本发明涉及大气污染控制领域，特别是涉及一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置及工艺。
背景技术：
面对日益严峻的大气污染形势，国家陆续颁布实施了系列环保政策和相关大气污染治理行动方案，其中洁净煤使用计划的实施，有效改善了由于煤炭使用所导致的大气污染问题。在众多煤炭清洁使用方式中，煤汽化生产可燃气(水煤气)用以替代煤炭直燃技术是一种较为高效、清洁的煤炭利用方式。目前煤气化技术在我们建材行业，尤其是陶瓷行业应用最为普遍。虽然与煤炭直接燃烧相比水煤气燃烧产生的烟气污染物浓度较低，尤其是颗粒物浓度较低，但是诸如so2等酸性气体的排放浓度依然很高。原因在于生产水煤气过程中煤炭中大约有95％的硫(s)以h2s、有机硫的形势跑进水煤气中，而目前大多数工厂煤气站均未安装脱硫设施，最终在水煤气燃烧过程中以so2形势存在于烟气中。此外，虽然工厂煤气站安装了电捕焦油器，去除了大部分焦油，但仍有少量焦油存在于水煤气中，随着水煤气的燃烧分解产生烟气污染物。因此如能在水煤气燃烧之前对其进行深度脱硫和除油，则水煤气燃烧排放的烟气污染物浓度会更低，更符合洁净煤利用的宗旨，同时也避免了后续烟气脱硫问题。
目前，国内针对水煤气脱硫的专利、技术报道很少，但在以煤制气、焦炉气、天然气为原料制取甲醇、合成氨、合成油的工厂均有气体精脱硫过程，一般采用低温甲醇吸收法、nhd(聚乙二醇二甲醚)吸收法、干法精脱硫等方法。此外，专利201610115440.0公开了一种粗煤气脱碳脱硫的方法，通过脱水、过滤、第一冷却过程、第二冷却过程等步骤实现煤气脱碳脱硫，但该方法设备多、工艺复杂，尤其是要将气体冷却到-90～-60℃，压力要增加到3.5～8mpa，对工艺设备要求高，且能耗极高。专利201510375624.6公开了一种超级精脱硫剂及其制备方法，超级精脱硫剂为固体由载体和活性组分构成，采用过量浸渍法制备，采用的脱硫工艺为干法工艺。专利201410632507.9公开了一种合成原料气深度精脱硫工艺及其装置，通过几级钛基钴钼催化剂、几级氧化锌脱硫剂和一级多功能精脱硫剂，实现深度脱硫，但该技术采用的脱硫工艺为干法工艺，且设备较多，工艺复杂。
可见，目前国内在合成甲醇、氨等行业开发了较多的原料气脱硫方法，但工艺设备复杂、投资运行成本高，无法直接复制应用到以水煤气做气体燃料的领域，同时国内在该领域也缺少脱硫技术储备。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置，其针对水煤气组成特点，减少水煤气燃烧排放烟气中so2浓度，实现陶瓷行业水煤气深度脱硫除油。
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，其针对水煤气组成特点，减少水煤气燃烧排放烟气中so2浓度，实现陶瓷行业水煤气深度脱硫除油。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置，包括水煤气总管，若干个水煤气支管并联于水煤气总管，每个水煤气支管上均分别设有脱硫除油塔，脱硫除油塔的进气端的水煤气支管设有预除油装置，脱硫除油塔由下部进气，顶部出气，设置于脱硫除油塔下部的进气管的进气方向与脱硫除油塔内气流方向具有夹角，脱硫除油塔由下至上依次包括弧形螺旋弯板、旋流除油段、除油脱水段、放大布气段、第一脱硫段以及第二脱硫段，弧形螺旋弯板的一端连接进气管，弧形螺旋弯板的另外一端连接脱硫除油塔内侧壁，第一脱硫段内设有固体吸收填料层，第二脱硫段内设有固体吸附填料层。
进一步，预除油装置为一个内置有陶瓷拉西环的圆柱形筒体，圆柱形筒体的中间底部设有集油斗。
进一步，旋流除油段包括布气罩筒、布气支承层、布气叶片以及布气盲板，布气罩筒内设有布气支承层、布气叶片和布气盲板，布气叶片设置于布气盲板下方。
进一步，除油脱水段包括脱水支承层和波形折板，波形折板固接于脱水支承层。
进一步，放大布气段包括由下至上横截面渐扩的一个喇叭口状布气口，布气口上方设有穿孔布气板。
进一步，第一脱硫段包括第一支撑架、第一筛网、第一支承层和固体吸收填料层；第二脱硫段包括第二支撑架、第二筛网、第二支承层、固体吸附填料层以及顶部固定网。
进一步，脱硫除油塔设有旁通管道，旁通管道连通水煤气支管和脱硫除油塔的出气端的管道。
进一步，旁通管道设有旁通阀门，每个水煤气支管均分别设有进气阀门，每个脱硫除油塔的出气端的管道均分别设有出气阀门。
