CN105542874A - 一种兰炭煤气一体化工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兰炭煤气一体化工艺及装置，包括依次煤气预处理系统、脱硫循环系统以及硫回收系统；煤气预处理系统包括依次连接的冷却器、捕滴器，以及静电除焦油器，煤气预处理系统的入口连接煤气输入管道，煤气预处理系统的出口连接脱硫循环系统，脱硫循环系统的煤气出口连接煤气输出管道，脱硫循环系统底部的循环液出口连接硫回收系统。采用本发明可以降低兰炭煤气的温度，将兰炭煤气中的煤焦油及硫化物去除并回收有价值的物质，提高兰炭煤气的品质；具有投资少、稳定性好、日常维护简单，运行成本低等优点。

Description

一种兰炭煤气一体化工艺及装置

【技术领域】

本发明涉及一种煤气净化处理装置，具体涉及一种兰炭煤气冷却、除油、除尘、脱硫一体化工艺及装置。

【背景技术】

兰炭生产技术作为洁净煤技术的有机组成部分，它可以实现煤炭资源高效、清洁利用、节约能源；特别是利用侏罗纪煤，既解决了长期以来的煤炭资源不平衡问题，又为榆林神府地区丰富的煤炭深加工找到了一条新路子，被大家认为是煤炭行业升级换代的理想产品，是一项经济效益显著，社会效益良好的项目。

兰炭生产属于低温干馏，是在隔绝空气和氧气的条件下，将煤加热在600℃左右，使其分解生成焦油、兰炭(半焦)和兰炭煤气(干馏煤气)。焦油可作为燃料油组分及炼油厂的燃料；兰炭可广泛用于铁合金、电石、化肥造气等行业。但是兰炭煤气因焦油、硫化物含量高，利用率低，污染环境严重。尤其是兰炭煤气中存在的硫化物会严重腐蚀输气管道和设备，如果将煤气用做各种化工原料气(如合成氨原料气)时，硫化物往往会使催化剂中毒，增加液态溶剂的黏度，影响产品的质量等。

目前，兰炭煤气多采用燃烧后脱硫，燃烧产生的烟气虽然可以运用多种方法进行脱硫处理，但是燃烧后的烟气量与原煤气量相比将扩大2-2.5倍，脱硫装置规模将变大，设备腐蚀严重，势必增加企业的投入和运行成本，为企业带来沉重的经济负担。因此，寻找一种可解决后处理装置腐蚀严重、运行成本过高等缺陷的兰炭煤气净化系统意义重大。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种兰炭煤气一体化工艺及装置，解决后处理装置腐蚀严重、运行成本过高等缺陷的兰炭煤气净化系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种兰炭煤气一体化装置，包括依次煤气预处理系统、脱硫循环系统以及硫回收系统；所述煤气预处理系统包括依次连接的冷却器、捕滴器，以及静电除焦油器，所述煤气预处理系统的入口连接煤气输入管道，所述煤气预处理系统的出口连接脱硫循环系统，所述脱硫循环系统的煤气出口连接煤气输出管道，所述脱硫循环系统底部的循环液出口连接所述硫回收系统。

所述脱硫循环系统为脱硫塔，所述脱硫塔设置有碱液入口，该碱液入口连接有碱液循环系统，该碱液循环系统包括碱液配置装置和贫液槽，碱液在碱液配置装置内配置好后被打至贫液槽，所述贫液槽的碱液出口与脱硫塔的碱液入口相连，用于为脱硫塔提供碱液。

所述脱硫塔和碱液循环系统之间进一步连接有溶液循环系统，该溶液循环系统包括依次连接的富液槽和再生槽，所述富液槽的入口与脱硫塔的循环液出口连接，所述再生槽的溶液出口与贫液槽的溶液入口连接。

