CN103111169A - 一种煤气脱硫方法及便于自动化控制的脱硫装置 - Google Patents

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党勇
甄玉科
王同彦
翟玉铎
陈庆
张满
卞新亮
李先涛
张述爽
魏东方
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Abstract

一种煤气脱硫方法及脱硫装置，包括脱硫塔，在脱硫塔的一侧设置混合气体管道，在混合气体管道上设置第一在线激光测氧仪，并在混合气体管道的外侧通过三通分别连接氧气管和氮气管，且在氧气管和氮气管中分别设置调节阀与切断阀，用于两种气体在进入脱硫塔前两管道气体进行混合，并通过控制两调节阀的开合程度控制气体混合比例，与脱硫塔顶部连接的尾气管道通过塔顶吸力调节阀连通到煤气排出管道上，在尾气管道中设置第二在线激光测氧仪，同时，设置紧急放散阀支路。本发明利用氮气不参与燃烧的原理，通过氮气与氧气混合，并结合利用激光检测技术控制混合比例和反应浓度，实现本质安全化的煤气脱硫效果。

Description

一种煤气脱硫方法及便于自动化控制的脱硫装置
技术领域
本发明涉及一种焦化煤气的脱硫工艺，尤其是脱硫加氧程序中的安全自动化控制技术。
背景技术
目前，公知的焦化煤气脱硫是煤气处理领域的难题。特别是煤气与压缩空气反应后大量的废气直接排放，是焦化工艺的重要环境污染源。因此，部分煤化工企业为了降低废气的发生量，采取了纯氧脱硫的新型工艺。这种工艺效果良好，产生尾气（废气）量少，且可以直接并入煤气管道，对环境的保护效果，负面影响小。但由于化工企业的特殊性，纯氧的输送、脱硫反应过程等均存在重大的安全隐患，特别是纯氧与硫会产生化学反应，甚至自燃或爆燃，发生不可预料的后果。
发明内容
为了克服纯氧进入脱硫塔后由于氧含量过高导致硫自燃或更恶劣后果，本发明提供一种本质安全的自动控制技术，该技术不仅从原理上对纯氧脱硫进行全过程的自动控制，同时从本质安全方面提供了保障，在保证脱硫效果的基础上，从根本上解决了纯氧脱硫所带来的不安全性因素。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种煤气脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤，
开工时，首先开启氮气管道，将脱硫塔内充满氮气，以避免纯氧与脱硫过程中产生的硫份发生化学反应而燃烧，
然后慢慢控制氧气的开启，利用调节阀调节氧气和氮气进行混合，并利用第一在线激光测氧仪分析混合气体中氮气和氧气的比例，并根据检测结果反馈调节控制混合气体中氧气含量，使氧气含量达到50%-100%,并能够根据生产要求通过调节阀进行调节。
同时，利用尾气管道上的第二在线激光测氧仪检测反应后的尾气中所含的氧气成分，以判断脱硫效果，
若尾气中氧气含量控制在安全范围内，维持氮气和氧气进气量不变，
若尾气检测的氧含量超出工艺允许最大值，将对氧气切断阀进行控制，直接切断氧气，从而保证了整个系统的安全。
为保证脱硫塔的安全，在对氧气进行切断的同时，启动尾气管道中的紧急放散功能。
通过控制氮气和氧气的比例控制第二在线激光测氧仪检测的尾气含氧量保持在15%以下。
一种便于自动化控制的脱硫装置，包括脱硫塔，煤气自脱硫塔的底部进入然后自脱硫塔的中上部排出，其特征在于，在脱硫塔的一侧设置混合气体管道，在混合气体管道上设置第一在线激光测氧仪，并在混合气体管道的外侧通过三通分别连接氧气管和氮气管，且在氧气管和氮气管中分别设置调节阀与切断阀，用于两种气体在进入脱硫塔前两管道气体进行混合，并通过控制两调节阀的开合程度控制气体混合比例，与脱硫塔顶部连接的尾气管道通过塔顶吸力调节阀连通到煤气排出管道上，在尾气管道中设置第二在线激光测氧仪，同时，在尾气管道中设置紧急放散阀支路。
所有的调节阀、切断阀及在线激光测氧仪在中心控制装置的控制下动作。
本发明的有益效果是：本发明利用氮气不参与燃烧的原理，通过氮气与氧气混合，并结合利用激光检测技术控制混合比例和反应浓度，实现本质安全化的煤气脱硫效果。需要对管路进行改造，实现环保脱脱硫的同时，安全地控制输送的氧气含量，保证脱硫效果，以及在脱硫生产工艺中的安全，原理简单，控制可靠。同时设置氧气、氮气及尾气自动切断装置，从设备本体安全的角度实现本质安全。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图中：1自脱硫塔，21待脱硫煤气，22煤气排出管道，31混合气体管道，32第一在线激光测氧仪，33氧气管，34氮气管，41尾气管道，42塔顶吸力调节阀，43第二在线激光测氧仪，44紧急放散阀，A1调节阀，A2切断阀。
