CN110387270A - 高炉煤气干法脱硫系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉煤气干法脱硫系统及方法，包括沿脱硫路线依次连接的前置粉料脱硫装置、干法精除尘器、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置，有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置组成二级脱硫单元，还包括硫含量检测装置和煤气旁路，煤气旁路与二级脱硫单元并联，该煤气旁路上设置有调节阀组，煤气旁路的出口和二级脱硫单元的出口汇合。本发明，脱硫分为前置脱硫和二级脱硫两级布置，且二级脱硫并联有旁路，能够适应高炉煤气含硫变化的变工况运行及系统安全性，进一步降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于高炉煤气脱硫技术领域，具体涉及一种高炉煤气干法脱硫系统及方法。
背景技术
高炉在冶炼过程中将产生大量高炉煤气，每冶炼1吨铁将产生约1400m3～1800m3的高炉煤气。高炉煤气作为炼铁过程中的二次能源，在钢铁企业中有着最为广泛的应用。高炉煤气中所含硫化物除了H2S(硫化氢)和SO2(二氧化硫)这类无机硫外，还存在大量的以COS(羰基硫)、CS2(二硫化碳)为主的有机硫。经燃烧后，烟气中SO2含量可达40mg/m3～250mg/m3。无法达到国家超低排放建议的50mg/m3(热风炉、加热炉及焙烧等工序)和35mg/m3(锅炉及燃气轮机)。目前高炉煤气脱硫工艺路线为：高炉煤气除尘系统→有机硫转化→余压发电→常温湿式氧化吸收法脱硫→管网。该该工艺存在如下一些弊端：
1)余压发电设施及管道腐蚀或积盐将加重。
有机硫水解转化置于余压发电之前，而湿法脱硫置于余压发电之后，水解转化后煤气中H2S含量将增大，这将加重余压发电设施及其附属管道的腐蚀或积盐。
2)系统复杂，占地大，能耗高，运行成本较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高炉煤气干法脱硫系统，能够灵活地适应高炉煤气含硫变化的变工况运行，降低成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：
一种高炉煤气干法脱硫系统，用于对除尘后的高炉煤气脱硫，包括沿脱硫路线依次连接的前置粉料脱硫装置、干法精除尘器、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置，所述有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置组成二级脱硫单元，还包括硫含量检测装置和煤气旁路，所述硫含量检测装置用于对进入前置粉料脱硫装置之前的煤气进行硫含量检测，所述煤气旁路与二级脱硫单元并联，该煤气旁路上设置有调节阀组，所述煤气旁路的出口和二级脱硫单元的出口汇合。
采用上述结构，脱硫分为前置脱硫和二级脱硫两级布置，且二级脱硫并联有旁路，能够根据高炉煤气含量选择是否使用前置粉料脱硫装置、是否使用二级脱硫单元、以及合理分配进入煤气旁路和二级脱硫单元的煤气量；能够适应高炉煤气含硫变化的变工况运行及系统安全性，进一步降低运行成本。并且，粉料脱硫装置，占地省，系统简单，布置灵活，特别适应于占地紧张的高炉区现有高炉煤气系统脱硫，煤气脱硫压力阻损小，有利于后续余压发电回收，系统适应性强。
可选地，所述调节阀组包括流量调节阀和/或压力调节阀。
可选地，所述高炉煤气干法脱硫系统还包括粉料储罐，所述粉料储罐为所述前置粉料脱硫装置提供脱硫粉料。
可选地，所述第二级干法脱硫装置为第二级粉料脱硫装置，所述粉料储罐还为该第二级粉料脱硫装置提供脱硫粉料。
可选地，所述第二级粉料脱硫装置之后连接有用于将脱硫后的煤气与脱硫粉料分离并将脱硫粉料收集的粉料捕集器。
可选地，所述粉料储罐以氮气或高炉煤气为载气，将所述脱硫粉料送至所述前置粉料脱硫装置或第二级粉料脱硫装置。
