专利名称：提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及焦炉煤气净化技术，具体地指一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法及其设备。
背景技术：
真空碳酸钾煤气脱硫工艺近年来被国内众多煤化工企业采用。该工艺主要包括脱硫和再生两大部分，在脱硫塔内使用碳酸钾溶液直接吸收焦炉煤气中的H2S和HCN等酸性气体，碳酸钾溶液吸收了大量H2S后变为脱硫富液；脱硫塔下部出来的吸收了酸性气体的富液经富液槽贮存缓冲后进入再生塔再生，在再生塔内进行酸气解析，释放出酸性气体变为再生贫液，贫液再回脱硫塔进行循环使用。该系统中碳酸钾溶液是由系统补充的KOH溶液与煤气中CO2反应生成的。由于碳酸钾溶液在吸收-再生循环中会发生副反应产生KSCN和K4Fe (CN) 6等不可再生盐，一般可通过外排贫液、补充KOH量等措施来调整脱硫液的质量。目前，采用将KOH与脱硫塔后再生塔前的富液混合的补充方式，该补充方式操作简单，但是由于KOH补充在再生塔前，补充KOH后提高了再生塔内富液的碱度和pH值，根据解析塔解析原理，碱度和PH值的升高对富液中酸气的解析存在不利影响，会导致再生后贫液含H2S浓度较高，进而导致贫液回流至脱硫塔后脱硫效率下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法及其设备，该方法通过改进KOH的补充方式来优化脱硫塔和再生塔内的工艺条件，进而提闻系统的脱硫效率。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法，它包括如下步骤:I)采用碳酸钾贫液作为脱硫剂在脱硫塔下段与焦炉煤气气流逆向接触，碳酸钾贫液吸收焦炉煤气中的酸性气体后生成脱硫富液；2)将步骤I)中产生的脱硫富液送入再生塔再生，使酸性气体从富液中解吸出来，得到再生的碳酸钾贫液；3)将KOH溶液加入由步骤2)得到的碳酸钾贫液中充分混合，再将此混合液输送至脱硫塔下段，与焦炉煤气气流逆向接触，循环回用；4)采用NaOH溶液或从步骤3)得到的混合液中分流出一部分混合液作为洗涤剂，用该洗涤剂在脱硫塔上段对焦炉煤气进行二次洗涤。进一步地，所述KOH溶液的质量百分比浓度范围为10 50%。本发明采用添加KOH溶 液的方式来补充钾盐，其反应如下:2K0H+C02 — K2C03+H20为实现上述方法而设计的提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的设备，包括用于吸收焦炉煤气中酸性气体的脱硫塔和用于使脱硫富液再生的再生塔，所述脱硫塔上段顶部的洗涤液入口与碱槽的输出端相连，所述脱硫塔下段底部的脱硫富液出口与富液槽的输入端相连，所述富液槽的输出端与再生塔顶部的富液入口连通，所述再生塔底部的贫液出口与贫液槽的输入端相连，所述贫液槽上开有钾盐补充口，所述贫液槽的输出端与脱硫塔下段顶部的贫液入口连通。进一步地，所述富液槽的输出端通过换热器的热介质管路与再生塔顶部的富液入口连通；所述再生塔底部的贫液出口通过换热器的冷介质管路与贫液槽的输入端相连。与现有技术相比，本发明具有如下优点:其一，本发明将KOH的补充点由补充在脱硫富液中改为补充在再生后的碳酸钾贫液中，碳酸钾贫液由于KOH的加入而致使其pH值升高，该升高后的pH值有利于脱硫塔内酸性气体的吸收，从而提高了脱硫效率，进一步降低了煤气中H2S的浓度，稳定了出厂煤气指标，使得煤气指标合格率升闻。其二，因不再采取使KOH与富液混合的补充方式，使得富液pH值恒定，避免了 KOH的投加引起富液PH值的升高，从而优化了再生塔内酸气解析的工艺条件，降低了再生后的碳酸钾贫液中H2S的浓度，稳定了碳酸钾贫液的质量，进而提高了其后续在脱硫塔内的脱硫效率，并使得再生塔解析得到的酸气成分趋于稳定，提高了后续工序中硫磺或硫酸产品的收率。其三，KOH补充点的改变不影响系统钾盐的补充效果。
图1为一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的设备的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明并不限于下述实施例。图1中所示的提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的设备，包括用于吸收焦炉煤气中酸性气体的脱硫塔I和用于使脱硫富液再生的再生塔2，所述脱硫塔I上段顶部的洗涤液入口 3与碱槽4的输出端相连，所述脱硫塔I下段底部的脱硫富液出口 5与富液槽6的输入端相连，所述富液槽6的输出端通过换热器12的热介质管路与再生塔2顶部的富液入口 7连通，所述再生塔2底部的贫液出口 8通过换热器12的冷介质管路与贫液槽9的输入端相连，所述贫液槽9上开有钾盐补充口 10，所述贫液槽9的输出端与脱硫塔I下段顶部的贫液入口 11连通。