CN107930388A - 一种焦炉烟气脱硫工艺及焦炉烟气脱硫系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦炉烟气脱硫工艺及系统，工艺包括：将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后，与脱硫催化剂接触，脱硫催化剂吸附烟气中的H2O、SO2和O2后催化反应生成H2SO4。系统包括烟气调质系统、脱硫系统、洗涤系统和干燥系统，烟气调质系统将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后送入脱硫系统中，经脱硫系统中的脱硫催化剂脱硫后排出；洗涤系统将水溶液送入脱硫系统中冲洗吸附H2SO4的脱硫催化剂；干燥系统将洁净焦炉尾气送入脱硫系统中干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，至脱硫催化剂恢复催化活性。该工艺具有成本低、效率高、工艺流程简单等优点，该系统具有结构简单、能耗低、维护成本低等优点。

Description

一种焦炉烟气脱硫工艺及焦炉烟气脱硫系统
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域，尤其涉及一种焦炉烟气脱硫工艺及焦炉烟气脱硫系统。
背景技术
近年来，雾霾现象频繁出现在我国大部分地区，国家对环保治理(大气污染)越来越重视，排放标准越来越严格，部分地区焦炉的排放标准已要求到：SO2小于30mg/Nm3；NOx小于150mg/Nm3；粉尘小于15mg/Nm3。目前焦炉的SO2、NOx含量均不能达到排放需求，因此增加焦炉烟气脱硝脱硝装置是焦化单位必须考虑的问题。
目前我国的脱硫装置主要用于电厂，形成以湿法为主、半干法为辅的技术路线。而且就目前电厂脱硫工艺的实际运行情况来看，存在的问题也较多。
湿法脱硫存在的问题有：
1、流程复杂，对操作要求较高；
2、需持续投入脱硫剂，产物石膏经济价值低，运行成本较高；
3、补水量大，废水排放量大；
4、用电设备多，能耗高；
5、排放烟气温度低，含湿量大，需对烟道及烟囱作防腐，投资大。
半干法脱硫存在的问题有：
1、脱硫效率不高；
2、需持续投入脱硫剂，且脱硫剂利用率较低，运行成本高；
3、需配套上除尘装置，占地面积较大，投资较高。
与电厂燃煤锅炉相比，焦炉烟气成分有较大差别，电厂的主流脱硫工艺并不适用于焦炉。目前焦炉烟气脱硫还未形成主流工艺，有一些采用活性炭、活性焦脱硫工艺，能达到排放要求，但采用的活性炭、活性焦再生麻烦，需要高温加热释放活性位，需要消耗大量燃料，对活性炭、活性焦的损坏也较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、效率高、工艺流程简单的焦炉烟气脱硫工艺，还相应提供一种结构简单、能耗低、维护成本低的焦炉烟气脱硫系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种焦炉烟气脱硫工艺，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后，与脱硫催化剂接触，所述脱硫催化剂吸附烟气中的H2O、SO2和O2后催化反应生成H2SO4；
(2)对步骤(1)吸附H2SO4的脱硫催化剂进行脱硫酸、干燥处理，使处理后的脱硫催化剂恢复催化活性。
进一步地，所述温度的设定值为80～160℃，所述湿度的设定值为5％～25％。
进一步地，所述焦炉烟气的流速为10～100×104M3/h。
进一步地，所述脱硫催化剂以炭材料为载体，负载SO2催化氧化活性成分为氧化铁、氧化锰、氧化铈中的一种或多种。
进一步地，所述脱硫酸的具体过程为：采用循环水溶液对吸附H2SO4的脱硫催化剂进行多次冲洗，冲洗次数为2～6次；所述干燥处理的具体过程为：采用洁净焦炉尾气干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，所述洁净焦炉尾气的流速为10～100×104M3/h，干燥时间为10～20min。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种焦炉烟气脱硫系统，包括烟气调质系统、脱硫系统、洗涤系统和干燥系统，烟气调质系统、洗涤系统和干燥系统均通过管道与所述脱硫系统相连，所述烟气调质系统将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后送入脱硫系统中，经脱硫系统中的脱硫催化剂脱硫后排出；所述洗涤系统将水溶液送入脱硫系统中冲洗吸附H2SO4的脱硫催化剂；所述干燥系统将洁净焦炉尾气送入脱硫系统中干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，至脱硫催化剂恢复催化活性。
