CN101760252A

CN101760252A - 中间进气干法煤气脱硫装置

Info

Publication number: CN101760252A
Application number: CN201010300283A
Authority: CN
Inventors: 孙同华; 李志凌
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: CN101760252B

Abstract

一种环境工程技术领域的中间进气干法煤气脱硫装置，包括：进气口、至少两个脱硫层、脱硫剂和至少两个出气口，脱硫层的一端连接进气口，另一端连接出气口，脱硫层和出气口以进气口作为中轴相对称设置，脱硫剂设置在脱硫层内。本装置采用中间进气的方式，将使得单位压降大幅度下降30-75％，从而满足工艺对单位压降要求。同时空塔气速的下降，原料煤气在脱硫层的停留时间相应延长，保证了煤气在脱硫剂表面的充分反应，提高了煤气脱硫效果，减少了脱硫剂未用完的量，提高了脱硫剂的利用率。

Description

中间进气干法煤气脱硫装置

技术领域

本发明涉及的是一种环境工程技术领域的装置，尤其涉及的是一种中间进气干法煤气脱硫装置。

背景技术

目前，干法脱硫通常采用固定床脱硫装置进行脱硫，脱硫装置通常采用一层固定床结构，煤气通常采用上进或下进的方式，则净化气体出口分别采用下出或上出。在煤气脱硫过程中，一般要求脱硫装置压降越小越好，根据欧根公式：

ΔP/L＝150*(1-ε)²/ε³*μ*U/(dp²)+1.75*ρ*U²/(dp)*(1-ε)/ε³

式中：ΔP-压降，ε-孔隙率，dp-脱硫剂颗粒直径，ρ-气体密度，μ-气体粘度，U-空塔气速，L-脱硫层高度。

对系统压降影响最大的因素为脱硫剂颗粒直径和原料气的空塔气速，对于脱硫剂颗粒一定的情况下，空塔气速往往是决定系统压降的主要因素。为了使脱硫装置压降符合工艺要求，一般情况下，需要将脱硫装置的直径加大，降低原料气的空塔气速，从而使系统压降符合工艺要求。通常增加塔径意味着增加设备投资，同时，对于固定脱硫层的脱硫装置，高径比越大，脱硫效果越好，脱硫剂的利用率越高，因此，理想的脱硫过程，往往高径比大于2，同时空塔气速越低越有利于脱硫过程。

经对现有技术的文献检索发现，《节能》(2005年12期)上公开了一种降低活性炭脱硫塔阻力的实验研究，该技术指出在活性炭基脱硫剂干法脱硫实际运行过程中，活性炭脱硫塔床层阻力大，压降高，从而使风机能耗增加，脱硫塔效率降低，严重情况会导致脱硫塔无法正常进行工作。因此降低脱硫塔压降，是保证脱硫过程顺利进行的重要保证。到目前为止，尚无对脱硫塔中间进原料气体、脱硫塔两端排出净化气的装置报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种中间进气干法煤气脱硫装置，通过改变脱硫装置的结构，降低煤气的空塔气速，从而降低脱硫层的单位压降，提高脱硫效率。

本发明通过以下技术方案实现：本发明包括：进气口、至少两个脱硫层、脱硫剂和至少两个出气口，其中：脱硫层的一端连接进气口，另一端连接出气口，脱硫层和出气口以进气口作为中轴相对称设置，脱硫剂设置在脱硫层内。

所述脱硫层的直径相等，高度比值范围是1~1.22。

所述脱硫层内设有格栅和筛网，其中：格栅设置于脱硫层底端和顶端，筛网设置于格栅上，格栅的孔隙比脱硫剂直径大10％，筛网的孔隙直径小于脱硫剂直径。

所述进气口和脱硫层之间设有预处理层。

所述预处理层内设有瓷球和吸附剂。

本发明相比现有技术具有以下优点：将脱硫装置分成至少两层结构，脱硫层直径相等，脱硫层高度比值范围是1~1.22，采用中间进气的方式，将使得单位压降大幅度下降30-75％，从而满足工艺对单位压降要求。同时空塔气速的下降，原料煤气在脱硫层的停留时间相应延长，保证了煤气在脱硫剂表面的充分反应，提高了煤气脱硫效果，减少了脱硫剂未用完的量，提高了脱硫剂的利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施。给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示：本实施例包括：进气口1、气体分布空间2、两个预处理层3、两个脱硫层4、脱硫剂5和两个出气口6，其中：进气口1设置在装置中央，气体分布空间2和进气口1相连，预处理层3与气体分布空间2相连，脱硫层4的一端连接预处理层3，另一端连接出气口6，脱硫剂5设置在脱硫层4内，预处理层3、脱硫层4和出气口6对称分布在气体分布空间2的两侧。

