一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备的制作方法

本发明涉及一种干熄焦放散气脱硫除尘技术，具体涉及一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备。

背景技术：

干熄焦放散气中粉尘和so2(二氧化硫)含量分别为含量0～3g/m³和0～2g/m³，为满足环保排放标准的要求。目前采用催化氧化法，把so2催化氧化生成h2so4(硫酸)，当催化剂内的硫酸达到饱和后需进行再生；再生的副产品为稀硫酸(2～3wt％)，粉尘在常规的布袋中脱除。该法除运行成本高外，还有稀硫酸的废液处理问题。

技术实现要素：

本发明针对现有干熄焦放散气中粉尘和so2的去除运行成本高、产生的稀硫酸废液处理难的问题，设计了一种干熄焦放散气脱硫除尘设备，该设备集反应和分离为一体，反应和分离效率高，使出口尾气中二氧化硫和粉尘含量分别降低至30mg/m³和15mg/m³以下，简化了工艺，降低了运行成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种干熄焦放散气脱硫除尘设备，包括立式壳体和旋流管，所述壳体内部自上而下划分为上部尾气汇集区、中部反应分离区和下部料仓；

所述上部尾气汇集区顶部设置有尾气出口；所述上部尾气汇集区与中部反应分离区之间设置有管板(所述壳体内壁上焊接有环形支撑圈，所述管板固定在环形支撑圈上，所述固定为螺栓连接或焊接)；

所述旋流管上、中部为旋流管分离锥，下部为旋流管尾管；所述旋流管侧壁设置有旋流管进口，顶部设置有旋流管尾气出口，底部设置有旋流管粉尘出口；所述旋流管垂直固定在管板上，所述旋流管尾气出口位于尾气汇集区内，旋流管粉尘出口伸入下部料仓内的粉尘中，所述旋流管进口位于管板下方的旋流管侧壁上，且沿旋流管侧壁切线方向设置；所述中部反应分离区侧壁上设置有沿壳体切线方向的壳体进口(以利于放散气的旋转，进行高效地超重力反应和分离)，所述壳体进口水平高度低于旋流管进口水平高度，所述中部反应分离区内壁上设置有水平向下倾斜的导流管，所述壳体进口与导流管连通；放散气管路和脱硫剂管路与壳体进口连接；

所述下部料仓为圆锥形，圆锥形底部为粉尘出口。

进一步地，所述管板为直径略小于壳体内径的圆形钢板，其上设置有(钻出)比旋流管尾气出口管径略大的孔，孔的数量与旋流管数量相同，所述旋流管垂直固定在管板的孔中，可采用的固定方式为：将旋流管尾气出口自下而上地穿入管板孔中焊接固定，或将旋流管尾气出口自下而上地穿入管板孔中，通过管板上的螺栓孔与焊接在旋流管尾气出口上对应螺栓孔的连接板，采用螺栓连接。

进一步地，所述水平向下倾斜的导流管7倾斜角度为1～30°。

进一步地，所述旋流管分离锥上部为圆柱形，下部为渐缩径的圆锥形，以利于放散气的高速旋转，进行高效地超重力反应和分离。

进一步地，所述旋流管为多根，多根旋流管并列放置；根据放散气量来确定旋流管的数量。

进一步地，所述旋流管进口附近设置有雾化器。

本发明的另一个目的还公开了一种熄焦放散气脱硫除尘工艺，包括以下步骤：干熄焦放散气在进入反应分离器之前，掺混脱硫剂，随后从进口以切线方向水平进入反应分离器中部的导流管，在壳体内向下旋转，触到粉料后向上旋转，再从切线方向水平进入旋流器进口，在旋流管分离锥内向下旋转，达到分离锥底部后形成向上旋转气芯，从旋流管尾气出口排出进入尾气汇集区，最后由尾气出口排出，粉尘由旋流管尾管排出进入下部料仓；放散气在壳体内向下和向上及在旋流管内向下和向下的旋转过程中，脱硫剂与so2充分接触发生反应，将so2从放散气中脱除，同时在超重力的离心力作用下，把粉尘与放散气中分离出来。

