CN103224817B - 一种煤气除尘除焦脱硫系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤气除尘除焦脱硫系统及方法，包括煤气输入管道、双联竖管、静电除尘器、脱硫塔、脱硫剂供给罐及煤气输出管道，所述双联竖管的煤气入口及煤气出口分别与所述煤气输入管道及所述静电除尘器底部的煤气入口相连接，所述静电除尘器顶部的煤气出口与所述脱硫塔相连接，所述脱硫塔顶部的煤气出口与所述煤气输出管道相连接，所述脱硫塔底部的浆液循环池与所述脱硫剂供给罐相连接。采用本发明可以对煤气中的烟尘、硫化物及煤焦油进行高效净化，系统稳定性好，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤气净化处理系统及方法，具体涉及一种煤气除尘除焦脱硫系统及方法。
背景技术
我国是一个多煤少油少气的国家，煤液化及煤气化一直是我国能源多元化的研究发展方向，近些年煤气的多元化利用越来越广泛，如作为工业燃料气提供热能，或作为原料气制备甲醇汽油、合成氨、天然气等化工原料。然而煤气中含有的H2S会对环境带来严重的破坏，随着国家对环境的要求越来越严格。
焦炉煤气或被称为干馏煤气，是在高温高压无氧环境下，煤部分分解产生部分煤气，同煤内含有的油质和易挥发的组分一起随管道排出。以往的因为煤气应用的局限，煤气的净化工艺一般是只单纯去除煤气中含有的煤焦油及粉尘杂质，对煤气中还有的H2S关注不多。这样作为燃料气关系不大，可以通过锅炉尾气处理的方式去脱硫，但是作为原料气则不合格。
因为煤气中除了还有硫化物以外，还含有大量的煤焦油，所以在脱硫前需要先将煤焦油脱除出来，传统的工艺方法是通过水洗法将煤气中大部分的煤焦油洗涤下来，近年来静电除尘器越来越多的应用于煤气除尘除焦的领域中，其除尘除焦的效率高达99%。
煤气中H2S的净化已经成为我国环境治理的重要组成。传统的煤气脱硫通常是在催化剂的作用下，氨气与H2S反应，使H2S内的硫元素以单质的形式沉淀下来，再经固液分离后，最终以硫膏的形式分离出来，并将脱硫后的煤气送往用户，使用传统的方法清洁煤气中，由于催化剂因为硫中毒等原因损耗大，同时当煤气中氨含量较少时，无法起到脱硫的效果，如果通入氨水，则需要消耗额外的成本，同时氨水由于易挥发等特点，从而造成环境的二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服传统的煤气净化成本高、二次污染及处理效果差等缺陷的煤气除尘除焦脱硫系统及方法。
为达到上述目的，本发明的提出的煤气除尘除焦脱硫系统：
包括煤气输入管道、双联竖管、静电除尘器、脱硫塔、脱硫剂供给罐及煤气输出管道，所述双联竖管的煤气入口及煤气出口分别与所述煤气输入管道及所述静电除尘器底部的煤气入口相连接，所述静电除尘器顶部的煤气出口与所述脱硫塔相连接，所述脱硫塔顶部的煤气出口与所述煤气输出管道相连接，所述脱硫塔底部的浆液循环池与所述脱硫剂供给罐相连接。
还包括副产物处理系统，所述副产物处理系统包括浆液氧化箱、水力旋流器、离心压滤机、干燥器及粉料储罐，所述浆液氧化箱的顶部入口与所述脱硫塔底部的浆液循环池相连接，所述浆液氧化箱的底部出口与所述水力旋流器的入口相连接，所述水力旋流器的分离物出口与所述离心压滤机的入口相连接，所述干燥器的入口及出口分别与所述离心压滤机的分离物出口及粉料储罐的入口相连接。
所述水力旋流器的分离液出口与所述离心压滤机的分离液出口通过管道与所述脱硫塔中浆液循环喷淋网下部的塔体相连接。
