本成果发明了一种天然气硫回收反应装置，包括反应罐、中间层管和内层管，中间层管位于反应罐内，中间层管的开口朝向下方，内层管位于中间层管内，内层管的顶部位于中间层管的顶部；反应罐的顶部连通有排气管，反应罐的底部连通有硫磺回收管，反应罐的中部连通有出液管，内层管的底部连通有络合铁催化剂进液管，络合铁催化剂进液管连通有硫化氢气体进气管。本发明在浮式条件下天然气硫回收反应装置可在晃动条件下降低液面的波动，减小装置底部的负载，从而稳定反应装置的重心；通过增加反应装置中的内构件来改善反应工艺所需最优环境，增大气液反应流程，使气液充分接触，提高脱硫效率，同时使结构更加紧凑，保证装置的稳定性和安全性。

       相关的，还提供一种天然气硫回收催化剂电化学再生装置及方法。该装置包括：硫回收反应器、燃料电池；硫回收反应器的沉积硫磺输出口通过第一管线与硫磺分离装置相连，硫磺分离装置通过第二管线与储液罐相连，储液罐通过第三管线与硫回收反应器的脱硫催化剂滤液输入口相连；燃料电池为封闭结构，输出口通过第四管线与硫回收反应器的再生催化剂回流口相连，输入口通过第五管线与硫回收反应器的还原催化剂输出口相连；燃料电池阳极和燃料电池阴极分别通过导线与电池负载的两端相连。本发明实现了液相氧化还原工程中络合铁催化剂的快速再生，降低了价格昂贵的络合铁催化剂的分解，加快了装置中反应速度，将化学能转化成电能。

       技术特点及技术指标：

       天然气硫回收反应装置可在晃动条件下降低液面的波动，减小装置底部的负载，从而稳定反应装置的重心；通过增加反应装置中的内构件来改善反应工艺所需最优环境，增大气液反应流程，使气液充分接触，提高脱硫效率，同时使结构更加紧凑，保证了装置的稳定性和安全性。

       电化学再生技术能够实现：

       (1)通过燃料电池的设计，将络合铁催化剂再生反应作为阳极反应，氧去极化反应作为阴极反应，在外电路连接电池负载输出电流，实现了液相氧化还原工程中络合铁催化剂的快速再生，能够提高催化剂氧化再生效率；

       (2)催化剂不直接接触氧气，从而避免催化剂的氧化分解，不仅获得高效的硫化氢脱出效果，而且大大降低了价格昂贵的络合铁催化剂的分解；

       (3)在硫回收反应器中进行硫化氢和络合铁催化剂的氧化还原反应，反应后的催化剂通过管路进行再生循环，大大加快了装置中反应速度，在同等处理规模下有利于减小装置规模；

       (4)能有效利用催化剂再生的阳极反应和氧去极化阴极反应的耦合，能够将化学能转化成电能实现对外电流输出。

       应用领域：

       提供一种浮式条件下天然气硫回收反应装置，在晃动条件下，能够稳定反应装置的重心，并且使设备紧凑，在保证设备的安全性和稳定性较高的同时，提高催化剂脱硫效率。

       提供一种天然气硫回收催化剂再生装置及方法，重点解决用于络合铁液相氧化吸收硫化氢气体的催化剂分解问题，以提高催化剂氧化利用效率并降低工艺的能耗和剂耗，可以有效在同等处理量条件下降低装置规模和成本。

       投入需求：

       成果产业化需要具备环保装备设计、制造资质及条件。

 

图 2  硫回收催化剂电化学再生装置示意图

       专利授权及申请情况：

       1、国家发明专利：唐晓，刘杰，李肖蔚，李焰，天然气硫回收及催化剂再生装置 及方法，专利号：ZL201410254862.7

       2、国家发明专利：唐晓，张博文，仇性启，李焰，一种浮式条件下天然气硫回收 反应装置，专利号：ZL201710231093.2

       成果受资助及获奖情况：

       海洋工程装备科研项目，工信部联装[2014]499 号，天然气液化系统硫回收装置研 制，2015-01 至 2019-12；

       技术成熟程度： 已在产业中应用

       拟合作方式：☑整体转让  ☑技术许可  ☑作价入股