进一步地，干熄焦放散气脱硫除尘工艺，包括以下步骤：

步骤一、脱硫剂掺混到放散气中；

步骤二、放散气沿切线进口经导流管进入反应分离器内反应分离区，在水平向下的导流管作用下，放散气向下旋转；在旋转的过程中，脱硫剂与so2反应，把so2从放散气中分离出来；在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓；

步骤三、放散气在触到粉料后向上旋转，在旋转的过程中，脱硫剂继续与so2反应，把so2从放散气中分离出来；在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓；

步骤四、放散气再从切线方向水平进入旋流器进口，在旋流器分离锥内渐缩径的作用下，高速向下旋转；在旋转的过程中，脱硫剂与so2反应，把so2从放散气中进一步地分离出来；在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也进一步地从放散气中分离出来，进入旋流管尾管；

步骤五、放散气在达到分离锥底部后形成气芯向上高速旋转；在旋转的过程中，脱硫剂与so2反应，把so2从放散气中分离至所需要的程度；在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离至所需要的程度，分离出来的粉尘进入旋流管尾管；

步骤六、脱除so2和粉尘的尾气从旋流管尾气出口排出进入尾气汇集区，最后由尾气出口排出；

步骤七、旋流管尾管中的粉尘由旋流管粉尘出口排出进入下部料仓，料仓中粉尘由粉尘出口排出；

进一步地，所述干熄焦放散气，温度110～200：℃，粉尘含量0～3g/m³，so2(二氧化硫)含量0～2g/m³，包括体积含量的如下各组分：co(一氧化碳，含量1～3％，co2(二氧化碳)含量10～18％，h2(氢气)含量1～3％，n2(氮气)含量72～82％，o2(氧气)含量3～5％，其余为水蒸气。

进一步地，所述粉尘包括干熄焦放散气中粉尘、细粉状脱硫剂、反应产物硫酸钠、反应产物硫酸钙中的一种或多种。

进一步地，所述脱硫剂为碳酸氢钠(nahco3)和/或氧化钙(cao)，所述脱硫剂粒度为300～1000目。

进一步地，所述脱硫剂的用量为与so2反应所需当量比的1.0～2.5。

进一步地，所述旋流管进口的放散气中喷入1～100g/m³的水雾滴，针对小粒径粉尘(＜10μm)含量＞15mg/m³时，能够确保出口尾气中粉尘含量满足要求(粉尘含量≤15mg/m³)。

本发明一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备，反应分离器结构科学、合理，分离工艺简单、易行，与现有技术向比较具有以下优点：

混入脱硫剂的干熄焦放散气在反应分离器内反应分离区和旋流管内都进行so2与脱硫剂的反应，以及粉尘的脱除。

干熄焦放散气中二氧化硫在反应分离器的壳体和旋流管中分别与脱硫剂进行二次反应及二次分离后，反应分离器出口尾气中二氧化硫和粉尘含量分别降低至30mg/m³和15mg/m³以下。

本发明干熄焦放散气脱硫除尘设备集反应和分离于一体，均为静设备，运行成本低，无废液，能够广泛地用于干熄焦放散气脱硫除尘的领域。

附图说明

图1为实施例1干熄焦放散气脱硫除尘设备的结构示意图；

图2为实施例2干熄焦放散气脱硫除尘设备的结构示意图；

图3为干熄焦放散气脱硫除尘设备旋流管的结构示意图；

图4为干熄焦放散气脱硫除尘设备的旋流管布置俯视图。

其中附图标记分别为：

1-反应分离器；2-放散气；3-脱硫剂；4-水管；5-雾化器；6-壳体进口；7-导流管；8-壳体；9-尾气出口；10-粉尘出口；11-反应分离区；12-尾气汇集区；13-料仓；14-粉料；15-旋流管；16-旋流管进口；17-旋流管尾气出口；18-旋流管分离锥；19-旋流管尾管；20-旋流管粉尘出口；21-管板；22-环形支撑圈；23-连接板；24-壳体内下降气流；25-壳体内上升气流；26-旋流管内下降气流；27-旋流管内上升气流。