所述副产物处理系统还包括循环水池及焦油池，所述循环水池的入口与所述双联竖管的废水出口相连接，所述焦油池的焦油入口分别与所述循环水池的焦油出口及静电除尘器的底部的焦油出口相连接。
所述循环水池的循环水出口分别与所述双联竖管的进水口及静电除尘器的喷水管道相连接。
本发明提供的煤气除尘除焦脱硫方法为：煤气通过煤气输入管道依次进入双联竖管和静电除尘器除去固体粉尘和焦油，煤气随后进入脱硫塔，被浆液循环液喷淋，煤气中的H2S被浆液循环液中的脱硫剂吸收，吸收液落入下层浆液循环液中，再经过除雾器除去雾滴，净化后煤气通过煤气输出管道送往用气单位。
所述的双联竖管中捕集到的粉尘和焦油随循环水管路进入循环水池，循环水池中分离出的焦油进入焦油池，分离出的循环水将再次送入双联竖管和静电除尘器，静电除尘器脱除的焦油直接进入焦油池。
所述的脱硫塔脱硫过程中产生的脱硫剂离子浓度变化和pH值变化由脱硫剂供给罐调整，产生的副产物浓缩液经过管道输送到浆液氧化箱，经过氧化后，脱硫液分离出单质硫并重新生成金属硫酸盐和金属氢氧化物，经过管道进入脱硫塔循环，生成的单质硫分离液经过水力旋流器和离心压滤机进行固液分离，硫单质再经过干燥器干燥，进入粉料储罐存储。
所述的水力旋流器和离心压滤机产生的分离液经管道输送至脱硫塔。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述煤气除尘除焦脱硫集成的工艺系统，包括煤气输入管道、双联竖管、静电除尘器、脱硫塔、脱硫剂供给罐及煤气输出管道，可以通过所述双联竖管及静电除尘器对烟气中的焦油及烟尘进行净化，并通过所述脱硫塔对煤气中的H2S进行清除，从而获取洁净的煤气，从而可以通过本发明所述的煤气除尘出焦脱硫集成的工艺系统一次性的对煤气进行除尘、出焦及脱硫处理，方便简单，系统稳定性好，并且运作成本低。
进一步，所述副产物处理系统通过所述浆液氧化箱与所述浆液循环池相连接，可以通过所述浆液氧化箱回收所述浆液中的硫单质，并通过所述水力旋流器、离心压滤机分离出所述硫单质，最后通过所述干燥器及粉料储罐对所述硫单质进行干燥机存储，从而实现煤气中硫的回收。
进一步，所述循环水池的循环水出口分别与所述双联竖管的进水口及静电除尘器的喷水管道相连接，可以有效的回收及利用煤气净化产生的废水。
附图说明
图1是本发明所述的一种煤气除尘除焦脱硫集成的工艺系统的结构示意图。
其中：1为煤气输入管道、2为双联竖管、3为循环水池、4为焦油池、5为静电除尘器、6为脱硫塔、7为脱硫剂供给罐、8为浆液氧化箱、9为离心压滤机、10为煤气输出管道、11为水力旋流器、12为干燥器、13为粉料储罐。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
图1是本发明所述的一种煤气除尘除焦脱硫集成的工艺系统的结构示意图。
如图1所示，本发明通过所述双联竖管2的煤气入口及煤气出口分别与所述煤气输入管道1及所述静电除尘器5底部的煤气入口相连接，所述脱硫塔6由下到上依次为浆液循环池、浆液搅拌器、浆液循环喷淋网、除雾器及煤气出口，所述静电除尘器5的煤气出口与所述脱硫塔6中浆液循环池及浆液循环喷淋网之间的塔体相连通，所述脱硫剂供给罐7与所述浆液循环池相连接，所述脱硫塔6的煤气出口与所述煤气输出管道10相连接，其中经净化后的煤气通过所述煤气输出管道10输送到用气单位。
