中：1壳体、2脱水箱、3挡板、4填料箱、5碎料箱、6分流三通阀、7 外部管道、8球阀、9把手、10密封条，101引流板、102导流槽、103前端圆形管道、104后端圆形管道、201外部支架、202滤墙、301内部挡板、302外部旋转手柄、401主填料箱、402备用填料箱、4011一号填料箱、4012二号填料箱、 501大碎料箱、502小填料箱、601进口a、602出口b、603换向口c。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行说明。为使本实用新型实施例的目的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
39.脱硫箱的整体设计由壳体(1)、脱水箱(2)、挡板(3)、填料箱(4)、碎料箱(5)、分流三通阀(6)、外部管道(7)、球阀(8)和把手(9)组成。脱水箱 (2)、填料箱(4)、壳体(1)和挡板(3)属于脱硫箱内部构件，主要用于引导燃气，并进行脱硫；分流三通阀(6)、球阀(8)和外部管道(7)属于脱硫箱外部辅助构件，主要用于辅助排水、方便维护、保养等；密封条(10)保证各箱体的密封性。
40.壳体(1)：壳体(1)包括引流板(101)、导流槽(102)、前端圆形管道(103) 和后端圆形管道(104)。所述壳体(1)各部分结构均为薄壳，前面开口五个，从左向右，由上至下分别
为所述脱水箱(2)、主填料箱(401)、备用填料箱(402)、大碎料箱(501)、小碎料箱(502)。壳体(1)内部前端和后端设有引流板(101)，脱水箱下方设有漏斗形导流槽(102)结构，与脱水箱(2)配合。所述脱水箱与主填料箱(401)之间的挡板(3)设置上、中、下三个区域，中间为开口区域。所述主脱硫箱(401)之间的挡板(3)设置上、中、下三个区域，上、下为开口区域。所述主脱硫箱(401)与备用脱硫箱(402)之间的挡板(3)设置上、中、下三个区域，中间为开口区域，区域内设置第二通道，由所述挡板(3)控制，气体由前端圆形管道(103)进入，后端圆形管道(104)流出。
41.脱水箱：所述脱水箱(2)包括外部支架(201)和滤墙(202)。所述外部支架(201)内框与滤墙(202)相连接，滤墙(202)上端与外部支架(201)内框之间具有一定缝隙，外部支架(201)外框与壳体(1)相配合呈抽屉状，壳体开口处与外部支架间设置螺栓固定结构。
42.挡板(3)：所述挡板(3)分壳体(1)内部挡板(301)和壳体外部旋转手柄(302)，内部挡板(301)通过外部旋转手柄(302)控制旋转，控制范围为 90
°
，所述外部旋转手柄(302)置于所述壳体(1)后面，整体与壳体(1)相配合。
43.填料箱(4)：所述填料箱(4)共有三个，结构相同，摆放方向不同。靠近气体入口的两个填料箱(4)为主填料箱(401)，靠近气体出口处为备用填料箱 (402)，主填料箱(401)与备用填料箱(402)之间由机械结构控制的挡板(3) 过度。所述主填料箱(401)包括一号填料箱(4011)和二号填料箱(4012)。所述填料箱(4)分上下两部分，中间及上下端由四层网格结构隔开分为上、中、下三个隔断，四周为实体结构。所述填料箱(4)整体呈抽屉状，壳体(1)开口处与填料箱(4)之间设有密封条并通过螺栓固定。
44.碎料箱：所述碎料箱(5)包括大碎料箱(501)和小填料箱(502)，所述大碎料箱(501)置于主填料箱(401)下方，所述小填料箱(502)置于备用填料箱(402)下方。长、宽均大于主填料箱(401)及备用填料箱(405)，所述碎料箱(5)整体呈抽屉状，壳体(1)开口处与碎料箱(5)之间设置螺栓固定结构。
45.分流三通阀(6)：所述分流三通阀(6)置于脱硫箱气体入口处前端，与气源、脱硫箱入口、外部管道(7)相连接。所述分流三通阀(6)有三个气体进出口，分别为进口a(601)、出口b(602)、换向口c(603)，阀门打开介质从进口a(601)进入阀门，经出口b(602)流出阀门，执行机构转90
°
，阀芯换向，介质进口a(601)进换向口c(603)出，执行机构再转90
°
，阀门关闭截断燃气。
46.球阀(8)：所述球阀(8)置于壳体(1)前端漏斗形导流槽(102)结构下方，与壳体(1)使用圆形管道连接。
47.外部管道(7)：所述外部管道(7)前端与分流三通阀(6)相连接，后端与圆形管道(104)相连接。
48.密封条(10)通过螺栓固定将箱体密封，确保燃气不外漏。
49.本发明工作原理和工作过程为：
50.日常使用时，改变挡板(3)角度，备用填料箱(402)和外部管道(7)暂停使用，燃气通过管道经分流三通阀(6)流入脱硫箱中，冲击脱水箱(2)的滤墙(202)，燃气中的小水珠沿滤墙(202)向下滑动，流入壳体(1)的导流槽(102) 中，经球阀(8)将水排空；经过脱水后的燃气通往主填料箱(401)进行脱硫。进入填料箱(4)后，燃气分别上下两个方向穿过一号填料箱(4011)，然后中间汇聚穿过二号填料箱(4012)；汇聚在中间管道的燃气由脱硫箱内的
挡板(3)将气体通过管道导流至燃气出口，经不同方向经过填料箱，增加了燃气与脱硫剂接触面积，减小了压损。
51.进一步的，加强脱硫使用时，外部管道(7)暂停使用，改变挡板(3)角度，汇聚在中间管道的燃气由脱硫箱内的挡板(3)将气体导流至备用填料箱(402)，分别向上，下两个方向穿过备用填料箱(402)，中间汇聚后沿管道流通至燃气出口，完成加强脱硫。脱硫箱保养维修时，燃气通过管道经分流三通阀(6)后经过外部管道(7)流通至燃气出口，保证不间断用气。
52.进一步的，脱硫剂经过脱硫后形成颗粒状或粉状，细小脱硫剂碎料沿网孔向下完全散落至碎料箱(5)内，方便回收处理。
53.以上实施方案仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，不脱离本实用新型精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。