所述硫回收系统包括依次连接的硫泡沫槽和熔硫釜，所述硫泡沫槽的入口连接再生槽顶部，当再生槽顶部浮选出来单质硫时，上浮溢流至硫泡沫槽。

所述硫泡沫槽和熔硫釜之间设置有过滤机，用于脱水。

所述的兰炭煤气一体化装置进一步包括水循环系统，包括循环水池和冷却塔，所述循环水池的水通过循环水泵打入冷却器内，所述冷却器内的循环水出口连接冷却塔。

所述的兰炭煤气一体化装置进一步包括有焦油回收池，该焦油回收池内设置有加热盘管，所述的冷却器、捕滴器，以及静电除焦油器底部排出的油、水混合物通过管道连接至该焦油回收池。

一种兰炭煤气一体化工艺，兰炭煤气首先在预处理装置中降温并除去煤气中的冷凝水、焦油和粉尘后，进入到脱硫循环系统，在脱硫循环系统内，在脱硫液的作用下，兰炭煤气与脱硫液逆向接触，煤气中的硫化物被脱硫液吸收，除去雾滴后的煤气由煤气输出管道排出，而脱硫循环系统内，吸收硫化物后的脱硫液被硫回收系统利用回收硫。

所述吸收硫化物的脱硫液首先进入到富液槽内通过再生泵加压至喷射再生槽，经再生氧化后通过液位调节溢流至贫液槽，而在再生槽内，借助载氧体催化剂，分离出单质硫，该单质硫浮选分离出来后，上浮溢流至硫回收系统，用于熔炼硫磺。

所述载氧体催化剂其活性物质主要成份是三核酞菁钴金属有机化合物，既可脱除无机硫，又可脱除有机硫。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明先利用预处理的方式除去兰炭煤气中的焦油雾滴，再利用催化、氧化、再生的手段脱除兰炭煤气中的硫化物，最终达到脱硫效率95％以上，除焦油、除尘效率达99％以上，不但解决了工业兰炭在生产过程中产生煤气所造成的环境污染问题，还去除了兰炭煤气中的冷凝水、焦油，提高了兰炭煤气的纯度，实现煤炭资源高效、清洁利用，节能、环保。同时，经过焦油回收系统和硫回收系统可分别获得成品焦油和硫磺，进行销售，增加企业收益，实现循环经济发展。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图。

图中：1煤气输入管道、2循环水泵、3冷却塔、4循环水池、5冷却器、6油泵、7焦油回收池、8捕滴器、9静电除焦油器、10脱硫塔、11富液槽、12再生泵、13再生槽、14循环泵、15贫液槽、16加碱泵、17碱液配置罐、18喷射再生器、19硫泡沫槽、20硫泡沫泵、21过滤机、22熔硫釜、23煤气输出管道。

【具体实施方式】

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种兰炭煤气一体化装置，包括煤气输入管道1、冷却器5、捕滴器8、静电除焦油器9、脱硫塔10、富液槽11、贫液槽15、碱液配置罐17、煤气输出管道23。

所述冷却器5的煤气入口连接煤气输入管道1，所述冷却器的煤气出口连接所述的捕滴器8入口，所述捕滴器8的煤气出口连接所述静电除焦油器9底部的煤气入口，所述静电除焦油器9顶部的煤气出口连接所述脱硫塔10下部的煤气入口。

所述脱硫塔10顶部的煤气出口连接所述煤气输出管道23，所述脱硫塔10底部的循环液出口连接溶液循环系统。

所述溶液循环系统包括依次连接的富液槽11、再生槽13和贫液槽15。所述脱硫塔10底部的循环液出口连接富液槽11入口，所述富液槽的出口通过再生泵12连接再生槽顶部的喷射装置，所述再生槽的溶液出口连接贫液槽入口。

所述贫液槽顶部连接有碱液配制罐17，所述碱液配置罐内配置好的碱液通过加碱泵打至贫液槽。

所述再生槽进一步连接有硫回收系统，包括硫泡沫槽19、过滤机21和熔硫釜22，再生槽内分离的单质硫上浮溢流至硫泡沫剂内，经过滤机脱水后被送至熔硫釜熔炼成硫磺。

所述冷却器进一步连接有水循环系统，所述水循环系统包括循环水泵2、冷却塔3及循环水池4，所述循环水池内的水经循环水泵打至冷却器内，所述冷却器的循环水出口与冷却塔的进水口连接。

