一种高炉煤气脱硫装置的制作方法

1.本实用新型涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种高炉煤气脱硫装置。


背景技术：

2.高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为：co、co2、n2、h2、ch4等。除了上述组分，高炉煤气还含有一定量的硫化物，煤气中硫的主要组成为羰基硫cos和cs2，h2s很少，其中有机硫以羰基硫cos为主，含有微量cs2。
3.高炉煤气以n2、co2、和co为主，含尘量大、不易着火、燃烧不稳定、热值低，其主要用途有余压发电、直接燃料燃烧、燃烧发电，另外少部分用于化工产品原料、提纯等。从高炉煤气主要用途来看，高炉煤气多用于冶金企业的自用燃气(热风炉、炼焦炉等)以及作为燃烧发电的燃料，由于高炉煤气并不直接外排，没有对应高炉煤气的so2标准，但其作为燃料燃烧后生成二氧化硫，有相关的排放标准要求。目前排放大气的污染物排放标准中，so2的排放限值为35mg/m3。
4.高炉煤气中羰基硫(cos)化学活性小，性质稳定，用常规方法很难脱除，需要先把有机硫转化为无机硫，再进行硫化氢脱硫。羰基硫转化工艺主要有加氢转化工艺和水解转化工艺。合成气中有机硫的脱除技术有吸收法、吸收附法、还原法、光解法、氧化法、催化水解法，各种方法各有特点，其中催化水解法研究成果较多，也开发出多种类型的催化水解催化剂，并得到广泛应用。但因高炉煤气气量很大、煤气中二氧化碳浓度很高、氧含量偏高、羰基硫含量高，压力、温度偏低的特点，高炉煤气本身也是一种燃料，在净化过程中不能带入新的污染物，因此在其它行业上应用成功的脱有机硫转化、硫化氢脱硫装置在高炉煤气脱硫上不能直接套用。