所述副产物处理系统通过所述浆液氧化箱8顶部与所述脱硫塔6底部的浆液循环池相连通，所述浆液氧化箱8的底部出口与所述水力旋流器11的入口相连接，所述水力旋流器11的分离物出口与所述离心压滤机9的入口相连接，所述离心压滤机9的分离物出口与所述干燥器12的入口相连接，所述干燥器12的出口与所述粉料储罐13相连接。另外，所述干燥器12的分离液出口与所述水力旋流器11分离液出口通过管道并管后再与所述脱硫塔6中浆液循环喷淋网下部的塔体相连通。
另外，所述静电除尘器5从下到上依次设有加热盘管、均气格栅、沉淀段、阴极组件、喷水管道及绝缘子，所述副产物处理系统还包括循环水池3及焦油池4，所述循环水池3的入口与所述双联竖管2的废水出口相连接，所述焦油池4的入口分别与所述循环水池3的焦油出口及静电除尘器5底部的焦油出口相连接，另外，所述循环水池3的循环水出口分别与所述双联竖管2的进水口及所述静电除尘器5的喷水管道相连接。
本发明工作的过程为：含有焦油、烟尘及H2S的煤气通过煤气输入管道1依次进入所述双联竖管2及静电除尘器5除去煤气中的焦油及烟尘，所述双联竖管2产生的废水直接到所述循环水池3中，所述废水中含有焦油及烟尘，所述静电除尘器5捕获的焦油直接输入到所述焦油池4中，煤气经所述静电除尘器5净化后，再经所述静电除尘器5顶部的煤气出口从所述脱硫塔6中浆液循环池及浆液循环喷淋网之间的塔体进入到所述脱硫塔6中，所述浆液循环池中的浆液经浆液循环管道进入到所述浆液循环喷淋网，并通过所述浆液循环喷淋网自上而下进行喷淋，所述煤气经浆液喷淋后，煤气中的H2S被浆液中的脱硫剂吸收，并以金属硫代硫酸盐、金属硫化盐等型式溶解在所述浆液中，煤气经浆液喷淋后，再经过所述除雾器除去雾滴，最后通过所述脱硫塔6的煤气出口进入到所述煤气输出管道10中。
在所述脱硫塔6去除烟气中H2S时，所述浆液循环池中浆液的pH值下降时，可以通过所述脱硫剂供给罐7为所述浆液循环池提供脱硫剂，从而调整浆液循环池中浆液的pH值，所述脱硫剂为金属硫酸盐和金属氢氧化物等，该金属的金属硫酸盐、金属氢氧化物、金属硫化物及金属硫代硫酸盐均溶于水中。另外，所述循环水池3产生的水经管道从所述双联竖管2的进水口进入到所述双联竖管2中，从而为所述双联竖管2提供洗涤用水。同时所述循环水池3产生的水经过管道从所述静电除尘器5的喷水管道进入到所述静电除尘器5中，从而为所述静电除尘器5供水。
所述浆液循环池中的浆液经管道从所述浆液氧化箱8顶部进入到所述浆液氧化箱8中，所述浆液经浆液氧化箱氧化后，浆液中的金属硫代硫酸盐、金属硫化盐等反应生成硫单质及金属硫酸盐、金属氢氧化物等，所述金属硫酸盐、金属氢氧化物等继续溶于所述浆液中，所述浆液氧化箱8中的浆液经管道又从新回到脱硫塔6中。所述浆液氧化箱8中的携带有硫单质的浆液经管道从所述水力旋流器11的入口进入到所述水力旋流器11中，所述水力旋流器11对携带有硫单质的浆液进行分离，初步分离出硫单质，并将初步分离的硫单质经所述水力旋流器11的分离物出口输入到所述离心压滤机9中，所述离心压滤机9对初步分离的硫单质进行二次分离，从而分离出较干燥的硫单质，所述硫单质再经干燥器12干燥，进入到粉料储罐13进行存储。另外，所述水力旋流器11分离出来的浆液与所述离心压滤机9分离出来的浆液汇流后经管道进入到所述脱硫塔6中。
