一种用于高炉煤气的精脱硫系统的制作方法

1.本发明属于工业煤气净化技术领域，涉及一种用于高炉煤气的精脱硫系统。


背景技术：

2.高炉煤气作为钢铁行业产量最大的可燃气体，其统计产量高达700～800亿立方米/月。现有高炉煤气主要采用重力除尘器、袋式除尘器去除颗粒物，经trt余压发电，再通过煤气柜稳压后，直接送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户作为燃料使用。高炉煤气作为各炉燃烧后，排放的二氧化硫超过新颁布的钢铁行业超低排放标准，且煤气使用点分散，采用常规烟气脱硫难以实施。这就要求对高炉煤气进行源头治理，实施高炉煤气精脱硫，减少高炉煤气硫分，可极大提高高炉煤气经济效益及钢铁全流程环境效益。
3.高炉煤气精脱硫是一种新的技术发展方向。单项的有机硫水解技术及干法吸附脱除技术较多，但未见高炉煤气脱硫工程案例的相关报道。焦炉煤气精脱硫技术和工程案例应用可供参考，但由于高炉煤气的特殊性，上述技术不能直接套用，因而高炉煤气精脱硫技术尚属于探索阶段。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于高炉煤气的精脱硫系统，可以在高炉煤气未进入下游用户前进行处理，降低对环境的二次污染。
5.本发明所采用的技术方案是，一种用于高炉煤气的精脱硫系统，包括依次通过管道连接的高炉、重力除尘器、干法布袋除尘器、高炉煤气余压透平发电装置及高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统，高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统通过管道连接有煤气柜，煤气柜通过煤气管网将煤气管网将煤气送至用户终端。
6.本发明的特征还在于，
7.干法布袋除尘器和高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统之间还设置有与高炉煤气余压透平发电装置的旁路管道，旁路管道上设置有减压阀组。
8.高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统包括反应器，反应器进气口通过入口管道分为两路分别连接高炉煤气余压透平发电装置和减压阀组，反应器的出气口通过管道连接煤气柜，反应器还通过导线电连接有直流电源。
9.反应器的入口和出口处均设置有阀门。
10.反应器包括壳体，壳体内部下端设置为腔体，壳体下端设置有与腔体连通的进气口，壳体顶部设置有出气口，腔体顶部均匀设置有多个微孔曝气头，壳体侧壁靠近顶部的位置处还设置有进液口，壳体侧壁位于腔体上方的位置处还设置有出液口，反应器壳体内位于腔体上方的部分贯穿设置有竖直分布的阴极柱和阳极柱，反应器壳体内位于腔体上方的部分还水平均匀设置有多个金属催化网，阴极柱和阳极柱贯穿每个金属催化网且与且相连，相邻两层金属催化网之间设置四氟柱，反应器壳体内位于腔体上方的部分填充有复合溶液，阴极柱和阳极柱分别通过导线电连接直流电源的负极和正极。
11.复合溶液按照质量百分比由以下成分组成：5％～25％碳酸钠溶液、5％～20％乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠混合溶液和2％～6％醇胺溶液，其余为水。
12.乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠混合溶液中乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠的物质的量比为0.5～1.5:1。
13.醇胺溶液包括乙二醇和三乙醇胺中的一种或两种。
14.直流电源在阴极柱和阳极柱之间施加的直流电压为3～6v，电流为1.5～4a。
15.本发明的有益效果是：
16.本发明一种用于高炉煤气的精脱硫系统提高脱除效率，且不产生副产物，可以在高炉煤气未进入下游用户前进行处理，降低对环境的二次污染，为工业应用提供保障。
附图说明
17.图1是本发明一种用于高炉煤气的精脱硫系统的结构示意图；
18.图2是本发明一种用于高炉煤气的精脱硫系统中反应器的结构示意图。