所述装置进一步还包括焦油回收系统，所述的焦油回收系统包括焦油回收池7和油泵6，所述焦油回收池7的入口连接所述冷却器5、捕滴器8及静电除焦油器9底部的排污口。

本发明工作的过程为：从兰炭炉排放出的温度高并含有焦油、粉尘及硫化物的兰炭煤气通过煤气输入管道1进入冷却器5中，降温并除去兰炭煤气中的冷凝水、焦油、粉尘后汇入焦油回收池7，冷却水由循环水泵2从循环水池4中抽出，经冷却器5下部进入、上部出口排出进入冷却塔3进行冷却后回到循环水池4中反复使用。降温后的兰炭煤气依次经捕滴器8、静电除焦油器9除去兰炭煤气中的冷凝水、焦油、粉尘，捕滴器8产生的冷凝油水及从静电除焦油器9捕集下来的油水混合物汇入焦油回收池7。兰炭煤气经静电除焦油器9净化后经顶部煤气管道进入脱硫塔10底部自下而上流动，脱硫液由碱液配置罐17配置用加碱泵16送至贫液槽15顶部，由贫液槽15底部用循环泵14送至脱硫塔10内顶部经喷淋布液装置自上而下喷淋，兰炭煤气与脱硫液逆向接触喷淋洗涤后，煤气中的硫化物被脱硫液吸收，除去雾滴后通过脱硫塔10的煤气出口进入到煤气输出管道23中。

在脱硫塔10中，脱硫液吸收硫化物后浓度降低排至富液槽11，通过再生泵12加压至喷射再生槽13顶部再生氧化后通过液位调节溢流至贫液槽15，化验脱硫液pH值，当pH值低时，通过碱液配置罐17配置碱液，用加碱泵16送至贫液槽15顶部，提高整个脱硫液的pH值。脱硫液为纯碱液，硫化物是酸性气体，在溶液中可以电离出氢离子，酸碱中和反应生成相应的盐转化为富液，借助载氧体催化剂进行催化氧化反应，把HS^-、S^2-氧化成单质硫，通过喷射再生器18自吸空气氧化失活的催化剂，使脱硫液得到再生，恢复活性、循环使用，同时将单质硫浮选出来分离出去，上浮溢流至硫泡沫槽19，经过滤机21脱水后被送往熔硫釜22熔炼成硫磺。载氧体催化剂其活性物质主要成份是三核酞菁钴金属有机化合物，既可脱除无机硫，又可脱除有机硫，其溶液组成简单、催化活性好、副反应生成率低，具有抑制和消除硫磺堵塔的功能。

在焦油回收池7中装有加热盘管，从冷却器5、捕滴器8、静电除焦油器9底部排出的油、水混合物通过管道输送至焦油回收池7，经过沉降、分离后，轻质焦油浮在焦油回收池7上面，重质焦油沉淀至焦油回收池7底部，利用油泵6分别将轻质焦油、重质焦油输送至焦油储罐，作为产品销售。中间的冷凝水可输送至兰炭系统循环使用。

本发明解决了兰炭煤气温度高、焦油含量大、硫化物腐蚀等问题，先利用冷却降温、除油、除尘相结合工艺方式除去兰炭煤气中的焦油雾滴，再利用催化、氧化、再生的手段脱除兰炭煤气中的硫化物，最终达到脱硫效率95％以上，除焦油、除尘效率达99％以上，不但解决了工业兰炭在生产过程中产生煤气所造成的环境污染问题，还去除了兰炭煤气中的冷凝水、焦油，提高了兰炭煤气的纯度，实现煤炭资源高效、清洁利用，节能、环保。同时，经过焦油回收系统和硫回收系统可分别获得成品焦油和硫磺，进行销售，增加企业收益，实现循环经济发展。

