具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤化工焦化脱硫的技术领域，具体涉及一种具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔。
【背景技术】
[0002]目前现有的钢铁企业将执行更为严格的大气污染物排放限值，钢铁企业中的焦化生产企业迫切需要找到适宜、高效、经济的减排治理技术。因为焦化煤气中含有硫化氢和氰化氢，不仅严重污染了大气环境，而且当焦化煤气作为钢铁企业冶金燃料时，硫化氢等有害物质严重影响了钢材质量。
[0003]焦化煤气的传统脱硫工艺装置相对比较复杂，如图2所示，主要由脱硫塔、再生塔、反应槽等组成，其工艺流程是将来自上一工序的粗焦化煤气经煤气入口进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫贫液逆流接触洗涤焦化煤气中的硫化氢，脱除硫化氢的净焦化煤气从塔顶一侧的煤气出口送往下一工序；从脱硫塔下部的脱硫富液出口流出的脱硫富液经液封槽由管路进入反应槽，补充滴加催化剂溶剂后用富液循环泵抽送进入再生塔再生；自空压站喷射器来的压缩空气经压缩空气入口与脱硫富液由再生塔下部的再生塔脱硫富液入口并流进入再生塔内对脱硫富液进行氧化再生；再生后的脱硫贫液从再生塔上部的脱硫贫液出口经液位调节器和外部的连通管路自流入脱硫塔中上部位置的喷淋结构进行喷淋脱硫；再生塔塔顶浮选出的硫泡沫从硫泡沫出口流出送往下一工序。
[0004]焦化煤气的传统脱硫工艺，虽然可以减轻环境污染，但也存在以下几点不足之处:一是结构复杂，整个脱硫系统大型设备数量多，如脱硫塔、再生塔、反应槽等，占地面积大，管道设置面广距离远，增加了设备投资成本；二是工艺复杂，再生塔采用的是压缩空气对脱硫富液进行氧化再生的工艺，这样必须建立高压空气站，同样增加了设备投资成本；三是由于设备体积大、型号种类多、管道安装距离长，使得脱硫运行过程中的各种损耗都增大，如热量损失、催化剂损耗等，势必造成脱硫效率下降、脱硫效果不彻底，增加了生产运行成本、降低了能效。特别是再生后的尾气未经任何处理从再生塔塔顶的再生尾气放散口直接排放至大气中，二次污染严重，对环境造成恶劣影响。另外，当前焦化煤气中所使用原料煤的煤质具有高含硫的趋势，必然导致焦化煤气中的含硫量增加，因此焦化煤气脱硫过程中迫切需要采用高效的脱硫再生设备。
【发明内容】
[0005]发明的目的在于:为解决上述问题，本发明针对现有传统脱硫工艺技术的不足，提供了一种可以有效地克服上述不足、解决上述问题的具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔，其目的是占地面积小、管道安装距离短、减少设备投资成本、简化生产工序、降低设备能耗、提高脱硫效率，避免二次环境污染。
[0006]技术方案:为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔，其特征是本发明的结构采用立式一体塔式结构，从上至下依次为再生后尾气洗涤单元、再生单元、脱硫单元、脱硫后富液存储反应单元，将上述4个单元优化设计整合形成一个整体，其连接关系为内部结构通过内部塔底分割脱硫后富液存储反应单元与脱硫单元，通过内部椭圆形封头分割脱硫单元与再生单元，外部结构是在再生单元顶部安装有再生后尾气洗涤单元，并且在脱硫单元上部和中部位置设置有两层的喷淋结构，而且上、下两层的喷淋结构均可以设置成一层或多层喷淋结构的形式。
