一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，包括反應器，陽極室，陽極板，陰極室，陰極板，質子交換膜組件，液體分布器，氣體分布器，吹掃分布器，電池負載，輸出泵，循環泵，加熱/冷卻器，漿液泵，鼓風機，吹掃氣切斷閥，流量調節閥，磁翻板液位計，自力式調壓閥及潛液泵，所述的氣體分布器設置在陰極室的下方；所述的循環泵設置于反應器筒體中部；所述的鼓風機通過自力式調壓閥與氣體分布器相連通；所述的潛液泵設置于陰極室底部。本實用新型通過空氣陰極燃料電池的設置，采用燃料電池與催化劑再生耦合方式，有利于提高催化劑的氧化再生速率，實現絡合催化劑的快速再生。
【專利說明】
一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及脫硫凈化設備領域，尤其涉及一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置。【背景技術】
[0002]隨著社會對環境保護的日益重視，有效控制含硫廢氣的排放已成為國家環境規劃的一部分。在石油化工、天然氣、油田開發、焦爐煤氣等工業凈化領域中，含硫天然氣采用物理或化學方法脫酸處理后排放的酸氣中常含!125,需要進一步尾氣處理，才能達標排放。含 H2S酸氣的處理，通常采用Clause硫回收工藝(含各種改進衍生工藝)和液相直接氧化工藝。 Clause硫回收工藝對酸氣中H2S濃度要求嚴格，該工藝流程復雜、設備及配套設施多、投資回收期長、占地面積大，尤其對H2S濃度過低或含量波動較大的工況適應性較差。液相直接氧化工藝中最具代表性的有Stretfoul氧化法，L0-CAT工藝，SulFerox工藝等，現有的天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置存在著能耗大、反應速率慢、絡合劑降解的問題。
[0003]因此，發明一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置顯得非常必要。【實用新型內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置以解決現有的脫硫再生電能裝置存在的能耗大、反應速率慢、絡合劑降解的問題。一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置包括反應器，陽極室， 陽極板，陰極室，陰極板，質子交換膜組件，液體分布器，氣體分布器，吹掃分布器，電池負載，輸出栗，循環栗，加熱/冷卻器，漿液栗，鼓風機，吹掃氣切斷閥，流量調節閥，磁翻板液位計，自力式調壓閥及潛液栗，所述的陽極室設置在反應器外筒;所述的陽極板設置在陽極室的內部;所述的陰極室設置在反應器內筒內；所述的陰極板設置在陰極室的內壁，所述的質子交換膜組件設置在陽極室和陰極室之間；所述的液體分布器設置在陽極室的上方;所述的氣體分布器設置在陰極室的下方;所述的電池負載設置在反應器的上方;所述的輸出栗設置于反應器筒體底部;所述的循環栗設置于反應器筒體中部;所述的漿液栗設置于反應器錐底底部;所述的鼓風機通過自力式調壓閥與氣體分布器相連通;所述的潛液栗設置于陰極室底部。
[0005]所述的陽極室和陰極室之間具體設置質子交換膜組件，有利于使得質子在其之間移動，以便形成氧化還原反應。
[0006]所述的陽極板和陰極板之間具體采用銅線相連，有利于形成閉合回路，輸出電能。
[0007]所述質子交換膜組件具體采用質子交換膜和設置在質子交換膜外部的不銹鋼絲網的組合，有利于保證質子交換膜的結構強度。
[0008]所述的陽極板具體采用碳氈或碳布材質板，有利于提高接觸面積，提高導電性能，并有易加工成型、內阻損耗小等優點。
[0009]所述的陰極板具體采用鉑碳為催化劑的空氣電極做反應電極，主要為復合層狀結構，從上至下依次為:鉑碳催化層、碳基層、擴散層、集水層、多空外壁夾板，有利于進一步提尚導電性能，提尚脫硫效率。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:本實用新型通過空氣陰極燃料電池的設置，采用燃料電池與催化劑再生耦合方式，有利于提高催化劑的氧化再生速率，實現絡合催化劑的快速再生，有利于聯合電池工藝產生電能，實現能量的二次利用，有利于降低再生過程的能耗和催化劑的降解損耗。【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖。【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本實用新型做進一步描述:
[0013]圖中:
[0014]1 -反應器，2-陽極室，3-陽極板，4-陰極室，5-陰極板，6-質子交換膜組件，7-液體分布器，8-氣體分布器，9-吹掃分布器，10-電池負載，11-輸出栗，12-循環栗，13-加熱/冷卻器，14-漿液栗，15-鼓風機，16-吹掃氣切斷閥，17-流量調節閥，18-磁翻板液位計，19-自力式調壓閥，20-潛液栗。
[0015]實施例:
[0016]如附圖1所示