本发明实现了煤气高效净化，除尘-除焦油-脱硫系统完善集成；提高了脱硫效率，降低运行成本，除尘除焦效率达99.5%，脱硫效率达95%，且系统结构紧凑，占地小，成本低，工艺无废水、废气、废渣等，循环环保，高效利用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种煤气除尘除焦脱硫系统，其特征在于，包括煤气输入管道(1)、双联竖管(2)、副产物处理系统、静电除尘器(5)、脱硫塔(6)、脱硫剂供给罐(7)及煤气输出管道(10)，所述双联竖管(2)的煤气入口及煤气出口分别与所述煤气输入管道(1)及所述静电除尘器(5)底部的煤气入口相连接，所述静电除尘器(5)顶部的煤气出口与所述脱硫塔(6)相连接，所述脱硫塔(6)顶部的煤气出口与所述煤气输出管道(10)相连接，所述脱硫塔(6)底部的浆液循环池与所述脱硫剂供给罐(7)相连接；
所述副产物处理系统包括浆液氧化箱(8)、水力旋流器(11)、离心压滤机(9)、干燥器(12)、粉料储罐(13)、循环水池(3)及焦油池(4)，所述浆液氧化箱(8)的顶部入口与所述脱硫塔(6)底部的浆液循环池相连接，所述浆液氧化箱(8)的底部出口与所述水力旋流器(11)的入口相连接，所述水力旋流器(11)的分离物出口与所述离心压滤机(9)的入口相连接，所述干燥器(12)的入口及出口分别与所述离心压滤机(9)的分离物出口及粉料储罐(13)的入口相连接；所述循环水池(3)的入口与所述双联竖管(2)的废水出口相连接，所述焦油池(4)的焦油入口分别与所述循环水池(3)的焦油出口及静电除尘器(5)的底部的焦油出口相连接；
所述静电除尘器(5)从下到上依次设有加热盘管、均气格栅、沉淀段、阴极组件、喷水管道及绝缘子。
2.如权利要求1所述的煤气除尘除焦脱硫系统，其特征在于，所述水力旋流器(11)的分离液出口与所述离心压滤机(9)的分离液出口通过管道与所述脱硫塔(6)中浆液循环喷淋网下部的塔体相连接。
3.如权利要求1所述的煤气除尘除焦脱硫系统，其特征在于，所述循环水池(3)的循环水出口分别与所述双联竖管(2)的进水口及静电除尘器(5)的喷水管道相连接。
4.一种煤气除尘除焦脱硫方法，其特征在于：煤气通过煤气输入管道(1)依次进入双联竖管(2)和静电除尘器(5)除去固体粉尘和焦油，煤气随后进入脱硫塔(6)，被浆液循环液喷淋，煤气中的H2S被浆液循环液中的脱硫剂吸收，吸收液落入下层浆液循环液中，再经过除雾器除去雾滴，净化后煤气通过煤气输出管道(10)送往用气单位；
所述的双联竖管(2)中捕集到的粉尘和焦油随循环水管路进入循环水池(3)，循环水池(3)中分离出的焦油进入焦油池(4)，分离出的循环水将再次送入双联竖管(2)和静电除尘器(5)，静电除尘器(5)脱除的焦油直接进入焦油池(4)，所述静电除尘器(5)从下到上依次设有加热盘管、均气格栅、沉淀段、阴极组件、喷水管道及绝缘子。
5.根据权利要求4所述的煤气除尘除焦脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫塔(6)脱硫过程中产生的脱硫剂离子浓度变化和pH值变化由脱硫剂供给罐(7)调整，产生的副产物浓缩液经过管道输送到浆液氧化箱(8)，经过氧化后，脱硫液分离出单质硫并重新生成金属硫酸盐和金属氢氧化物，经过管道进入脱硫塔(6)循环，生成的单质硫分离液经过水力旋流器(11)和离心压滤机(9)进行固液分离，硫单质再经过干燥器(12)干燥，进入粉料储罐(13)存储。
6.根据权利要求5所述的煤气除尘除焦脱硫方法，其特征在于：所述的水力旋流器(11)和离心压滤机(9)产生的分离液经管道输送至脱硫塔(6)。
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