本发明涉及一种天然气用高速三嗪脱硫塔及其工作方法，其属于天然气脱硫。
背景技术：
1、天然气作为一种清洁能源，在经济发展和日常生活发挥着重要作用。然而天然气中的h2s不仅是剧毒气体，还会使管道发生腐蚀和破坏，造成天然气泄露，引发严重后果。因此如何高效脱除硫化氢，成为天然气处理工艺的重要研究内容。目前天然气脱硫技术主要去除天然气中所含的硫化氢和其它有机硫化合物。醇胺类、三嗪类等除硫剂均具有优良的除硫性能、无特殊刺激性气味、热稳定性好、毒性低、作用快，在油田防护实践中被广泛应用。其中，三嗪脱硫液作为一种新兴的液体脱硫剂，相对于常规的醇胺类脱硫剂，具有高效反应速度快、选择性好、价格低廉、易制备、抗菌、缓蚀等特点，弥补了这些低含硫气井空间和成本的限制，前景广阔。
2、目前市场上存在一种利用喷淋设备中的雾化喷头，将水流喷射在塔内部，实现脱硫效果的喷淋式脱硫塔。其机理和外貌类似于雾化器与吸收塔的组合。首先，该发明通过利用塔内两个转盘连接多个连接水管，并使用固定架使多个连接水管之间水平交叉布置，从而使水分流开来，雾化液体充分填满塔内空间；其次，通过增加传动杆转动，带动连接水管的转动，有效提高了连接水管的转动效率，从而避免了常规脱硫设备中雾化喷头堵塞后无法覆盖含硫气体的情况。但是该发明中脱硫剂采用水，脱硫效果较差，其次吸收塔内气液传质脱硫效率低，有待提升。
3、目前市场上存在的多种脱硫设备主要集中在吸收塔脱硫或雾化脱硫等方面，通过调整吸收塔结构或雾化效果提高处理效率，减小设备尺寸，其中塔设备多数通过调整吸收塔及再生塔进出、液管线和进、出气管线位置，提高脱硫液的使用效果。尚未发现在脱硫塔内设置高效旋流分离元件提高脱硫效率方面上的研究。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提出一种天然气用高速三嗪脱硫塔及其工作方法，采用三嗪溶液作为脱硫剂，优化脱硫塔内件结构，通过设置旋流内件，含硫气体形成高速旋转流场；脱硫剂进入旋转流场的低压区被卷吸成液滴，与含硫气体有效传质后，在离心力的带动下甩至塔壁上，有效实现了气液接触后再分离的过程。通过设置多组旋流内件，高速气流与脱硫剂多次循环接触，大幅提高气液传质效率，进而提高脱硫液利用率，减少脱硫液使用量，减小脱硫塔设备尺寸。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种天然气用高速三嗪脱硫塔，它包括脱硫塔外壳内自下而上设置的下塔体、中塔体和上塔体;所述上塔体内设置捕雾器，所述下塔体处设置带有填料排出口的液相填料区和天然气入口，天然气入口经管道连接至设置在液相填料区下方的入口分布器；
4、所述中塔体内设置多个旋流内件，旋流内件包括旋流筒和位于旋流筒下方的布液板，旋流筒包括直筒段和喇叭筒段，旋流筒直筒段的外壁与脱硫塔外壳的内壁之间设置降液环板，降液环板与布液板之间竖直设置多组旋流叶片，旋流叶片之间的夹角为18°-26°；旋流叶片之间为供气体通过的叶片间隙；所述降液环板上设置降液孔，降液孔下方依次连通降液分管、降液斜管和降液管；所述降液分管与降液斜管之间的夹角为120°-150°；气液两相在旋流筒内接触，通过旋流叶片将液相甩出，降液管将液相收集后，流到下一级旋流内件或液相填料区，气相上升至上一级旋流内件或捕雾器内；
5、所述脱硫塔外壳的中部设置脱硫液入口，三嗪脱硫液由管道引入到首级旋流内件中，所述首级旋流内件上方的脱硫塔外壳内设置气旋挡板；尾级旋流内件的尾级降液管插入到液相填料区内。
6、进一步地，所述旋流内件中旋流叶片的个数为8-20片。
7、进一步地，所述旋流内件的个数为4个以上。
8、一种天然气用高速三嗪脱硫塔的工作方法，包括以下步骤：