[0017]本實用新型提供一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，包括反應器1，陽極室2,陽極板3,陰極室4,陰極板5,質子交換膜組件6,液體分布器7,氣體分布器8,吹掃分布器9,電池負載10,輸出栗11，循環栗12,加熱/冷卻器13,衆液栗14,鼓風機15， 吹掃氣切斷閥16,流量調節閥17,磁翻板液位計18,自力式調壓閥19,潛液栗20。所述的陽極室2設置在反應器1外筒;所述的陽極板3設置在陽極室2的內部;所述的陰極室4設置在反應器1內筒內；所述的陰極板5設置在陰極室4的內壁;所述的質子交換膜組件6設置在陽極室2 和陰極室4之間；所述的液體分布器7設置在陽極室2的上方;所述的氣體分布器8設置在陰極室4的下方;所述的電池負載10設置在反應器1的上方;所述的輸出栗11設置于反應器1筒體底部;所述的循環栗12設置于反應器1筒體中部，循環栗12出口配有加熱/冷卻器13;所述的漿液栗14設置于反應器1錐底底部;所述的鼓風機15通過自力式調壓閥19與氣體分布器8 相連通;所述的潛液栗20設置于陰極室4底部。
[0018]所述的陽極室2和陰極室4之間具體設置質子交換膜組件6,有利于使得質子在其之間移動，以便形成氧化還原反應。
[0019]所述的陽極板3和陰極板5之間具體采用銅線相連，有利于形成閉合回路，輸出電能。
[0020]所述質子交換膜組件6具體采用質子交換膜和設置在質子交換膜外部的不銹鋼絲網的組合，有利于保證質子交換膜的結構強度。
[0021]所述的陽極板3具體采用碳氈或碳布材質板，有利于提高接觸面積，提高導電性能，并有易加工成型、內阻損耗小等優點。
[0022]所述的陰極板4具體采用鉑碳為催化劑的空氣電極做反應電極，主要為復合層狀結構，從上至下依次為:鉑碳催化層、碳基層、擴散層、集水層、多空外壁夾板，有利于進一步提尚導電性能，提尚脫硫效率。
[0023]工作原理
[0024]本實用新型通過富含Fe( II )的絡合鐵催化劑經液體分布器7,液體分布器7為環形結構，均勻噴淋到再生反應器1中外圍陽極室2,陽極板3浸沒于陽極室2,為保證陽極室2維持一定液位，通過磁翻板液位計18遠傳傳感器控制輸出栗11出口的流量調節閥17,燃料電池陰極為空氣陰極，陰極板5嵌于陰極室4內壁，空氣經由鼓風機15連接的氣體分布器8向陰極室4鼓氣，氣體分布器8米用疊加福射鼓氣方式，所通入空氣均勾分散在陰極板5周圍，陽極板3和陰極板5之間具體采用銅線相連，以形成閉合回路。催化劑中Fe(n)自發氧化失去電子f生成Fe(HI)，失去的電子f經導電介質，聯通外部電池負載10傳遞到陰極板5,與電子受體(〇2)接觸，陽極室2與陰極室4之間設置質子交換膜組件6,陽極室2中的質子H+可以通過質子交換膜組件6傳遞到陰極板5的催化層，經過鉑碳的催化，發生還原反應，生產無污染的水。
[0025]陽極:Fe(n )4Fe(m)+e—;
[0026]陰極:〇2+4e +4H+—>2112〇;
[0027]總反應:4Fe(II )+〇2+4H+~>2H2〇+4Fe(IH)
[0028]采用燃料電池與催化劑再生耦合方式可有效提高燃料電池效率，從而提高脫硫效率，實現電能和催化劑再生的聯產。
[0029]利用本實用新型所述的技術方案，或本領域的技術人員在本實用新型技術方案的啟發下，設計出類似的技術方案，而達到上述技術效果的，均是落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，其特征在于，該新型天 然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置包括反應器(1 )，陽極室(2)，陽極板(3)，陰 極室(4)，陰極板(5)，質子交換膜組件(6)，液體分布器(7)，氣體分布器(8)，吹掃分布器 (9)，電池負載(10)，輸出栗(11)，循環栗(12)，加熱/冷卻器(13)，漿液栗(14)，鼓風機(15)， 吹掃氣切斷閥(16)，流量調節閥(17)，磁翻板液位計(18)，自力式調壓閥(19)，潛液栗(20)， 所述的陽極室(2)設置在反應器(1)外筒;所述的陽極板(3)設置在陽極室(2)的內部;所述 的陰極室(4)設置在反應器(1)內筒內；所述的陰極板(5)設置在陰極室(4)的內壁;所述的 質子交換膜組件(6)設置在陽極室(2)和陰極室(4)之間;所述的液體分布器(7)設置在陽極 室(2)的上方;所述的氣體分布器(8)設置在陰極室(4)的下方;所述的電池負載(10)設置在 反應器(1)的上方;所述的輸出栗(11)設置于反應器(1)筒體底部;所述的循環栗(12)設置 于反應器(1)筒體中部，循環栗(12)出口配有加熱/冷卻器(13);所述的漿液栗(14)設置于 反應器(1)錐底底部;所述的鼓風機(15)通過自力式調壓閥(19)與氣體分布器(8)相連通； 所述的潛液栗(20)設置于陰極室(4)底部。2.如權利要求1所述的新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，其特征 在于，所述的陽極室(2)和陰極室(4)之間具體設置質子交換膜組件(6)。3.如權利要求1所述的新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，其特征 在于，所述的陽極板(3)和陰極板(5)之間具體采用銅線相連。4.如權利要求2所述的新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，其特征 在于，所述質子交換膜組件(6)具體采用質子交換膜和設置在質子交換膜外部的不銹鋼絲 網的組合。5.如權利要求1所述的新型天然氣脫硫絡合鐵催化劑耦合再生聯產電能裝置，其特征 在于，所述的陽極板(3)具體采用碳氈或碳布材質板。
【文檔編號】B01J38/12GK205599180SQ201620360797
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】江健, 于磊, 張慶錦
【申請人】杰瑞(天津)石油工程技術有限公司