一种氧化铁脱硫方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焦炉煤气、天然气、煤制气脱硫领域，具体而言，涉及氧化铁脱硫方法及设备。
【背景技术】
[0002]焦炉煤气未经利用放空，不仅造成资源浪费，而且对环境造成巨大污染。将焦炉煤气转变为既是化工原料又是清洁燃料的甲醇成为近年来的热点。在成熟的甲醇合成方案中，经济性最好的包括焦化(焦炉气)联醇、化肥(合成氨)联醇和利用高硫煤多联供生产甲醇。与以煤为原料相比，焦炉煤气作为合成甲醇、合成氨和制氢的原料，具有装置投资少、资源丰富和原料成本低的特点，经济优势明显。焦炉煤气的资源最大化利用，符合我国建设节约型社会、保护环境、循环经济和资源、环境与社会协调和可持续发展的国策，也是煤基甲醇和煤基合成氨的又一种实现形式。
[0003]焦炉煤气中含微量硫、烯烃、氧气、焦油、萘、氰化氢、氨和苯等杂质。焦炉煤气作为化工原料使用时，这些杂质会对后续化工工艺过程中的催化剂造成毒害，导致催化剂部分或完全失活。尤其是现代高效合成催化剂，要求合成气中硫含量低于0.1Χ10Λ而焦炉煤气进入蒸汽转化催化剂前也要求烯烃等杂质总含量尽可能低于50X10_6。因此，无论是作为工业原料还是民用燃料，高效脱除焦炉煤气中的硫杂质，是焦炉煤气资源化利用的关键，也是近期研宄的热点。
[0004]现如今，焦炉煤气的脱硫方法主要有以下几种方法:
[0005]1、氧化铁法
[0006]氧化铁法脱硫工艺是一种经典传统的脱硫方法，可以将焦炉煤气中的硫含量由2000mg/Nm3降低至200mg/Nm3以下(以S计)，脱硫机理为H2S在氧化铁水合物颗粒表面的液膜中解离为H+、SH1P S2_，而后与水合氧化铁中的晶格氧(0H_、02_)相互作用生成Fe2S3 -H2Oo其反应式为:Fe203 *H20+3H2S — Fe2S3.Η20+3Η20氧化铁应在碱性、常温且保持水合形式的条件下操作。常温氧化铁的再生反应式为:Fe2S3.H20+3/202— Fe 203.H20+3S
[0007]通过分析氧化铁的理论硫容量指出当氧化铁的50-80%转变为硫化物时，就应进行脱硫剂的再生反应。但是在实际运行中需严格控制氧的含量，避免在脱硫剂表面生成硫单质后，H2S扩散受阻，而且氧化铁脱硫剂再生是一个放热过程，如果再生过快，放热剧烈，脱硫剂容易起火燃烧引起火灾，具有安全隐患。
[0008]2、活性炭法
[0009]活性炭干法脱硫工艺按照脱硫机理可分为吸附法，催化法和氧化法。
[0010]吸附法活性炭脱硫可根据活性炭具有很大的比表面积，和其选择吸附特性进行焦炉煤气中硫杂质的脱除。该方法对脱除噻吩最为有效，但由于该种活性炭的硫容过小，使得噻吩的脱除在工业化中一直没有得到有效的途径。
[0011]催化法活性炭脱硫是活性炭经浸渍铜、铁等活性金属后，焦炉煤气通过脱硫剂，有机硫被催化转化为硫化氢，再被活性炭吸附或至后续精脱硫工段脱除的方法。传统活性炭脱硫由于吸附和反应速率低，且硫容较低，难以达到工业脱硫要求。
[0012]氧化法活性炭脱硫是最常用的脱硫方法，在氧存在和碱性条件下，H2S被O2氧化成单质硫，其反应式为:2H2S+02— 2H20+2S，有机硫中的COS与O2反应，转化为单质硫，反应式为:2C0S+02— 2C02+2S，随着反应的不断进行，生产的单质硫逐渐吸附于活性炭内的微孔中，这就要求活性炭拥有一定的微孔数量，对其孔径也有一定要求。以上三种活性炭法虽然应用也比较广泛，但是脱硫过程中转变为硫单质后容易堆积在活性炭表面并阻塞活性炭的微孔道，而且活性炭法本身硫容低，反应速率也不高，不能满足快速脱硫的要求。
[0013]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供一种氧化铁脱硫的方法，所述的氧化铁脱硫方法具有操作简单，易于操作，脱硫效果好，提高脱硫剂活性等优点。