9、s1.含硫天然气由天然气入口进入到脱硫塔内，在脱硫塔内自下向上流动；通过入口分布器均匀分布，在液相填料区中与三嗪脱硫液接触，实现初步脱硫，含硫天然气在液相填料区的鼓泡时间为2秒以上；
10、s2.经过初步脱硫后的含硫天然气上升，由叶片间隙进入尾级旋流内件，在旋流叶片的导流作用下，气体起旋流速增加，并在旋流筒中部形成低压区，将位于布液板上的三嗪脱硫液向上卷携，进行气液的接触与分离；分离后的气体进入到上一级的旋流内件，重复上述过程，直到气体经过首级旋流内件后，经捕雾器进一步分离液滴后从塔顶排出；
11、s3.三嗪脱硫液由脱硫液入口进入到塔内，在脱硫塔内自上向下流动；三嗪脱硫液经管道引到首级旋流内件的旋流筒中，落入首级旋流内件的布液板上，气体旋流形成的低压区将位于布液板上的三嗪脱硫液向上卷携，三嗪脱硫液与含硫天然气接触传质；然后，三嗪脱硫液被离心力甩到脱硫塔外壳的内壁上，滑落至降液环板上，通过降液孔依次进入降液分管、降液斜管，再由降液管排至下一级旋流内件的布液板上，与含硫天然气逐级重复接触传质，直至由尾级降液管将三嗪脱硫液排至液相填料区内；传质总反应时间为5s以上。
12、进一步地，在首级旋流内件中，三嗪脱硫液受到离心力被甩到气旋挡板和脱硫塔外壳的内壁上，在气旋挡板上聚结后沿脱硫塔外壳的内壁滑落至降液环板上；气旋挡板同时防止被甩出的液滴被气相卷携到下游。
13、本发明的有益效果是:
14、采用旋流内件保证塔内的气体形成高速旋转流场，旋流筒中心的负压区域，更有利于三嗪脱硫液由上一级旋流内件进入下一级旋流内件；三嗪脱硫液进入气相中心的低压区后，被剪切成小颗粒，与气相充分接触，极大增加了气液接触面积；强化气液传质过程并提高操作气速，实现在同等处理规模的情况下缩小设备尺寸。
15、采用多个旋流内件串联的方式逐级脱硫，脱硫液在离心力的作用下被甩到塔壁上，经降液管进入下级旋流内件的低压区，重复旋流分离过程，增加了三嗪脱硫液与含硫天然气的接触反应时间，使三嗪脱硫液得到充分利用。
16、设置气体入口分布器和液体填料层，使含硫天然气在塔内均匀分布，增加硫化氢与三嗪脱硫液的接触面积，实现初步脱硫，提高脱硫效率。
17、脱硫塔气相出口设置捕雾器，能够有效脱除天然气中的液滴及其他颗粒，避免脱硫液与硫化氢反应生成的副产物进入下游系统，造成管线堵塞或影响天然气品质。
18、本发明的脱硫塔及其内件能够有效强化气液分离过程，允许更高的操作气速，减小塔的尺寸，节约装置和占地成本。三嗪脱硫液与含硫天然气在脱硫塔内有更为充足的接触反应时间，从而使硫化氢进行有效的反应，提高三嗪脱硫液的脱硫效率，减少药剂浪费。
1.一种天然气用高速三嗪脱硫塔，它包括脱硫塔外壳（1）内自下而上设置的下塔体（101）、中塔体（102）和上塔体（103），其特征在于：所述上塔体（103）内设置捕雾器（2），所述下塔体（101）处设置带有填料排出口（501）的液相填料区（5）和天然气入口（7），天然气入口（7）经管道连接至设置在液相填料区（5）下方的入口分布器（6）；
2.根据权利要求1所述的一种天然气用高速三嗪脱硫塔，其特征在于：所述旋流内件中旋流叶片（11）的个数为8-20片。
3.根据权利要求1所述的一种天然气用高速三嗪脱硫塔，其特征在于：所述旋流内件（3）的个数为4个以上。
4.一种根据权利要求1所述的天然气用高速三嗪脱硫塔的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种天然气用高速三嗪脱硫塔的工作方法，其特征在于：在首级旋流内件（301）中，三嗪脱硫液受到离心力被甩到气旋挡板（4）和脱硫塔外壳（1）的内壁上，在气旋挡板（4）上聚结后沿脱硫塔外壳（1）的内壁滑落至降液环板（13）上。