19.图中，1.高炉煤气；2.重力除尘器；3.干法布袋除尘器；4.高炉煤气余压透平发电装置；5.减压阀组；6.反应器；7.直流电源；8.煤气柜，9.阀门；
[0020]6‑
1.腔体；6
‑
2.进气口；6
‑
3.微孔曝气头；6
‑
4.出液口；6
‑
5.进液口；6
‑
6.阴极柱；6
‑
7.出气口；6
‑
8.阳极柱；6
‑
9.金属催化网。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0022]
本发明一种用于高炉煤气的精脱硫系统，其结构如图1所示，包括依次通过管道连接的高炉1、重力除尘器2、干法布袋除尘器3、高炉煤气余压透平发电装置(trt)4及高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统，高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统通过管道连接有煤气柜8，煤气柜8通过煤气管网将煤气管网将煤气送至用户终端。
[0023]
干法布袋除尘器3和高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统之间还设置有与高炉煤气余压透平发电装置4的旁路管道，旁路管道上设置有减压阀组5。
[0024]
如图2所示，高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统包括反应器6，反应器6进气口6
‑
2通过入口管道分为两路分别连接高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，反应器6的出气口6
‑
7通过管道连接煤气柜8，反应器6还通过导线电连接有直流电源7。
[0025]
反应器6的入口和出口处均设置有阀门9。
[0026]
反应器6包括壳体，壳体内部下端设置为腔体6
‑
1，壳体下端设置有与腔体6
‑
1连通的进气口6
‑
2，壳体顶部设置有出气口6
‑
7，腔体6
‑
1顶部均匀设置有多个微孔曝气头6
‑
3，壳体侧壁靠近顶部的位置处还设置有进液口6
‑
5，壳体侧壁位于腔体6
‑
1上方的位置处还设置有出液口6
‑
4，反应器6壳体内位于腔体6
‑
1上方的部分贯穿设置有竖直分布的阴极柱6
‑
6和阳极柱6
‑
8，反应器6壳体内位于腔体6
‑
1上方的部分还水平均匀设置有多个金属催化网6
‑
9，阴极柱6
‑
6和阳极柱6
‑
8贯穿每个金属催化网6
‑
9且与且相连，相邻两层金属催化网6
‑
9之间设置四氟柱，反应器6壳体内位于腔体6
‑
1上方的部分填充有复合溶液，阴极柱6
‑
6和阳极柱6
‑
8分别通过导线电连接直流电源7的负极和正极。
[0027]
复合溶液按照质量百分比由以下成分组成：5％～25％碳酸钠溶液、5％～20％乙
二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠混合溶液和2～6％醇胺溶液，其余为水。
[0028]
乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠混合溶液中乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠的物质的量之比为0.5～1.5:1。
[0029]
醇胺溶液包括乙二醇和三乙醇胺中的一种或两种。
[0030]
直流电源7在阴极柱6
‑
6和阳极柱6
‑
8之间施加的直流电压为3～6v，电流为1.5～4a。
[0031]
本发明的金属催化网6
‑
9的制备方法按照如下步骤实施：
[0032]
一种催化网的制备方法，包括以下步骤：
[0033]
步骤1，取金属钛板，并打磨至表面光滑，再用去离子水清洗金属钛板表面510min，得到粗体a；
[0034]
步骤2，将粗体a浸泡在浓度为5％～15％的草酸溶液中，在95～100℃的温度条件下浸泡2h，得到粗体b；
[0035]
步骤3，将含有ru、ir、sn、sb的盐的混合溶液涂刷在粗体b上，并静置10min，得到粗体c，其中ru、ir、sn、sb的浓度分别为0.8～1mol/l、0.3～0.5mol/l、0.3～0.5mol/l、0.3～0.5mol/l；
[0036]