可选地，所述脱硫粉料为活性炭粉料、碱性脱硫粉料或两者的混合物。
可选地，所述第二级干法脱硫装置为硫化氢干法吸附塔。
可选地，所述有机硫转化塔与干法精除尘器的连接管路上设置有控制阀，选择是否将煤气通入有机硫转化塔。
可选地，所述高炉煤气干法脱硫系统还包括高炉、干法粗除尘器和余压发电装置，所述干法粗除尘器的进气口连接至高炉出口，所述干法粗除尘器的出气口通过管路与前置粉料脱硫装置连接，所述余压发电装置连接在煤气旁路和二级脱硫单元汇合后的下游。
可选地，高炉煤气干法脱硫系统还包括缓冲罐，所述缓冲罐连接在煤气旁路和二级脱硫单元汇合后的下游。
可选地，所述前置粉料脱硫装置至干法精除尘器的管路上设置有文丘里反应器。
本发明还提供一种高炉煤气干法脱硫方法，采用上述的高炉煤气干法脱硫系统，通过硫含量检测装置检测进入前置粉料脱硫装置之前的煤气中的硫化氢和有机硫的硫含量，将该检测结果与参考值进行比较，根据比较结果选择合适的处理工况，
工况一，前置粉料脱硫装置、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置均不工作，高炉煤气经煤气旁路后送至用户使用，燃烧后排放；
工况二，前置粉料脱硫装置工作，有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置不工作，经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气经煤气旁路后送至用户使用，燃烧后排放；
工况三，前置粉料脱硫装置工作、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置均工作，经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气全部进入有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置进行转化脱硫，煤气旁路关闭，转化脱硫后的煤气，送用户使用后燃烧排放；或者经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气一部分进入有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置进行转化脱硫，不需要脱硫的部分经煤气旁路后，与转化脱硫后的煤气相混合，送用户使用后燃烧排放。
可选地，检测燃烧后烟气中二氧化硫的排放浓度；在工况一的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则采用工况二的处理模式；
在工况二的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则加大前置粉料脱硫装置的喷粉量；若前置粉料脱硫装置的在最大负荷情况下，二氧化硫排放总浓度仍然超标，则采用工况三的处理模式。
在工况三中，检测燃烧后烟气中二氧化硫的排放浓度，根据二氧化硫排放总浓度是否超标，通过调节阀组控制进入煤气旁路和进行转化脱硫的煤气量；其中，在二氧化硫排放总浓度超标的情况下，增大进入二级脱硫单元的煤气量。
可选地，当高炉煤气中总的硫含量低于第一参考值时，采用工况一，其中，第一参考值是根据燃烧排放限值计算出的高炉煤气中允许的总的硫含量最大值；
在采用工况一排放超标的情况下，当高炉煤气中有机硫的硫含量低于第二参考值，且经前置粉料脱硫装置脱硫处理后，燃烧后烟气中的二氧化硫低于排放限值时，采用工况二；
其中第二参考值是根据燃烧排放限值和前置粉料脱硫装置脱硫处理后未脱除的硫化氢的硫含量而计算出的高炉煤气中允许的有机硫的硫含量最大值；
当高炉煤气中有机硫的硫含量高于第二参考值，或经前置粉料脱硫装置脱硫处理后，仍然不能保证燃烧后烟气中的二氧化硫低于排放限值时，采用工况三；上述的高炉煤气指的是经粗除尘后但未脱硫的高炉煤气，前置粉料脱硫装置脱硫为部分脱硫。