[0007]具有多层喷淋结构的焦化煤气脱硫再生一体塔，其特征是本发明的塔底部的裙座部分设计成脱硫后富液存储反应单元，通过设置的环状密封，以便存储脱硫后富液溶液；富液溶液循环泵在旋流喷射管的助力下直接抽取塔底脱硫后富液溶液并压人安置在塔顶的各个自吸式氧化再生喷射器，利用喷射器吸入空气或富氧来使富液溶液经导引管喷射进入再生单元进行氧化再生，再生反应后分离出的硫泡沫自流入硫泡沫再生槽，产生的脱硫贫液经设置在再生单元内的液位调节器和外部的连通管路自流入下段脱硫单元中上部位置的喷淋结构和中部位置的喷淋结构中，在各喷淋结构下部安装有呈不同半径、多层环状布置的若干个高压雾化喷枪，由高压雾化喷枪的喷嘴实施脱硫贫液逆流对焦化煤气的双重复合雾化喷淋；焦化煤气由脱硫单元底部一侧进入、经煤气分布器分布后由脱硫单元下部逆流而上，上行过程中通过4层的轻瓷填料或全瓷填料层及相应的气液分布器后，与下行的脱硫贫液溶液对流，经洗涤吸收焦化煤气中所含硫化氢后变成脱硫富液流入底部，而且为保持脱硫全过程的低温操作，在脱硫单元的4层填料层支架中设置安装有相应的盘管式再冷却装置，煤气中的硫化氢随着温度降低、被脱硫贫液中氨吸收、冷凝、凝聚一起后进入脱硫后的富液中、使得脱硫后的焦化煤气中的硫化氢含量远低于现有技术的20mg/ m3以下；流入底部的脱硫后富液经过环状密封隔离煤气后流入底部的脱硫后富液存储反应单元，然后再用富液溶液循环泵将在塔底脱硫后富液溶液抽送到安置在塔顶的各个自吸式氧化再生喷射器中、经导引管喷射进再生单元中进行氧化再生；再生后的尾气进入到再生单元上部连接的再生后尾气洗涤单元进行尾气洗涤脱硫，尾气洗涤过程包括两部分:一是满足整个脱硫工艺系统循环水平衡的新水或脱硫液经过管道送入尾气洗涤单元内部上方、由高压雾化喷枪喷射新水或脱硫液进行尾气脱硫洗涤；二是喷射的新水或脱硫液进行尾气脱硫洗涤后成为洗涤液，然后洗涤液由循环泵和管道再次送入尾气洗涤单元内部上方、由高压雾化喷枪喷射洗涤液进行再次尾气脱硫洗涤，如此循环运行实现了焦化煤气脱硫与再生的一体塔式脱硫再生工作。
[0008]作为优化:本发明所述脱硫单元中，因为采用以氨为碱源对含有硫化氢等硫化物的焦化气体进行液相催化氧化法脱硫吸收反应的工艺过程，在化工热力学中属于放热过程，为了保持脱硫全过程的低温操作，在脱硫单元的4层填料层支架中设置安装有相应的盘管式循环再冷却装置，用于脱硫过程中放热过程的热量循环冷却；并且在脱硫单元的上部位置和中部位置设置有上、下两层的复合喷淋结构，焦化煤气首先经过下层喷淋结构，雾化后的脱硫液与其进行第一次传热和传质的逆流混合接触洗涤，将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，焦化煤气继续上行再次通过上层喷淋结构，雾化的脱硫液与其进行第二次传热和传质的逆流混合接触洗涤，继续将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，使得脱硫效果更加彻底，使得脱硫后的焦化煤气中的硫化氢含量远低于现有技术的20mg/ m3以下，而且上、下两层的喷淋结构均可以设置成一层或多层喷淋结构。
[0009]作为进一步优化:本发明的再生后尾气洗涤单元是在再生单元上部连接有再生后尾气洗涤单元，再生后尾气的排放口即为再生后尾气洗涤单元的入口，再生后尾气经排放口进入再生后尾气洗涤单元进行尾气洗涤脱硫，尾气洗涤过程包括两部分:一是满足整个脱硫工艺系统循环水平衡的新水或脱硫液经过管道送入尾气洗涤单元内部上方、由高压雾化喷枪喷射新水或脱硫液进行尾气脱硫洗涤；二是喷射的新水或脱硫液进行尾气脱硫洗涤后成为洗涤液，然后洗涤液由循环泵和管道再次送入尾气洗涤单元内部上方、由高压雾化喷枪喷射洗涤液进行再次尾气脱硫洗涤；上述两部分均可回收再生尾气中的氨或夹带的硫泡沫，吸收了氨气的洗涤液可通过溢流管道溢流到再生单元进一步充分利用。