一种使用上述装置的陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，包括如下步骤，
1)来自工厂煤气站的水煤气经水煤气总管进入各水煤气支管，首先水煤气进入预除油装置，去除大颗粒油珠和颗粒物；
2)随后水煤气由脱硫除油塔底部经进气管和弧形螺旋弯板导流切向进入脱硫除油塔内，然后进入旋流除油段，通过离心力的作用将水煤气中的油滴、水滴、颗粒物甩向塔内壁面以去除；
3)水煤气继续向上进入除油脱水段，进一步除油脱水；
4)随后水煤气向上进入放大布气段，降低气体流速，同时均布气体；
5)水煤气继续向上进入第一脱硫段，水煤气通过与第一脱硫段中的脱硫剂接触反应实现h2s等酸性气体的去除，同时进一步脱水除油；
6)随后气体向上进入第二脱硫段，通过与第二脱硫段中的吸附剂的接触，水煤气中的有机硫被吸附去除，同时进一步脱水除油；最终水煤气净化后由烧嘴喷入陶瓷窑中燃烧。
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，脱硫剂为载cu/fe活性炭颗粒，载cu/fe活性炭颗粒尺寸为直径3～10mm，长度5～10mm，载cu/fe活性炭颗粒采用浸渍法制备，其中载体为颗粒活性炭，活性组分为硝酸铜和硝酸铁，吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛中的一种。
总的说来，本发明具有如下优点：
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置(1)集成了物理截留、离心、旋流、吸收、吸附等功能于一体，设备结构紧凑、体积小、操作运行容易，污染物去除效率高，能实现水煤气中硫化物、焦油等多种污染物同时高效净化，对硫化物、焦油去除率均大于90％；(2)本发明装置、设备简单，操作管理方便，整体投资、运行成本低。此外工艺布置灵活，可根据实际情况每条煤气支管布置一套小装置，也可一个煤气站布置一套大装置。布置多套小装置的优点是，每套装置检修不影响其他装置运行，整体水煤气仍能得到深度净化，而大装置的优点是装置单一，操作管理方便；(3)本发明除可应用于我国陶瓷行业水煤气深度脱硫除油治理外，还可应用于水泥、玻璃等其他建材行业和其他行业水煤气深度脱硫除油治理，具有应用范围广、适应性强等特点。
总的来说本装置具有脱硫效率高、设备简单、投资和运行成本低、易控制管理等优点，是一种经济、高效的水煤气深度脱硫除油装置。
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，该工艺将物理吸收、化学反应、物理吸附等技术进行有机结合实现对水煤气中h2s、有机硫、焦油等多种污染物的高效净化，具有污染物去除效率高、工艺简单、投资运行成本低等优点。
附图说明
图1为本发明一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置的总体结构示意图。
图2为本发明一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置单个水煤气支管及脱硫除油塔的结构示意图。
其中图1、图2中包括有：
1为旁通管道，2为进气阀门，3为预除油装置，4为脱硫除油塔，5为泄油阀，6为弧形螺旋弯板，7为旋流除油段，8为除油脱水段，9为放大布气段，10为第一脱硫段，11为第二脱硫段，12为旁通阀门，13为出气阀门，14为水煤气总管，15为水煤气支管。
具体实施方式
下面来对本发明做进一步详细的说明。
实施例1、
如图1、图2所示，一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置，包括水煤气总管，若干个水煤气支管并联于水煤气总管，每个水煤气支管上均分别设有脱硫除油塔4，脱硫除油塔4的进气端的水煤气支管设有预除油装置3，脱硫除油塔4由下部进气，顶部出气，设置于脱硫除油塔4下部的进气管的进气方向与脱硫除油塔4内气流方向具有夹角，脱硫除油塔4由下至上依次包括弧形螺旋弯板6、旋流除油段7、除油脱水段8、放大布气段9、第一脱硫段10以及第二脱硫段11，弧形螺旋弯板6的一端连接进气管，弧形螺旋弯板6的另外一端连接脱硫除油塔4内侧壁，第一脱硫段10内设有固体吸收填料层，第二脱硫段11内设有固体吸附填料层。脱硫除油塔4底部设有泄油阀5。预除油装置3为一个内置有陶瓷拉西环的圆柱形筒体，圆柱形筒体的中间底部设有集油斗。