本技术涉及高炉煤气净化,具体而言,涉及一种高炉煤气脱硫的系统及方法。
背景技术:
1、高炉煤气作为钢铁企业生产过程中产量最大的可燃气,可达到吨铁煤气产量1500~2000 m3,其主要成分包含:co、co2、n2、h2、烃类以及硫化物,总硫含量约为100~200 mg/m3,主要包括有机硫和无机硫,其中有机硫包括cos、cs2等,约占总硫含量的70%,无机硫主要为h2s,占30%。
2、目前,钢铁行业高炉煤气精脱硫技术主要分为干法脱硫和湿法脱硫。由于煤气中的有机硫较难脱除,因此干法或湿法脱硫的主流工艺均是将有机硫转化为无机硫后再进行脱除,或直接有机硫和无机硫的同时脱除。由于湿法脱硫工艺复杂、流程长、投资大,且对高炉煤气的温度影响较大,而干法环境友好、成本低廉,对trt、煤气温度无影响,因此具有较高的应用前景。
3、干法吸附采用多孔性固体吸附剂将硫化物在表面富集进而脱除,常用的工艺有氧化锌法、氧化铁法、活性炭法、分子筛法和微晶吸附法等。由于部分吸附剂对于有机硫的吸附效果较差,因此需要结合前端水解,将有机硫转化为无机硫后进行脱除。干法脱硫因适用性强、操作简单、脱硫效率高等特点在工业中广泛使用。结合钢铁高炉的气量大、硫浓度低、有机硫含量高的特点,干法脱硫合适的工艺路线有水解后活性炭吸附或微晶吸附法。
4、脱硫剂分为可再生型和不可再生型,不可再生型的脱硫剂的经济效益较差,已逐渐被可再生型的脱硫剂替代。可再生型的脱硫剂包括铁系脱硫剂、活性炭等,这类脱硫剂吸附饱和后,可以通过空气、氮气、处理后的净煤气等方法进行再生,但是根据实验证明,铁系脱硫剂的再生性能并不好,不能多次循环使用;活性炭的再生性能也较差,硫化物会造成活性炭堵孔和强度降低,不能多次循环使用。
5、例如现有技术cn113477027a涉及一种高炉煤气脱硫吸附、再生和冷却回收一体化装置及方法,属于大气净化环保工艺技术领域。该装置包括若干并联吸附器、可改变所述吸附器进气方向的主管道、与吸附器构成回路的循环加热系统和与循环加热系统相连通的含硫蒸汽冷却回收系统,通过吸附器对进气管道进入的煤气进行吸附,并通过循环加热系统与含硫蒸汽冷却回收系统对吸附剂进行硫单质脱附。
6、cn113583721b公开了一种无氧高含水量高炉煤气脱硫系统及工艺,采用水解后吸附脱硫,脱硫净化后的部分高炉煤气经换热器加热到180℃~200℃,然后通入到吸附塔需要再生的吸附剂的分层塔体内,利用净化后高炉煤气中还原性气氛对吸附剂进行再生,其全部采用净煤气再生。
7、现在已有的干法高炉煤气脱硫工艺中,对于可再生的脱硫剂,一般是利用净化后的煤气对脱硫剂进行加热再生。而用净化后的煤气对脱硫剂再生时,就需要将全部煤气净化,不仅煤气处理量大,且水解、脱硫装置的规模也很大,导致投资成本高。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本技术提供一种高炉煤气脱硫的系统及方法,使用可再生脱硫剂对高炉煤气进行吸附脱硫,脱硫剂吸附饱和后,使用前处理后的高炉煤气对脱硫剂进行原位再生,脱硫剂再生后性能保持良好,能够多次重复使用。利用前处理后的煤气对脱硫剂进行再生,能够减少水解煤气的处理总量以及脱硫煤气的处理总量,有效降低水解装置和干法脱硫装置的规模和投资成本。
2、第一方面,本技术提供一种高炉煤气脱硫的系统,所述系统包括:加热器(1)和至少一个脱硫塔(2);
3、所述脱硫塔(2)的第一端设置有进气口(21)、第二端设置有出气口(22);
4、所述脱硫塔(2)的进气口(21)连接有第一通气管(211)、所述出气口(22)连接有第二通气管(221);
5、所述第一通气管(211)上连接有第一进气管(212)和第二进气管(213)所述第二进气管(213)上设置有调节件(23);
6、所述第二通气管(221)上连接有第一排气管(222)和第二排气管(223),所述加热器(1)的进气端与所述第一排气管(222)连接、出气端与所述第二排气管(223)连接。
7、可选地,所述第二进气管(213)的一端连接有分流管(214),所述分流管(214)远离所述第二进气管(213)的一端与所述第一排气管(222)连接。
8、可选地,所述第一通气管(211)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第一集气管(215)。
9、可选地,所述第二通气管(221)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第二集气管(224)。
10、可选地,所述调节件(23)包括调阀(231)或风机(232);
11、当所述调节件(23)为所述调阀(231)时,所述调阀(231)设置于所述第二进气管(213)上;
12、当所述调节件(23)为所述风机(232)时,所述风机(232)与所述第二进气管(213)相连。
13、第二方面,本技术提供一种适用于上述第一方面的所述高炉煤气脱硫的方法,所述方法包括:
14、高炉煤气前处理:高炉煤气经过除尘、除氯、气液分离后,获得前处理后的煤气;
15、水解处理:所述前处理后的煤气经水解处理,获得水解后的煤气;
16、脱硫处理:所述水解后的煤气沿所述第一进气管(212),进入所述第一通气管(211)中,再通过所述进气口(21)进入装有可再生脱硫剂的所述脱硫塔(2)中,进行脱硫处理,获得净煤气,所述净煤气沿所述出气口(22)和所述第二通气管(221)排出;
17、可再生脱硫剂的再生:当所述脱硫塔(2)中的可再生脱硫剂吸附饱和后,将吹冷处理用的所述前处理后的煤气作为再生气,沿所述第二通气管(221)导入所述第一排气管(222)中,经由所述第一排气管(222)进入所述加热器(1)中加热至120-300℃,加热后的所述再生气沿所述第二排气管(223)和所述第二通气管(221)进入所述脱硫塔(2)中,对吸附饱和的所述可再生脱硫剂进行再生处理;
18、吹冷处理:所述前处理后的煤气沿所述第二进气管(213)和所述第一通气管(211),进入所述脱硫塔(2)中,进行所述吹冷处理,使再生后的所述可再生脱硫剂降温至60-90℃;
19、每个所述脱硫塔(2)按照脱硫处理→可再生脱硫剂的再生→吹冷处理→脱硫处理的循环顺序对所述高炉煤气进行脱硫。
20、可选地,所述第二进气管(213)的一端连接有分流管(214),所述分流管(214)远离所述第二进气管(213)的一端与所述第一排气管(222)连接;
21、所述方法还包括:
22、在进行所述可再生脱硫剂的再生后期,所述吹冷处理结束时,所述前处理后的煤气沿所述第二进气管(213)、所述分流管(214)进入所述第一排气管(222)中,再沿所述第一排气管(222)进入所述加热器(1)中加热至120-300℃,作为所述再生气;
23、将所述再生气沿所述第二排气管(223)和所述第二通气管(221)输送至所述脱硫塔(2)中,继续进行所述可再生脱硫剂的再生直至再生结束。
24、可选地,所述调节件(23)包括调阀(231)或风机(232);
25、所述方法还包括:
26、当所述调节件(23)为所述风机(232)时,所述前处理后的煤气通过所述第二进气管(213)输送至所述风机(232)中,所述风机(232)将所述前处理后的煤气吹送至所述第一通气管(211)中,再沿所述进气口(21)进入所述脱硫塔(2)中进行所述吹冷处理。
27、可选地,所述再生气占所述前处理后的煤气的体积为1-10%。
28、可选地,所述第一通气管(211)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第一集气管(215);
29、在所述可再生脱硫剂的再生中,所述再生气进行再生处理后,沿所述第一通气管(211)排入所述第一集气管(215)中,通过所述第一集气管(215)排出。
30、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
31、本技术提供一种高炉煤气脱硫的方法,用脱硫剂净化水解后的煤气,待可再生脱硫剂吸附饱和后,再用前处理后的煤气再生脱硫剂,脱硫剂再生后的性能几乎不变,能够重复使用,且采用前处理后的煤气再生脱硫剂,不仅减少了煤气处理总气量(包括水解处理的煤气量和脱硫处理的煤气量)、也减少了水解装置和干法脱硫装置的规模,有效降低投资成本。
1.一种高炉煤气脱硫的系统,其特征在于,所述系统包括:
2.根据权利要求1所述高炉煤气脱硫的系统,其特征在于,所述第二进气管(213)的一端连接有分流管(214),所述分流管(214)远离所述第二进气管(213)的一端与所述第一排气管(222)连接。
3.根据权利要求1所述高炉煤气脱硫的系统,其特征在于,所述第一通气管(211)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第一集气管(215)。
4.根据权利要求1所述高炉煤气脱硫的系统,其特征在于,所述第二通气管(221)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第二集气管(224)。
5.根据权利要求1所述高炉煤气脱硫的系统,其特征在于,所述调节件(23)包括调阀(231)或风机(232);
6.一种高炉煤气脱硫的方法,其特征在于,所述方法适用于权利要求1~5任一项所述高炉煤气脱硫的系统,所述方法包括:
7.根据权利要求6所述高炉煤气脱硫的方法,其特征在于,所述第二进气管(213)的一端连接有分流管(214),所述分流管(214)远离所述第二进气管(213)的一端与所述第一排气管(222)连接;
8.根据权利要求6所述高炉煤气脱硫的方法,其特征在于,所述调节件(23)包括调阀(231)或风机(232);
9.根据权利要求6所述高炉煤气脱硫的方法,其特征在于,所述再生气占所述前处理后的煤气的体积为1~10%。
10.根据权利要求6所述高炉煤气脱硫的方法,其特征在于,所述第一通气管(211)远离所述脱硫塔(2)的一端连接有第一集气管(215);