步骤4，将粗体c在50～80℃条件下烘干2～3h，再转移至高温炉内在温度为400～600℃条件下煅烧15min，再自然冷却至室温；
[0037]
步骤5，重复步骤3和步骤4的过程10～15次，且最后一次煅烧时间为1～1.5h，再自然冷却至室温，制备成网状，即得到目标催化网。
[0038]
本发明一种用于高炉煤气的精脱硫系统的工作原理为：高炉1的煤气经重力除尘器2和干法布袋除尘器3除尘后排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统，在电压3v，电流1.5a情况下，余压发电后的高炉煤气通过进气口6
‑
2进入腔体6
‑
1，在腔体6
‑
1内进行缓冲混合后通过微孔曝气头6
‑
3进入上层部分与复合溶液充分接触，催化网提升阴阳极电极柱电催化的效率，复合溶液中电离产生大量的oh
‑
，羰基硫与之反应双键断裂，生成硫化氢和二氧化碳，硫化氢再与复合溶液反应生成硫化钠和水。
[0039]
实施例1
[0040]
高炉1的煤气经重力除尘器2和布袋除尘3排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统。在电压3v，电流1.5a情况下，余压发电后的高炉煤气总硫量300mg/m3通过反应器进气口6
‑
2后进入空腔6
‑
1，待气体混合均匀后通过微孔曝气头6
‑
3与复合溶液充分接触，其中，1.5l复合溶液由20％碳酸钠、20％(乙二胺四乙酸：乙二胺四乙酸二钠＝0.5:1)、4％乙二醇和2％三乙醇胺组成。反应前后气体浓度由气相色谱仪检测，结果如表1所示。
[0041]
实施例2
[0042]
高炉1的煤气经重力除尘器2和布袋除尘3排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统。在电压4v，电流2a情况下，余压发电后的高炉煤气总硫量260mg/m3通过反应器进气口6
‑
2后进入空腔6
‑
1，待气体混合均匀后通过微孔曝气头6
‑
3与复合溶液充分接触，其中，复合溶液由25％碳酸钠、20％(乙二胺四乙酸：乙二胺四乙酸二钠＝1:1)、4％乙二醇和2％三乙醇胺组成。反应前后气体浓度由
气相色谱仪检测，结果如表1所示。
[0043]
实施例3
[0044]
高炉1的煤气经重力除尘器2和布袋除尘3排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统。在电压4v，电流2a情况下，余压发电后的高炉煤气总硫量280mg/m3通过反应器进气口6
‑
2后进入空腔6
‑
1，待气体混合均匀后通过微孔曝气头6
‑
3与复合溶液充分接触，其中，复合溶液由15％碳酸钠、5％乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠n1：n2＝1.5:1和6％三乙醇胺组成。反应前后气体浓度由气相色谱仪检测，结果如表1所示。
[0045]
实施例4
[0046]
高炉1的煤气经重力除尘器2和布袋除尘3排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统。在电压5v，电流3a情况下，余压发电后的高炉煤气总硫量250mg/m3通过反应器进气口6
‑
2后进入空腔6
‑
1，待气体混合均匀后通过微孔曝气头6
‑
3与复合溶液充分接触，其中，复合溶液由10％碳酸钠、10％乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠n1：n2＝1:1和6％三乙醇胺组成。反应前后气体浓度由气相色谱仪检测，结果如表1所示。
[0047]
实施例5
[0048]
高炉1的煤气经重力除尘器2和布袋除尘3排出进入高炉煤气余压透平发电装置4和减压阀组5，利用高炉煤气的压力能做功发电后进入脱硫系统。在电压5v，电流3a情况下，余压发电后的高炉煤气总硫量300mg/m3通过反应器进气口后6
‑
2进入空腔6
‑
1，待气体混合均匀后通过微孔曝气头6
‑
3与复合溶液充分接触，其中，复合溶液由25％碳酸钠、20％乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠n1：n2＝1.5:1和6％乙二醇组成。反应前后气体浓度由气相色谱仪检测，结果如表1所示。
[0049][0050]