具体实施方式
如图1，一种便于自动化控制的脱硫装置，包括脱硫塔1、在线激光测氧仪、控制阀门和相关管道。
脱硫塔为现有技术，采用纯氧脱硫工艺进行脱硫。
待脱硫煤气21自脱硫塔1的底部进入脱硫塔然后自脱硫塔的中上部一侧排出，在脱硫塔的内部氧气和煤气中的含硫成分进行反应，生成新的物质，直接表现为氧气的消耗减少。在脱硫塔1的一侧设置混合气体管道31，在混合气体管道上设置第一在线激光测氧仪32，并在混合气体管道的外侧通过三通分别连接氧气管33和氮气管34，且在氧气管和氮气管中分别设置调节阀A1与切断阀A2，分别包括两个，其中调节阀A1用于两种气体在进入脱硫塔前两管道气体进行混合，并通过控制两调节阀的开合程度控制气体混合比例，切断阀用于紧急情况下的氧气管路的切断，防止含氧量过高造成爆炸。在脱硫塔1的顶部设置一个尾气管道41，用于辅助检测尾气中的氧气含量，并在尾气管道和煤气排出管道之间设置塔顶吸力调节阀42，与脱硫塔顶部连接的尾气管道41通过塔顶吸力调节阀连通到煤气排出管道22上，在尾气管道中设置第二在线激光测氧仪43，用于检测尾气中氧气的含量，同时，在尾气管道中设置紧急放散阀44，形成一个紧急放散支路。
下面结合该装置对脱硫方法及过程进行详细的描述：
开工时，氧气管路处于关闭状态，首先开启氮气管路，将脱硫塔内充满氮气，以避免纯氧与脱硫过程中产生的硫份发生化学反应而燃烧，然后利用氧气管路中的调节阀进行控制，慢慢控制氧气的开启，利用第一在线激光测氧仪分析混合气体中氮气和氧气的比例，并利用调节两调节阀的开启程度实施自动控制，控制混合气体中氧含量，使其符合稳定反应的目的，同时，利用尾气管道上的第二在线激光测氧仪检测尾气中所含的氧气成分，以判断脱硫效果，一般认为尾气中氧气含量在范围内是安全合适的。由于混合管道中氧气含氧量可控（通过调节氧气管道的调节阀开合程度即可实现），因此，能够保证进塔氧含量控制在一定的安全范围，一旦发生异常现象，尾气检测的氧含量超出工艺允许最大值，将对氧气切断阀进行控制，直接切断氧气，从而保证了系统的安全。同时通过放散阀可以调节脱硫塔内压力，一旦达到危险值即可自动放散，防止发生爆炸。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种煤气脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤，
开工时，首先开启氮气管道，将脱硫塔内充满氮气，以避免纯氧与脱硫过程中产生的硫份发生化学反应而燃烧，
然后慢慢控制氧气的开启，利用调节阀调节氧气和氮气进行混合，并利用第一在线激光测氧仪分析混合气体中氮气和氧气的比例，并根据检测结果反馈调节控制混合气体中氧气含量，使氧气含量达到50%-100%并能够通过调节阀进行调节，
同时，利用尾气管道上的第二在线激光测氧仪检测反应后的尾气中所含的氧气成分，以判断脱硫效果：
若尾气中氧气含量控制在安全范围内，维持氮气和氧气进气量不变，
若尾气检测的氧含量超出工艺允许最大值，将对氧气切断阀进行控制，直接切断氧气，从而保证了整个系统的安全。
2.根据权利要求1所述的一种煤气脱硫方法，其特征是，为保证脱硫塔的安全，在对氧气进行切断的同时，启动尾气管道中的紧急放散功能。
3.根据权利要求1所述的一种煤气脱硫方法，其特征是，通过控制氮气和氧气的比例控制第二在线激光测氧仪检测的尾气含氧量保持在15%以下。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一所述煤气脱硫方法设计的一种便于自动化控制的脱硫装置，包括脱硫塔，煤气自脱硫塔的底部进入然后自脱硫塔的中上部排出，其特征在于，在脱硫塔的一侧设置混合气体管道，在混合气体管道上设置第一在线激光测氧仪，并在混合气体管道的外侧通过三通分别连接氧气管和氮气管，且在氧气管和氮气管中分别设置调节阀与切断阀，用于两种气体在进入脱硫塔前两管道气体进行混合，并通过控制两调节阀的开合程度控制气体混合比例，与脱硫塔顶部连接的尾气管道通过塔顶吸力调节阀连通到煤气排出管道上，在尾气管道中设置第二在线激光测氧仪，同时，在尾气管道中设置紧急放散阀支路。
5.根据权利要求4所述的一种便于自动化控制的脱硫装置，其特征是，所有的调节阀、切断阀及在线激光测氧仪在中心控制装置的控制下动作。
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