技术实现要素：

5.本实用新型解决了相关技术中其它行业上应用成功的脱有机硫转化、硫化氢脱硫装置在高炉煤气脱硫上不能直接套用的问题，提出一种高炉煤气脱硫装置，通过高炉煤气加热器升温，满足羰基硫水解催化剂对温度要求；通过高炉煤气换热器、高炉煤气冷却塔进行降温，满足脱硫对温度要求；在高炉煤气水解塔内脱除微量氧气并将羰基硫水解成硫化氢和二氧化碳；在脱硫再生塔内脱除硫化氢并使脱硫液再生；通过硫磺液处理装置最终得到产物硫磺，通过吸收装置处理吸收液，通过尾气净化装置处理脱硫过程产生的尾气。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高炉煤气脱硫装置，包括高炉煤气水解塔，所述高炉煤气水解塔的入口连接高炉煤气加热器，出口连接高炉煤气冷却装置，所述高炉煤气冷却装置连接脱硫再生装置，所述脱硫再生装置的各出口分别连接硫磺液处理装置、吸收装置、尾气净化装置。
7.作为优选方案，所述高炉煤气水解塔内设置有脱氧催化剂层和羰基硫水解催化剂层。
8.作为优选方案，所述高炉煤气冷却装置包括高炉煤气换热器、高炉煤气冷却塔、冷
却循环泵和冷却器，所述高炉煤气换热器的入口与高炉煤气水解塔的出口相连，所述高炉煤气换热器的出口与高炉煤气冷却塔的入口相连，所述冷却循环泵和冷却器串联于高炉煤气冷却塔的出口和入口处。
9.作为优选方案，所述脱硫再生装置包括脱硫循环再生泵、脱硫再生塔和氧化风机，所述脱硫再生塔内分为相互独立的脱硫侧和再生侧，所述脱硫再生塔的脱硫侧底端与高炉煤气冷却塔的出口相连，所述脱硫再生塔脱硫侧的上部与换热器相连，所述脱硫循环再生泵分别与脱硫再生塔的脱硫侧的底部和再生侧的顶部相连，所述氧化风机与高炉煤气冷却塔再生侧的顶部相连。
10.作为优选方案，所述硫磺液处理装置包括硫泡沫槽、硫磺浆液输送泵、压滤机和澄清槽，所述硫泡沫槽的入口与脱硫再生塔的再生侧的顶部相连，出口通过硫磺浆液输送泵与压滤机相连，所述硫泡沫槽顶部的溢流口与澄清槽相连，所述压滤机与澄清槽相连，所述澄清槽底部与硫磺浆液输送泵入口相连。
11.作为优选方案，所述吸收装置包括碱液泵和溶碱槽，所述溶碱槽通过碱液泵与脱硫再生塔的脱硫侧底部相连，所述溶碱槽还与澄清槽的顶部相连。
12.作为优选方案，所述尾气净化装置包括相连接的尾气洗净塔和引风机，所述尾气洗净塔分别与脱硫再生塔脱硫侧的顶部和底部、硫泡沫槽的顶部、澄清槽的顶部以及溶碱槽相连。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型高炉煤气进入水解塔前配有高炉煤气加热器，对煤气进行升温，满足羰基硫水解催化剂对温度要求；高炉煤气进入脱硫再生塔前配有高炉煤气换热器、高炉煤气冷却塔，对煤气进行降温，满足脱硫对温度要求；高炉煤气水解塔内含有脱氧催化剂层和羰基硫水解催化剂层，可以脱除高炉煤气中的微量氧气并将羰基硫水解成硫化氢和二氧化碳；冷却循环泵出口管道上配有冷水-冷却液冷却器，满足高炉煤气降时对冷却液温度要求；脱硫再生塔内分为相互独立的脱硫侧和再生侧，在脱硫侧通过脱硫液脱除硫化氢，在再生侧采用风机鼓入空气与脱硫液逆流接触，氧化脱硫液，使得脱硫液再生；通过硫磺液处理装置最终得到产物为硫磺，通过吸收装置处理吸收液，通过尾气净化装置处理脱硫过程产生的尾气。
附图说明
14.图1是本实用新型的整体结构示意图；
15.图2是本实用新型的整体结构示意图；
16.图3是图2中a处的放大图；
17.图4是图2中b处的放大图；
18.图5是图2中c处的放大图；
19.图6是图2中d处的放大图；
20.图7是图2中e处的放大图；
21.图8是图2中f处的放大图；
22.图9是图2中g处的放大图。
23.图中：
24.1、高炉煤气加热器，2、高炉煤气水解塔，3、高炉煤气换热器，4、高炉煤气冷却塔，
5、冷却循环泵，6、冷却器，7、脱硫再生循环泵，8、脱硫再生塔，9、硫泡沫槽，10、硫磺浆液输送泵，11、压滤机，12、澄清槽，13、尾气洗净塔，14、引风机，15、氧化风机，16、碱液泵，17、溶碱槽。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
29.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
30.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