旋流除油段7包括布气罩筒、布气支承层、布气叶片以及布气盲板，布气罩筒内设有布气支承层、布气叶片和布气盲板，布气叶片设置于布气盲板下方。除油脱水段8包括脱水支承层和波形折板，波形折板固接于脱水支承层。放大布气段9包括由下至上横截面渐扩的一个喇叭口状布气口，布气口上方设有穿孔布气板。第一脱硫段10包括第一支撑架、第一筛网、第一支承层和固体吸收填料层；第二脱硫段11包括第二支撑架、第二筛网、第二支承层、固体吸附填料层以及顶部固定网。脱硫除油塔4设有旁通管道1，旁通管道1连通水煤气支管和脱硫除油塔4的出气端的管道。旁通管道1设有旁通阀门12，每个水煤气支管均分别设有进气阀门2，每个脱硫除油塔4的出气端的管道均分别设有出气阀门13。
本发明的基本原理在于：水煤气首先进入预除油装置3，通过降低气速、机械碰撞、物理截留等作用使部分油珠、颗粒物被去除，最终汇集于集油斗中。经过预除油的水煤气随后由脱硫除油塔4底部经弧形螺旋弯板6、旋流除油段7后高速旋流向上通过脱硫除油塔4，水煤气中大粒径油珠、水珠、颗粒物被离心作用分离去除。随后水煤气进入除油脱水段8，通过波形折板阻挡，除去水煤气中大部分油珠、水珠、颗粒物。经除油脱水的水煤气向上进入放大布气段9，一方面降低气体流速，另一方面通过穿孔布气板实现气体均匀分布。均布后的水煤气向上进入第一脱硫段10，气体在向上流动过程中与载cu/fe活性炭颗粒充分接触，气体中的h2s与载cu/fe活性炭颗粒中的cu2+、fe3+反应生成cus、fe2s3沉淀去除，此外本工艺段还能进一步除油、脱水并吸附去除部分h2s和有机硫。水煤气经过第一脱硫段10后进入第二脱硫段11，气体在向上流动过程中与吸附剂充分接触，气体中的有机硫、部分未去除的h2s被吸附去除，同时本工艺段还能进一步去除颗粒物。最终水煤气中的硫化物、焦油、颗粒物等污染物得到高效去除，水煤气得到深度净化后进入陶瓷成品窑燃烧。
一种使用上述装置的陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，其特征在于：包括如下步骤，
1)来自工厂煤气站的水煤气经水煤气总管进入各水煤气支管，首先水煤气进入预除油装置3，去除大颗粒油珠和颗粒物；
2)随后水煤气由脱硫除油塔4底部经进气管和弧形螺旋弯板6导流切向进入脱硫除油塔4内，然后进入旋流除油段7，通过离心力的作用将水煤气中的油滴、水滴、颗粒物甩向塔内壁面以去除；
3)水煤气继续向上进入除油脱水段8，进一步除油脱水；
4)随后水煤气向上进入放大布气段9，降低气体流速，同时均布气体；
5)水煤气继续向上进入第一脱硫段10，水煤气通过与第一脱硫段10中的脱硫剂接触反应实现h2s等酸性气体的去除，同时进一步脱水除油；
6)随后气体向上进入第二脱硫段11，通过与第二脱硫段11中的吸附剂的接触，水煤气中的有机硫被吸附去除，同时进一步脱水除油；最终水煤气净化后由烧嘴喷入陶瓷窑中燃烧。
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺脱硫剂为载cu/fe活性炭颗粒，载cu/fe活性炭颗粒尺寸为直径3～10mm，长度5～10mm，载cu/fe活性炭颗粒采用浸渍法制备，其中载体为颗粒活性炭，活性组分为硝酸铜和硝酸铁，吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛中的一种。
总的说来，本发明具有如下优点：
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油装置(1)集成了物理截留、离心、旋流、吸收、吸附等功能于一体，设备结构紧凑、体积小、操作运行容易，污染物去除效率高，能实现水煤气中硫化物、焦油等多种污染物同时高效净化，对硫化物、焦油去除率均大于90％；(2)本发明装置、设备简单，操作管理方便，整体投资、运行成本低。此外工艺布置灵活，可根据实际情况每条煤气支管布置一套小装置，也可一个煤气站布置一套大装置。布置多套小装置的优点是，每套装置检修不影响其他装置运行，整体水煤气仍能得到深度净化，而大装置的优点是装置单一，操作管理方便；(3)本发明除可应用于我国陶瓷行业水煤气深度脱硫除油治理外，还可应用于水泥、玻璃等其他建材行业和其他行业水煤气深度脱硫除油治理，具有应用范围广、适应性强等特点。
总的来说本装置具有脱硫效率高、设备简单、投资和运行成本低、易控制管理等优点，是一种经济、高效的水煤气深度脱硫除油装置。