脱硫层4内设有格栅和筛网，格栅设置于脱硫层4底端和顶端，筛网设置于格栅上，格栅的孔隙比脱硫剂5直径大10％，筛网的孔隙直径小于脱硫剂5直径。

预处理层3内设有瓷球和吸附剂，瓷球主要用于煤气分布，煤气通过瓷球后，可以达到分布均匀的效果，如装置直径较小，可以不用瓷球进行煤气分布，吸附剂主要用于脱除煤气中的焦油及杂质。

煤气从进气口1进入气体分布空间2缓冲后，煤气分成两路分别进入上下预处理层3，预处理层3中的瓷球将煤气均匀分布，再经过吸附剂脱除煤气中的焦油和杂质，最后再分别进入上下脱硫层4进行脱硫。经过脱硫剂5脱硫处理的净化煤气通过上下出口排出脱硫装置。

对于流量为1000m³/h(表态)的原料煤气，选用直径为800mm的脱硫层，同时选用规格为4×5.2mm的脱硫剂5，对于传统煤气上进下出，或煤气下进上出的情况，则空塔气速U₁＝0.55m/s。在本实施例中设置上下两个脱硫层4，直径相等(800mm)，高度相等，采用中间进气，上下分流的工艺，则空塔气速U₂＝0.55/2＝0.275m/s。根据欧根公式：

ΔP/L＝150*(1-ε)²/ε³*μ*U/(dp2)+1.75*ρ*U²/(dp)*(1-ε)/ε³

其中ε＝0.4，μ＝0.0145cp，dp＝4.33mm，ρ＝1.297，对于单一脱硫层：空塔气速U₁＝0.55m/s，则单位高度脱硫层压降，即单位压降(ΔP/L)₁＝1845Pa，对于本实施例，两层脱硫层4，中间进气：空塔气速U₂＝0.55/2＝0.275m/s，则单位压降(ΔP/L)₂＝551Pa。

由公式计算得知：单位压降与空塔气速的平方成正比，故对于直径相等的装置而言，采用两个脱硫层4代替传统的单一脱硫层，空塔气速下降一半。本实施例的高度相等的两个脱硫层4单位压降仅为单一脱硫层单位压降的30％，即单位单位压降下降70％，效果明显。

实施例2

在本实施例中，两个脱硫层4高度的比例为50.5∶49.5，比值为1.02，其他实施情况和实施例1相同。

对于本实施例而言，两个脱硫层4高度相差很小，根据欧根公式可得单位压降基本相等，但是在本实施例中，脱硫剂5的利用率将下降，本实施例中，未用完的脱硫剂5量为(50.5-49.5)/50.5＝1.98％。

实施例3

在本实施例中两个脱硫层4的高度比例为55∶45，比值为1.22，其他实施情况和实施例1相同。

空气塔速(U₂)₅₅，即高度比例为55的脱硫层4的空气塔速：(U₂)₅₅＝0.55×55％＝0.3025m/s；

空塔气速(U₂)₄₅，即高度比例为45的脱硫层4的空气塔速：(U₂)₄₅＝0.55×45％＝0.2475m/s；

根据欧根公式计算：单位压降(ΔP/L)′₂＝638Pa，虽然单位压降得到明显下降，但脱硫剂5的利用率会大幅度下降，未用完的脱硫剂5量为(55-45)/55＝18.2％。

由此可知，对同样直径的脱硫装置而言，实施例1中的单位压降仅为上进气或下进气的单一脱硫层4的单位压降的30％左右，即单位压降同比下降达到70％。较低的单位压降将有利于脱硫反应的顺利进行，降低脱硫系统的能量损失，具有重要意义。对于脱硫层4的不等分分割，中间进气一般也会导致压降的大幅下降，但脱硫剂5的利用率也会大幅降低，不利于资源的合理利用，故如果需要，可以对脱硫层4的高度进行不等分分割。

Claims

1.一种中间进气干法煤气脱硫装置，包括：进气口和脱硫剂，其特征在于，还包括：至少两个脱硫层和至少两个出气口，其中：脱硫层的一端连接进气口，另一端连接出气口，脱硫层和出气口以进气口作为中轴相对称设置，脱硫剂设置在脱硫层内；

所述脱硫层内设有格栅和筛网，筛网设置于格栅上。

2.根据权利要求1所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述的筛网的孔隙直径小于脱硫剂直径。

3.根据权利要求1所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述脱硫层的直径相等，高度比值范围是1~1.22。

4.根据权利要求1所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述的格栅设置于脱硫层底端和顶端。

5.根据权利要求1或者4所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述的格栅的孔隙比脱硫剂直径大10％。

6.根据权利要求1所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述进气口和脱硫层之间设有预处理层。

7.根据权利要求6所述的中间进气干法煤气脱硫装置，其特征是，所述预处理层内设有瓷球和吸附剂。