31.如图1至9所示，一种高炉煤气脱硫装置，包括高炉煤气水解塔2，高炉煤气水解塔2的入口连接高炉煤气加热器1，出口连接高炉煤气冷却装置，高炉煤气冷却装置连接脱硫再生装置，脱硫再生装置的各出口分别连接硫磺液处理装置、吸收装置、尾气净化装置。
32.在一个实施例中，高炉煤气水解塔2内设置有脱氧催化剂层和羰基硫水解催化剂层，脱氧催化剂层可以脱除高炉煤气中的微量氧气，羰基硫水解催化剂层可以将羰基硫水解成硫化氢和二氧化碳。
33.在一个实施例中，高炉煤气冷却装置包括高炉煤气换热器3、高炉煤气冷却塔4、冷却循环泵5和冷却器6，高炉煤气换热器3的入口与高炉煤气水解塔2的出口相连，高炉煤气换热器3的出口与高炉煤气冷却塔4的入口相连，对煤气进行降温，满足脱硫对温度要求；冷却循环泵5和冷却器6串联于高炉煤气冷却塔4的出口和入口处，冷却器6采用冷水-冷却液作为冷却剂，满足高炉煤气降时对冷却液温度要求。
34.在一个实施例中，所述脱硫再生装置包括脱硫循环再生泵7、脱硫再生塔8和氧化风机15，脱硫再生塔8内分为相互独立的脱硫侧和再生侧，脱硫侧设置有吸收液，用于吸收高炉煤气中的硫化氢，脱硫再生塔8的脱硫侧底端与高炉煤气冷却塔4的出口相连，脱硫再生塔8脱硫侧的上部与换热器3相连，脱硫循环再生泵7分别与脱硫再生塔8的脱硫侧的底部和再生侧的顶部相连，氧化风机15与高炉煤气冷却塔4再生侧的顶部相连，则脱硫液经脱硫再生循环泵7打到脱硫再生塔8顶部进入再生侧，与氧化风机15鼓入的空气逆流接触、氧化，脱硫液再生成功。
35.在一个实施例中，硫磺液处理装置包括硫泡沫槽9、硫磺浆液输送泵10、压滤机11和澄清槽12，硫泡沫槽9的入口与脱硫再生塔8的再生侧的顶部相连，出口通过硫磺浆液输送泵10与压滤机11相连，硫泡沫槽9顶部的溢流口与澄清槽12相连，压滤机11与澄清槽12相连，澄清槽12底部与硫磺浆液输送泵10入口相连。
36.在一个实施例中，吸收装置包括碱液泵16和溶碱槽17，溶碱槽17通过碱液泵16与脱硫再生塔8的脱硫侧底部相连，溶碱槽17还与澄清槽12的顶部相连。
37.在一个实施例中，尾气净化装置包括相连接的尾气洗净塔13和引风机14，尾气洗净塔13分别与脱硫再生塔8脱硫侧的顶部和底部、硫泡沫槽9的顶部、澄清槽12的顶部以及溶碱槽17相连，则脱硫再生塔8顶、硫泡沫槽9顶、澄清槽12顶等产生的可能含有微量硫化氢的空气，经收集进入尾气洗净塔13下部，与从脱硫再生塔8底部分引出的吸收液接触，脱除硫化氢气体，最后经引风机14排出，吸收液进入去溶碱槽17。
38.具体的工作过程如下：
39.高炉煤气流程为：50℃左右高炉煤气经高炉煤气加热器1升温到80℃以上，然后进入高炉煤气水解塔2，在高炉煤气水解塔2中，先通过高炉煤气脱氧催化剂层，脱除高炉煤气中的微量氧气，再进入羰基硫(cos)水解催化剂层，羰基硫水解成硫化氢(h2s)和二氧化碳(co2)，水解后的高炉煤气经高炉煤气换热,3、高炉煤气冷却塔4降温冷却除水，再进入脱硫再生塔8的的脱硫侧底端，高炉煤气中的硫化氢被脱硫液吸收进入液相，洁净高炉煤气从脱硫再生塔8的脱硫侧上部排出，再经高炉煤气换热器3升温，最后去下游用户装置。
40.脱硫再生液流程为：脱硫液经脱硫再生循环泵7打到脱硫再生塔8顶部进入再生侧，与氧化风机15鼓入的空气逆流接触、氧化，脱硫液再生成功，硫磺与脱硫液在再生侧顶分离，再生后的脱硫液进入脱硫再生,8的脱硫侧顶部向下流动，与高炉煤气逆流接触，吸收
煤气中的硫化氢，再进入脱硫侧底部的循环池中。
41.硫磺流程为：与脱硫液分离后的硫磺液进入硫泡沫槽9，经加热升温，然后搅拌，硫磺下沉，再经硫磺浆液输送泵10输送到压滤机11，硫磺与液体分离，液体进入澄清槽12澄清，硫泡沫槽9溢流液也进入澄清槽12澄清，澄清槽12上清液去溶碱槽17，底部浆液接硫磺浆液输送泵10入口。
42.吸收剂流程为：澄清槽上清液、催化剂、碱液、软化水一并加入到溶碱槽17中溶解，经碱液泵16打入脱硫再生塔8底。
43.尾气处理流程为：脱硫再生塔8顶、硫泡沫槽9顶、澄清槽12顶等产生的可能含有微量硫化氢的空气，经收集进入尾气洗净塔13下部，与从脱硫再生塔8底部分引出的吸收液接触，脱除硫化氢气体，最后经引风机14排出，吸收液进入去溶碱槽17。
44.其中，脱硫液控制ph值为6.5～8.0，尽量控制吸收液ph值低于7.6。
45.以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。