进一步地，所述脱硫系统包括脱硫塔和催化剂层，所述催化剂层通过脱硫塔塔底的防腐立柱支撑于脱硫塔中；所述脱硫塔的下部设有焦炉烟气入口、干燥气体出口和硫酸出水口，所述脱硫塔的上部设有焦炉烟气出口、喷淋进水口和干燥气体入口。
进一步地，所述烟气调质系统包括余热回收装置、调制管段和鼓风机，所述余热回收装置、调制管段和鼓风机沿焦炉烟气进气方向依次设置，所述焦炉烟气经余热回收装置回收烟气余热，降温后的焦炉烟气经调制管段调节温度和湿度至设定值，后经鼓风机从焦炉烟气入口鼓入脱硫塔中，脱硫后的焦炉烟气从所述焦炉烟气出口排出。
进一步地，所述洗涤系统包括再生池和再生泵，所述再生池内的水溶液通过再生泵从喷淋进水口泵入脱硫塔中，携带H2SO4的水溶液从硫酸出水口留回再生池。
进一步地，所述干燥系统包括反吹风机，所述反吹风机将洁净焦炉尾气从干燥气体入口鼓入脱硫塔中，干燥脱硫催化剂后的洁净焦炉尾气从干燥气体出口排出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的焦炉烟气脱硫工艺，利用烟气中的水分、氧气、SO2和热量，生产一定浓度的硫酸。投入以炭材料为载体，负载催化SO2氧化制酸的活性组分的脱硫催化剂，该脱硫催化剂既有吸附SO2以及烟气中所携带的的游离水和部分水蒸气的功能，而且对SO2氧化制酸过程具有催化性，另外，对硫酸有一定储存能力。该催化剂可再生，再生流程简单，无需加热，通过水洗干燥后即可实现再生，且再生过程产生稀释后的硫酸，具有经济价值，不产生其他废水。并且，脱硫过程无需再加其他任何脱硫剂，运行成本低；焦炉烟气经过本发明的脱硫工艺脱硫后温度基本保持不变，可直接排放。
2、本发明的焦炉烟气脱硫系统，设备少且结构简单，占地面积较小，建设费用较低；用电设备少且能耗低。
附图说明
图1为本发明的焦炉烟气脱硫系统的结构示意图。
图2为本发明中脱硫塔的结构示意图。
1、脱硫塔；11、防腐立柱；12、焦炉烟气入口；13、干燥气体出口；14、硫酸出水口；15、焦炉烟气出口；16、喷淋进水口；17、干燥气体入口；2、催化剂层；3、余热回收装置；4、调制管段；5、鼓风机；6、再生池；7、再生泵；8、反吹风机。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1和图2所示，本实施例的焦炉烟气脱硫系统，包括烟气调质系统、脱硫系统、洗涤系统和干燥系统，烟气调质系统、洗涤系统和干燥系统均通过管道与脱硫系统相连，烟气调质系统将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后送入脱硫系统中，经脱硫系统中的脱硫催化剂脱硫后排出；洗涤系统将水溶液送入脱硫系统中冲洗吸附H2SO4的脱硫催化剂；干燥系统将洁净焦炉尾气送入脱硫系统中干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，至脱硫催化剂恢复催化活性。
进一步地，脱硫系统包括脱硫塔1和催化剂层2，催化剂层2通过脱硫塔1塔底的防腐立柱11支撑于脱硫塔1中；脱硫塔1的下部设有焦炉烟气入口12、干燥气体出口13和硫酸出水口14，脱硫塔1的上部设有焦炉烟气出口15、喷淋进水口16和干燥气体入口17。
进一步地，烟气调质系统包括余热回收装置3、调制管段4和鼓风机5，余热回收装置3、调制管段4和鼓风机5沿焦炉烟气进气方向依次设置，焦炉烟气经余热回收装置3回收烟气余热，降温后的焦炉烟气经调制管段4调节温度和湿度至设定值，后经鼓风机5从焦炉烟气入口12鼓入脱硫塔1中，脱硫后的焦炉烟气从焦炉烟气出口15排出。
进一步地，洗涤系统包括再生池6和再生泵7，再生池6内的水溶液通过再生泵7从喷淋进水口16泵入脱硫塔1中，携带H2SO4的水溶液从硫酸出水口14留回再生池6。
进一步地，干燥系统包括反吹风机8，反吹风机8将洁净焦炉尾气从干燥气体入口17鼓入脱硫塔1中，干燥脱硫催化剂后的洁净焦炉尾气从干燥气体出口13排出。
利用本实施例的焦炉烟气脱硫系统对焦炉烟气进行脱硫处理，包括以下步骤：
(1)焦炉烟气脱硫：焦炉烟气经过余热装置3，回收利用烟气余热，降低温度后再经调质管段4，调节烟气温度至80～160℃、湿度至5％～25％。调质后的焦炉烟气经鼓风机5从焦炉烟气入口12鼓入脱硫塔1中，经催化剂层2中的脱硫催化剂吸附烟气中的H2O、SO2和O2，脱硫后的焦炉烟气从焦炉烟气出口15经烟囱排放。
其中，该脱硫催化剂以炭材料为载体，负载SO2催化氧化活性成分为氧化铁、氧化锰、氧化铈中的一种或多种。
焦炉烟气的流速为10～100×104M3/h。