上述设备的工艺流程如下:进口 H2S浓度为5 7g/m3的焦炉煤气自下而上先流经脱硫塔I下段与碳酸钾贫液逆流接触，焦炉煤气中的90%以上的H2S、HCN、C02等酸性气体被吸收，碳酸钾贫液转化成吸收了大量H2S的碳酸钾富液；碳酸钾富液经脱硫塔I下段底部的富液出口 5流出并泵入富液槽6中，富液槽6用于缓冲富液流量，然后碳酸钾富液通过换热器12换热后再经再生塔2顶部的富液入口 7泵入再生塔2中进行解吸，得到再生后的碳酸钾贫液；再生后的碳酸钾贫液从再生塔2底部的贫液出口 8流出后泵入贫液槽9中，所述贫液槽9上开有钾盐补充口 10，将 质量百分比浓度为50%的KOH溶液由计量泵以恒定流速从钾盐补充口 10打入贫液槽9，使其与贫液槽9中的碳酸钾贫液充分混合后，再将此混合液经脱硫塔I下段顶部的贫液入口 11输送至脱硫塔I下段进行喷洒，与焦炉煤气气流逆向接触，循环回用，以吸收掉焦炉煤气中的大部分酸性气体；然后，采用稀释过的质量百分比浓度为5%的NaOH溶液作为洗涤剂贮存在碱槽4中，将洗涤剂从碱槽4经脱硫塔I上段顶部的洗涤液入口 3泵入脱硫塔I上段，对焦炉煤气进行二次洗涤，以吸收焦炉煤气中剩余的小部分H2S等酸性气体，使得处理后的煤气中H2S浓度降低至15(T200mg/m3，而产生的废碱液则送去后续生化水处理工序。另外，也可从贫液槽9中分流出一部分由碳酸钾贫液与KOH溶液混合而成的混合液作为洗涤剂在脱硫塔I上段对焦炉煤气进行二次洗涤，此时，脱硫塔I上段和脱硫塔I下段的脱硫剂都为钾盐，二次洗涤后的洗涤废液能够重回脱硫-再生循环系统循环使用，使得脱硫塔I上段产生的洗涤废液量降低为零，脱硫废液的总产生量也因此大幅降低。为保证煤气洗涤效果，由再生塔2底部出来的碳酸钾贫液在进入贫液槽9之前通过贫液外排口 13定期排放部分贫液，以保证多次再生后贫液质量。从再生塔2顶部酸气排出口 14排出的酸气进入克劳斯炉生产硫磺或硫酸。本发明将KOH的补充点由补充在脱硫富液中改为补充在再生后的碳酸钾贫液中，碳酸钾贫液由于KOH的加入其pH值由原来的l(Tll可升高至If 12，有利于脱硫塔I内酸性气体的吸收，提高了脱硫塔I的脱硫效率；Κ0Η不再补充在富液槽6中，使得脱硫富液pH值恒定在扩10之间，避免了 KOH的投加引起富液pH值的升高，从而优化了再生塔2内酸气解吸的工艺条件，稳定了碳酸钾贫液质量，进一步提高了脱硫效率，本发明系统的煤气处理量可达 1.5X 105m3 /h。
权利要求
1.一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法，其特征在于:它包括如下步骤: 1)采用碳酸钾贫液作为脱硫剂在脱硫塔下段与焦炉煤气气流逆向接触，碳酸钾贫液吸收焦炉煤气中的酸性气体后生成脱硫富液； 2)将步骤I)中产生的脱硫富液送入再生塔再生，使酸性气体从富液中解吸出来，得到再生的碳酸钾贫液； 3)将KOH溶液加入由步骤2)得到的碳酸钾贫液中充分混合，再将此混合液输送至脱硫塔下段，与焦炉煤气气流逆向接触，循环回用； 4)采用NaOH溶液或从步骤3)得到的混合液中分流出一部分混合液作为洗涤剂，用该洗涤剂在脱硫塔上段对焦炉煤气进行二次洗涤。
2.根据权利要求1所述的提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法，其特征在于:所述KOH溶液的质量百分比浓度范围为1(Γ50%。
3.一种为实现权利要求1所述方法而设计的提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的设备，包括用于吸收焦炉煤气中酸性气体的脱硫塔(I)和用于使脱硫富液再生的再生塔(2)，其特征在于:所述脱硫塔(I)上段顶部的洗涤液入口(3)与碱槽(4)的输出端相连，所述脱硫塔(I)下段底部的脱硫富液出口(5)与富液槽(6)的输入端相连，所述富液槽(6)的输出端与再生塔(2)顶部的富液入口(7)连通，所述再生塔(2)底部的贫液出口(8)与贫液槽(9)的输入端相连，所述贫液槽(9)上开有钾盐补充口(10)，所述贫液槽(9)的输出端与脱硫塔(I)下段顶部的贫液入口( 11)连通。
4.根据权利要求3所述的提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的设备，其特征在于:所述富液槽(6)的输出端通过换热器(12)的热介质管路与再生塔(2)顶部的富液入口(7)连通；所述再生塔(2)底部的贫 液出口(8)通过换热器(12)的冷介质管路与贫液槽(9)的输入端相连。
全文摘要
本发明公开了一种提高真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫效率的方法，该方法将KOH溶液加入再生后的碳酸钾贫液中充分混合，再将此混合液输送至脱硫塔下段，与焦炉煤气气流逆向接触吸收酸性气体，循环回用。其设备中再生塔底部的贫液出口与贫液槽的输入端相连，所述贫液槽上开有钾盐补充口，所述贫液槽的输出端与脱硫塔下段顶部的贫液入口连通。本发明将KOH溶液补充在再生后的碳酸钾贫液中，碳酸钾贫液由于KOH的加入而致使其pH值升高，有利于脱硫塔内酸性气体的吸收，从而提高了脱硫效率，该KOH补充方式使得富液pH值恒定，从而优化了酸气解析条件，进一步提高了脱硫效率。
文档编号C10K1/12GK103113930SQ20131006295
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者王丽娜, 薛改凤, 吴恒喜, 黄建阳, 张垒, 吴高明, 刘璞, 付本全, 张楠, 刘尚超 申请人:武汉钢铁(集团)公司