具体实施方式

本发明公开了一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备，包括反应分离器1，管板21和料仓13，把反应分离器1划分为中部反应分离区11和上部尾气汇集区12及下部料仓13，壳体进口6位于中部反应分离区11壳体8上，切线方向进入壳体8后与导流管7相连，导流管7呈水平向下倾斜，尾气出口9位于上部尾气汇集区12顶部，粉尘出口10在料仓13的底部，旋流管15垂直安装在管板21上，管板21上有孔径略大于旋流管尾气出口17的孔，管板21上空的数量与旋流管15数目相同，旋流管尾气出口17自下而上地穿过管板21上的空后，与管板21焊接，或旋流管尾气出口17自下而上地穿过管板21上的空后，与管板21上的螺栓孔与焊接在旋流管尾气出口17上对应螺栓孔的连接板23，采用螺栓连接，环形支撑圈22水平位于壳体8内，并与壳体8内壁焊接，管板21水平置于与环形支撑圈22上，两者采用螺栓连接或焊接，旋流管15顶部为旋流管尾气出口17，中上部为旋流管进口16，旋流管进口16与旋流管分离锥18连接，旋流管分离锥18下接旋流管尾管19，旋流管尾管19底部是旋流管粉尘出口20，旋流管进口16高于壳体进口6。

放散气管路和脱硫剂管路与壳体进口6连接，使脱硫剂在放散气进入壳体进口6之前混入，掺混脱硫剂的放散气由壳体进口6经导流管7进入反应分离器1中部反应分离区11，在壳体8内向下旋转，壳体内向下旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气碰到粉料14后向上旋转，旋转的过程中，脱硫剂继续与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气再从切线方向水平进入旋流管进口16，在旋流管分离锥内渐缩径的作用下，高速向下旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中进一步地分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也进一步地从放散气中分离出来，进入旋流管尾管19；放散气在达到旋流管分离锥18底部后形成气芯向上高速旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，分离出来的粉尘进入旋流管尾管19；脱除so2和粉尘的尾气从旋流管尾气出口17排出进入尾气汇集区12，最后由尾气出口9排出，旋流管尾管19中的粉尘由旋流管粉尘出口20排出进入下部料仓13的粉料14中，料仓13中粉尘由粉尘出口10排出。

优选的，可在旋流管进口16处设置雾化器，水由水管4接到设置在旋流管进口16处的雾化器5，在旋流管进口16的放散气中喷入水雾滴，进一步脱除放散气的粉尘。

本发明一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备，能够广泛地用于干熄焦放散气脱硫除尘领域。

以下结合实施例对本发明进一步说明

实施例1：

本实施例公开了一种干熄焦放散气脱硫除尘设备，如图1、图3和图4所示，干熄焦放散气脱硫除尘设备的反应分离器1包括壳体8和旋流管15，所述壳体8内部自上而下划分为上部尾气汇集区12、中部反应分离区11和下部料仓13；

所述上部尾气汇集区12顶部设置有尾气出口9；所述上部尾气汇集区12与中部反应分离区11之间设置有管板21，所述壳体8内壁上焊接有环形支撑圈22，所述管板21固定在环形支撑圈22上，所述固定为螺栓连接或焊接，所述管板21为直径略小于壳体8内径的圆形钢板，其上设置有(钻出)比旋流管尾气出口17管径略大的孔，孔的数量与旋流管15数量相同，所述旋流管15垂直固定在管板21的孔中，可采用的固定方式为：将旋流管尾气出口17自下而上地穿入管板21孔中焊接固定，或将旋流管尾气出口17自下而上地穿入管板21孔中，通过管板21上的螺栓孔与焊接在旋流管尾气出口17上对应螺栓孔的连接板，采用螺栓连接。