[0015]本发明的另一个目的在于提供一种氧化铁脱硫设备，所述的氧化铁脱硫设备具有结构简单，占地面积小、成本低以及脱硫效果好等优点。
[0016]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0017]本发明实施例提供了一种氧化铁脱硫方法，包括如下步骤:
[0018]将脱硫剂与强酸弱碱盐溶液混合形成复合氧化铁脱硫剂，与焦炉煤气逆向接触进行脱硫；其中，所述脱硫剂为氧化铁粉以及水合氧化铁脱硫剂中的一种或两种。
[0019]进一步的，所述脱硫剂中的铁离子与强酸弱碱盐中的阳离子的摩尔比为1-100:1。
[0020]所述强酸弱碱盐或者酸式盐中，阳离子为NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Zn2+中一种或几种，阴离子为SO4'Cl—中的一种或两种。
[0021]进一步的，在将所述复合氧化铁脱硫剂与焦炉煤气逆向接触进行脱硫后，所述方法还包括如下步骤:将用于脱硫后的复合氧化铁脱硫剂进行再生，并将脱硫后的焦炉煤气采用干法脱硫进行进一步脱硫；
[0022]优选地，所述干法脱硫为活性炭法以及氧化铁法中的其中一种。
[0023]进一步的，所述再生的方法包括:将用于脱硫后的复合氧化铁脱硫剂中通入空气进行再生。
[0024]本发明实施例还提供了一种氧化铁脱硫设备，包括:湿法脱硫塔；所述湿法脱硫塔包括塔体，所述塔体侧壁的下侧设置有用于焦炉煤气进塔的第一进气口与有用于脱硫后的复合氧化铁脱硫剂出塔的出液口，所述塔体的顶部设置有用于焦炉煤气出塔的第一出气口，所述塔体内设置有上液体分布器与下液体分布器，所述上液体分布器的正下方与所述下液体分布器的正下方分别设置有用于增加气液相接触面积的填料层，所述塔体内的顶部设置有倒V型的折型多孔板。
[0025]进一步的，还包括再生罐、空气泵、第一管道、第二管道、第三管道以及空气管道；所述再生罐的侧壁上分别设置有进液口、空气进口、清液出口以及浊液出口，所述再生罐的罐底还设置有残液出口；
[0026]所述进液口通过第一管道与所述出液口连接，所述清液出口通过第二管道与所述上液体分布器的进口连接，所述浊液出口通过第三管道与所述下液体分布器的进口连接，所述空气泵的气相出口通过管道与所述空气进口连接。
[0027]进一步的，还包括干法脱硫塔以及第四管道；所述干法脱硫塔的侧壁设置有第二进气口以及用于达到脱硫标准的焦炉煤气出塔的第二出气口，其中，所述第二进气口通过第四管道与所述第一出气口连接。
[0028]进一步的，还包括湿度调节器，所述湿度调节器设置于所述第四管道上。
[0029]进一步的，还包括清液泵以及浊液泵，所述清液泵设置于所述第二管道上，所述浊液泵设置于所述第三管道上。
[0030]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0031](I)本发明实施例的氧化铁脱硫方法操作简单，原料来源广泛易得，不但可以减少水合性氧化铁的使用量而且在使用同等的氧化铁脱硫剂用量的前提下，还能提升脱硫效果;
[0032](2)本发明实施例的氧化铁脱硫设备结构紧凑，占地面积小，而且脱硫效果好，可将焦炉煤气中的硫含量由原先的2000mg/Nm3降低至20mg/Nm3以下。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0034]图1为本发明一种实施例的氧化铁脱硫设备的结构图；
[0035]附图标记:
[0036]1-湿法脱硫塔；2-第一进气口； 3-出液口；
[0037]4-第一出气口； 5-折型多孔板；6-再生罐；
[0038]7-空气泵；8-干法脱硫塔；9-湿度调节器；
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