一种陶瓷行业自制水煤气深度脱硫除油工艺，该工艺将物理吸收、化学反应、物理吸附等技术进行有机结合实现对水煤气中h2s、有机硫、焦油等多种污染物的高效净化，具有污染物去除效率高、工艺简单、投资运行成本低等优点。
下面举几个具体的例子：
某陶瓷厂煤气站生产的水煤气硫化物平均含量为3g/nm3，焦油含量平均浓度为1.5g/nm3。
1)关闭旁通阀门12，开启装置底部进气阀门2、顶部出气阀门13。
2)来自工厂煤气站的水煤气经水煤气总管进入各水煤气支管，每条水煤气支管连接着1套脱硫除油装置，首先水煤气进入预除油装置3，去除大颗粒油珠和颗粒物，其中预除油装置3直径为水煤气支管管径的4倍，长度为支管管径的10倍。所述的陶瓷拉西环直径为6mm，长度为6mm。
3)经预除油的水煤气由脱硫除油装置底部经弧形螺旋弯板6导流切向进入装置，依次通过旋流除油段7、除油脱水段8、放大布气段9、第一脱硫段10、第二脱硫段11，实现水煤气中h2s、有机硫、焦油等污染物的高效净化。其中第一脱硫段10装填有载cu/fe活性炭颗粒，尺寸为直径3mm，长度5mm，第二脱硫段11装填有活性炭颗粒。
4)净化后的水煤气由管道经过烧嘴喷入陶瓷窑中燃烧。
水煤气净化后硫化物排放浓度为0.15g/nm3，去除率95％；焦油排放浓度0.1g/nm3，去除率93.3％。净化前、后水煤气燃烧产生的烟气中so2排放浓度分别为500、25mg/nm3，可见本发明对陶瓷烟气so2净化效率明显，可显著降低烟气中so2排放，极大减轻后续烟气治理负荷。
实施例2、
本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：某陶瓷厂煤气站生产的水煤气硫化物平均含量为3g/nm3，焦油含量平均浓度为1.5g/nm3。如图1、图2所示。
1)关闭旁通阀门12，开启装置底部进气阀门2、顶部出气阀门13。
2)来自工厂煤气站的水煤气经水煤气总管进入各水煤气支管，每条水煤气支管连接着1套脱硫除油装置，首先水煤气进入预除油装置3，去除大颗粒油珠和颗粒物，其中预除油装置3直径为水煤气支管管径的6倍，长度为支管管径的12倍。所述的陶瓷拉西环直径为12mm，长度为12mm。
3)经预除油的水煤气由脱硫除油装置底部经弧形螺旋弯板6导流切向进入装置，依次通过旋流除油段7、除油脱水段8、放大布气段9、第一脱硫段10、第二脱硫段11，实现水煤气中h2s、有机硫、焦油等污染物的高效净化。其中第一脱硫段10装填有载cu/fe活性炭颗粒，尺寸为直径6mm，长度7mm，第二脱硫段11装填有活性炭纤维。
4)净化后的水煤气由管道经过烧嘴喷入陶瓷窑中燃烧。
水煤气净化后硫化物排放浓度为0.17g/nm3，去除率94.3％；焦油排放浓度0.08g/nm3，去除率94.7％。净化前、后水煤气燃烧产生的烟气中so2排放浓度分别为500、28mg/nm3，可见本发明对陶瓷烟气so2净化效率明显，可显著降低烟气中so2排放，极大减轻后续烟气治理负荷。
实施例3、
本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：某陶瓷厂煤气站生产的水煤气硫化物平均含量为3g/nm3，焦油含量平均浓度为1.5g/nm3。如图1、图2所示。
1)关闭旁通阀门12，开启装置底部进气阀门2、顶部出气阀门13。
2)来自工厂煤气站的水煤气经水煤气总管进入各水煤气支管，每条水煤气支管连接着1套脱硫除油装置，首先水煤气进入预除油装置3，去除大颗粒油珠和颗粒物，其中预除油装置3直径为水煤气支管管径的8倍，长度为支管管径的15倍。所述的陶瓷拉西环直径为15mm，长度为15mm。
3)经预除油的水煤气由脱硫除油装置底部经弧形螺旋弯板6导流切向进入装置，依次通过旋流除油段7、除油脱水段8、放大布气段9、第一脱硫段10、第二脱硫段11，实现水煤气中h2s、有机硫、焦油等污染物的高效净化。其中第一脱硫段10装填有载cu/fe活性炭颗粒，尺寸为直径15mm，长度15mm，第二脱硫段11装填有分子筛。
4)净化后的水煤气由管道经过烧嘴喷入陶瓷窑中燃烧。
水煤气净化后硫化物排放浓度为0.2g/nm3，去除率93.3％；焦油排放浓度0.05g/nm3，去除率96.7％。净化前、后水煤气燃烧产生的烟气中so2排放浓度分别为500、33mg/nm3，可见本发明对陶瓷烟气so2净化效率明显，可显著降低烟气中so2排放，极大减轻后续烟气治理负荷。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。