所述旋流管15为多根，多根旋流管15并列放置，根据放散气量来确定旋流管15的数量。所述旋流管15上、中部为旋流管分离锥18，下部为旋流管尾管19；所述旋流管分离锥18上部为圆柱形，下部为渐缩径的圆锥形，以利于放散气的高速旋转，进行高效地超重力反应和分离。所述旋流管15侧壁设置有旋流管进口16，顶部设置有旋流管尾气出口17，底部设置有旋流管粉尘出口20；所述旋流管15垂直固定在管板21上，所述旋流管尾气出口17位于尾气汇集区12内，旋流管粉尘出口20伸入下部料仓13内的粉尘中，所述旋流管进口16位于管板21下方的旋流管侧壁上，且沿旋流管15侧壁切线方向设置；所述中部反应分离区侧壁上设置有沿壳体切线方向的壳体进口6(以利于放散气的旋转，进行高效地超重力反应和分离)，所述壳体进口6水平高度低于旋流管进口16水平高度，所述中部反应分离区内壁上设置有水平向下倾斜的导流管7，倾斜角度为1～30°。所述壳体进口6与导流管7连通；放散气管路和脱硫剂管路与壳体进口6连接；

所述下部料仓13为圆锥形，圆锥形底部为粉尘出口10。

采用本实施例所述设备对干熄焦放散气脱硫除尘的步骤如下：

600目碳酸氢钠脱硫剂掺混到干熄焦放散气中，放散气的参数为温度135℃、粉尘含量0.8g/m³(粉尘粒径＜10μm的含量6mg/m³)、so2含量1.1g/m³，体积组成co1.2％，co2含量12％，h2含量1.5％，n2含量80％，o2含量3.6％，水蒸气含量1.7％。脱硫剂的用量为与so2反应所需当量比的1.5。掺混脱硫剂的放散气由壳体进口6经导流管7进入反应分离器1中部反应分离区11，在壳体8内向下旋转，旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气碰到粉料14后向上旋转，旋转的过程中，脱硫剂继续与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气再从切线方向水平进入旋流管进口16，在旋流管分离锥内渐缩径的作用下，高速向下旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中进一步地分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也进一步地从放散气3中分离出来，进入旋流管尾管19；放散气在达到旋流管分离锥18底部后形成气芯向上高速旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，分离出来的粉尘进入旋流管尾管19；脱除so2和粉尘的尾气从旋流管尾气出口17排出进入尾气汇集区12，最后由尾气出口9排出，旋流管尾管19中的粉尘由旋流管粉尘出口20排出进入下部料仓13的粉料14中，料仓13中粉尘由粉尘出口10排出。附图中标注了壳体内下降气流24、壳体内上升气流25、旋流管内下降气流26和旋流管内上升气流27。

本实施例由尾气出口9排出尾气中二氧化硫和粉尘含量分别为25mg/m³和12mg/m³以下

实施例2

本实施例公开了一种干熄焦放散气脱硫除尘工艺及设备，如图2、图3和图4所示，干熄焦放散气脱硫除尘设备的反应分离器1包括立式壳体8和旋流管15，所述壳体8内部自上而下划分为上部尾气汇集区12、中部反应分离区11和下部料仓13；

所述上部尾气汇集区12顶部设置有尾气出口9；所述上部尾气汇集区12与中部反应分离区11之间设置有管板21，所述壳体8内壁上焊接有环形支撑圈22，所述管板21固定在环形支撑圈22上，所述固定为螺栓连接或焊接，所述管板21为直径略小于壳体8内径的圆形钢板，其上设置有(钻出)比旋流管尾气出口17管径略大的孔，孔的数量与旋流管15数量相同，所述旋流管15垂直固定在管板21的孔中，可采用的固定方式为：将旋流管尾气出口17自下而上地穿入管板21孔中焊接固定，或将旋流管尾气出口17自下而上地穿入管板21孔中，通过管板21上的螺栓孔与焊接在旋流管尾气出口17上对应螺栓孔的连接板，采用螺栓连接。