(2)水洗产酸：吸附在脱硫催化剂表面的H2O、SO2和O2，经催化反应生成H2SO4；再生池6内的水溶液通过再生泵7从喷淋进水口16泵入脱硫塔1中，对脱硫催化剂进行冲洗，将催化剂上的H2SO4带出，携带H2SO4的水溶液从硫酸出水口14留回再生池6，对脱硫催化剂进行多次循环冲洗，一般冲洗次数为2～6次。再生池中酸浓度达到设计值，即可送往制酸或制硫酸盐。
(3)催化剂再生：催化剂经过多次冲洗后，产生的H2SO4被带出，恢复活性；反吹风机8将洁净焦炉尾气从干燥气体入口17鼓入脱硫塔1中，将催化剂表面的水分蒸发带出，干燥脱硫催化剂后的洁净焦炉尾气从干燥气体出口13经烟囱排出。洁净焦炉尾气的流速为10～100×104M3/h，干燥时间为10～20min。催化剂干燥后，活性进一步得到提升，达到再生目标。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种焦炉烟气脱硫工艺，包括以下步骤：
(1)将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后，与脱硫催化剂接触，所述脱硫催化剂吸附烟气中的H2O、SO2和O2后催化反应生成H2SO4；
(2)对步骤(1)吸附H2SO4的脱硫催化剂进行脱硫酸、干燥处理，使处理后的脱硫催化剂恢复催化活性。
2.根据权利要求1所述的焦炉烟气脱硫工艺，其特征在于，所述温度的设定值为80～160℃，所述湿度的设定值为5％～25％。
3.根据权利要求2所述的焦炉烟气脱硫工艺，其特征在于，所述焦炉烟气的流速为10～100×104M3/h。
4.根据权利要求1～3任一项所述的焦炉烟气脱硫工艺，其特征在于，所述脱硫催化剂以炭材料为载体，负载SO2催化氧化活性成分为氧化铁、氧化锰、氧化铈中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的焦炉烟气脱硫工艺，其特征在于，所述脱硫酸的具体过程为：采用循环水溶液对吸附H2SO4的脱硫催化剂进行多次冲洗，冲洗次数为2～6次；所述干燥处理的具体过程为：采用洁净焦炉尾气干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，所述洁净焦炉尾气的流速为10～100×104M3/h，干燥时间为10～20min。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的焦炉烟气脱硫系统，其特征在于，包括烟气调质系统、脱硫系统、洗涤系统和干燥系统，烟气调质系统、洗涤系统和干燥系统均通过管道与所述脱硫系统相连，所述烟气调质系统将焦炉烟气的温度和湿度调至设定值后送入脱硫系统中，经脱硫系统中的脱硫催化剂脱硫后排出；所述洗涤系统将水溶液送入脱硫系统中冲洗吸附H2SO4的脱硫催化剂；所述干燥系统将洁净焦炉尾气送入脱硫系统中干燥脱硫酸后的脱硫催化剂，至脱硫催化剂恢复催化活性。
7.根据权利要求6所述的焦炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述脱硫系统包括脱硫塔(1)和催化剂层(2)，所述催化剂层(2)通过脱硫塔(1)塔底的防腐立柱(11)支撑于脱硫塔(1)中；所述脱硫塔(1)的下部设有焦炉烟气入口(12)、干燥气体出口(13)和硫酸出水口(14)，所述脱硫塔(1)的上部设有焦炉烟气出口(15)、喷淋进水口(16)和干燥气体入口(17)。
8.根据权利要求7所述的焦炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述烟气调质系统包括余热回收装置(3)、调制管段(4)和鼓风机(5)，所述余热回收装置(3)、调制管段(4)和鼓风机(5)沿焦炉烟气进气方向依次设置，所述焦炉烟气经余热回收装置(3)回收烟气余热，降温后的焦炉烟气经调制管段(4)调节温度和湿度至设定值，后经鼓风机(5)从焦炉烟气入口(12)鼓入脱硫塔(1)中，脱硫后的焦炉烟气从所述焦炉烟气出口(15)排出。
9.根据权利要求7或8所述的焦炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述洗涤系统包括再生池(6)和再生泵(7)，所述再生池(6)内的水溶液通过再生泵(7)从喷淋进水口(16)泵入脱硫塔(1)中，携带H2SO4的水溶液从硫酸出水口(14)留回再生池(6)。
10.根据权利要求9所述的焦炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述干燥系统包括反吹风机(8)，所述反吹风机(8)将洁净焦炉尾气从干燥气体入口(17)鼓入脱硫塔(1)中，干燥脱硫催化剂后的洁净焦炉尾气从干燥气体出口(13)排出。
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