其具体有益效果如下：

1、实现高效兰炭煤气冷却、除油、脱硫一体化系统集成；

2、高效脱硫除油，脱硫效率大95％以上，除焦油、除尘效率达99％以上；

3、工艺设备小，日常维护简单、运行成本低；

4、设备腐蚀小，不需对后续烟囱等进行防腐处理，可节省防腐材料采购及安装施工费用的投入，延长后续工序设备的使用周期；

5、实现兰炭煤气中硫化物和焦油的回收利用，增加企业经济效益；

6、促进了兰炭行业的清洁生产、实现循环经济的发展。

Claims (10)

1.一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于，包括依次煤气预处理系统、脱硫循环系统以及硫回收系统；所述煤气预处理系统包括依次连接的冷却器(5)、捕滴器(8)，以及静电除焦油器(9)，所述煤气预处理系统的入口连接煤气输入管道(1)，所述煤气预处理系统的出口连接脱硫循环系统，所述脱硫循环系统的煤气出口连接煤气输出管道(23)，所述脱硫循环系统底部的循环液出口连接所述硫回收系统。

2.根据权利要求1所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述脱硫循环系统为脱硫塔(10)，所述脱硫塔设置有碱液入口，该碱液入口连接有碱液循环系统，该碱液循环系统包括碱液配置装置和贫液槽(15)，碱液在碱液配置装置内配置好后被打至贫液槽，所述贫液槽的碱液出口与脱硫塔的碱液入口相连，用于为脱硫塔提供碱液。

3.根据权利要求2所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述脱硫塔和碱液循环系统之间进一步连接有溶液循环系统，该溶液循环系统包括依次连接的富液槽(11)和再生槽(13)，所述富液槽的入口与脱硫塔的循环液出口连接，所述再生槽的溶液出口与贫液槽的溶液入口连接。

4.根据权利要求3所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述硫回收系统包括依次连接的硫泡沫槽(19)和熔硫釜(22)，所述硫泡沫槽(19)的入口连接再生槽顶部，当再生槽顶部浮选出来单质硫时，上浮溢流至硫泡沫槽。

5.根据权利要求4所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述硫泡沫槽和熔硫釜之间设置有过滤机(21)，用于脱水。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述的兰炭煤气一体化装置进一步包括水循环系统，包括循环水池(4)和冷却塔(3)，所述循环水池(4)的水通过循环水泵(2)打入冷却器(5)内，所述冷却器(5)内的循环水出口连接冷却塔(3)。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种兰炭煤气一体化装置，其特征在于：所述的兰炭煤气一体化装置进一步包括有焦油回收池(7)，该焦油回收池(7)内设置有加热盘管，所述的冷却器(5)、捕滴器(8)，以及静电除焦油器(9)底部排出的油、水混合物通过管道连接至该焦油回收池(7)。

8.一种基于权利要求1至7中任意一项所述的兰炭煤气一体化装置的工艺，其特征在于：兰炭煤气首先在预处理装置中降温并除去煤气中的冷凝水、焦油和粉尘后，进入到脱硫循环系统，在脱硫循环系统内，在脱硫液的作用下，兰炭煤气与脱硫液逆向接触，煤气中的硫化物被脱硫液吸收，除去雾滴后的煤气由煤气输出管道排出，而脱硫循环系统内，吸收硫化物后的脱硫液被硫回收系统利用回收硫。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述吸收硫化物的脱硫液首先进入到富液槽内通过再生泵加压至喷射再生槽，经再生氧化后通过液位调节溢流至贫液槽，而在再生槽内，借助载氧体催化剂，分离出单质硫，该单质硫浮选分离出来后，上浮溢流至硫回收系统，用于熔炼硫磺。

10.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述载氧体催化剂其活性物质主要成份是三核酞菁钴金属有机化合物，既可脱除无机硫，又可脱除有机硫。