所述旋流管15为多根，多根旋流管15并列放置，根据放散气量来确定旋流管15的数量。所述旋流管15上、中部为旋流管分离锥18，下部为旋流管尾管19；所述旋流管分离锥18上部为圆柱形，下部为渐缩径的圆锥形，以利于放散气的高速旋转，进行高效地超重力反应和分离。所述旋流管15侧壁设置有旋流管进口16，顶部设置有旋流管尾气出口17，底部设置有旋流管粉尘出口20；所述旋流管15垂直固定在管板21上，所述旋流管尾气出口17位于尾气汇集区12内，旋流管粉尘出口20伸入下部料仓13内的粉尘中，所述旋流管进口16位于管板21下方的旋流管侧壁上，且沿旋流管15侧壁切线方向设置；所述中部反应分离区侧壁上设置有沿壳体切线方向的壳体进口6(以利于放散气的旋转，进行高效地超重力反应和分离)，所述壳体进口6水平高度低于旋流管进口16水平高度，所述中部反应分离区内壁上设置有水平向下倾斜的导流管7，倾斜角度为1～30°。所述壳体进口6与导流管7连通；放散气管路2和脱硫剂管路3与壳体进口6连接；

所述下部料仓13为圆锥形，圆锥形底部为粉尘出口10。

所述旋流管进口16附近设置有雾化器5，所述雾化器与水管4连接。在旋流管进口16的放散气中喷入水雾滴，进一步脱除放散气的粉尘

采用本实施例所述设备对干熄焦放散气脱硫除尘的步骤如下：

700目氧化钙硫剂3掺混到干熄焦放散气中，放散气的参数为温度140℃、粉尘含量1.0g/m³(粉尘粒径＜10μm的含量18mg/m³)、so2含量0.8g/m³，体积组成co1.1％，co2含量14％，h2含量1.1.3％，n2含量78％，o2含量4.2％，水蒸气含量1.5％。脱硫剂的用量为与so2反应所需当量比的1.6。掺混脱硫剂的放散气由壳体进口6经导流管7进入反应分离器1中部反应分离区11，在壳体8内向下旋转，旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气碰到粉料14后向上旋转，旋转的过程中，脱硫剂继续与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，落入料仓13的粉料14中；放散气再从切线方向水平进入旋流器管进口16，在旋流管分离锥内渐缩径的作用下，高速向下旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中进一步地分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也进一步地从放散气3中分离出来，进入旋流管尾管19；放散气在达到旋流管分离锥18底部后形成气芯向上高速旋转，在旋转的过程中，脱硫剂与放散气中的so2反应，把so2从放散气中分离出来，在旋转的过程中，放散气中的粉尘、脱硫剂和反应产物也从放散气中分离出来，分离出来的粉尘进入旋流管尾管19；脱除so2和粉尘的尾气从旋流管尾气出口17排出进入尾气汇集区12，最后由尾气出口9排出，旋流管尾管19中的粉尘由旋流管粉尘出口20排出进入下部料仓13的粉料14中，料仓13中粉尘由粉尘出口10排出。附图中标注了壳体内下降气流24、壳体内上升气流25、旋流管内下降气流26和旋流管内上升气流27。

水由水管4接到设置在旋流管进口16处的雾化器5，在旋流管进口16的放散气中喷入2.5g/m³的水雾滴，进一步脱除放散气的粉尘。

本实施例由尾气出口9排出尾气中二氧化硫和粉尘含量分别为28mg/m³和14mg/m³以下

需说明的是：图4为干熄焦放散气脱硫除尘设备的旋流管布置俯视图，仅为旋流管布置参考，旋流管的排列还可采用其他布置形式。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。