本发明的有益效果是：脱硫分为前置脱硫和二级脱硫两级布置，且二级脱硫并联有旁路，能够根据高炉煤气含硫量及含硫种类，选择是否使用前置粉料脱硫装置，是否使用二级脱硫单元，以及合理分配进入煤气旁路和二级脱硫单元的煤气量；能够适应高炉煤气含硫变化的变工况运行及系统安全性，进一步降低运行成本。并且，粉料脱硫装置，占地省，系统简单，煤气压力损失小，布置灵活，特别适应于占地紧张的高炉区现有高炉煤气系统脱硫，系统适应性强。
附图说明
图1为本发明一个实施例中高炉煤气干法脱硫系统的示意图；
图2为本发明另一实施例中高炉煤气干法脱硫系统的示意图；
零件标号说明
1 高炉
2 干法粗除尘器
3 硫含量检测装置
4 粉料储罐
5 前置粉料脱硫装置
6 干法精除尘器
7 有机硫转化塔
8 第二级干法脱硫装置
9 煤气旁路
10 粉料捕集器
11 余压发电装置
12 控制阀
13 调节阀组
14 缓冲罐
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本例为高炉煤气干法脱硫系统的示例，如图1所示，高炉煤气干法脱硫系统包括沿脱硫路线依次连接的前置粉料脱硫装置5、干法精除尘器6、有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8，还包括硫含量检测装置3和煤气旁路9，高炉1的煤气出口连接干法粗除尘器2，前置粉料脱硫装置5连接在干法粗除尘器2之后；其中，所述硫含量检测装置3用于对进入前置粉料脱硫装置5之前的煤气进行硫含量检测，用以检测高炉煤气中硫化氢和有机硫含量，硫含量检测装置3可以为在线检测也可以为离线检测，硫含量检测装置3可采用气相色谱仪等现有设备，检测煤气中含硫量及含硫物质种类。
有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8组成二级脱硫单元，煤气旁路9与二级脱硫单元并联；即前置粉料脱硫装置5之后分为两条并联支路，其中一个支路为煤气旁路9，另一支路为串联的有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8；煤气旁路9的出口和二级脱硫单元的出口汇合，汇合后的煤气连接至管网，送至用户使用；该煤气旁路9上设置有用于调节压力和/或流量的调节阀组13。
脱硫分为前置脱硫和二级脱硫两级布置，且二级脱硫并联有旁路，能够根据高炉煤气含硫种类及含量选择是否使用前置粉料脱硫装置5、是否使用二级脱硫单元、以及合理分配进入煤气旁路9和二级脱硫单元的煤气量；能够适应高炉煤气含硫变化的变工况运行及系统安全性，进一步降低运行成本。并且，粉料脱硫装置，占地省，系统简单，布置灵活，特别适应于占地紧张的高炉区现有高炉煤气系统脱硫，系统适应性强。
其中，所述调节阀组13包括流量调节阀和/或压力调节阀，压力调节阀例如减压阀。
干法精除尘器6可选用袋式除尘器或干法静电除尘器，干法粗除尘器2可选用旋风除尘器、重力除尘器、袋式除尘器或干法静电除尘器；第二级干法脱硫装置8可采用粉料脱硫装置(相对于前置粉料脱硫装置5，构成第二级粉料脱硫装置)；粉料脱硫装置可采用分组控制的以氮气或高炉净煤气为动力气源的喷粉喷枪，根据脱硫负荷选择投入不同组数的喷枪，将脱硫粉料喷入干法粗除尘器2和干法精除尘器6之间的高炉煤气管路中。为加强粉料与煤气的混合、反应效果，可以在煤气管道喷入点下游设置文丘里反应器。
当第二级干法脱硫装置8为粉料脱硫装置时，第二级粉料脱硫装置之后连接有粉料捕集器10，用于将脱硫后的煤气与脱硫粉料分离，并将脱硫粉料收集；粉料捕集器10可采用袋式除尘器等；粉料捕集器10的出气口与煤气旁路9出口汇合。
在另一实施方式中，第二级干法脱硫装置8为硫化氢干法吸附塔，如图2所示。其中，硫化氢干法吸附塔内置有活性炭颗粒和/或碱性吸附剂颗粒；碱性吸附剂颗粒为金属氧化物颗粒或者改性活性炭颗粒，金属氧化物颗粒例如氧化铁、氧化锌、氧化钙等。
上述干法精除尘器6、干法粗除尘器2、硫化氢干法吸附塔、粉料脱硫装置等均属于本领域常用设备，不再赘述。
本例中，高炉煤气干法脱硫系统还包括用于储存脱硫粉料的粉料储罐4，粉料储罐4为所述前置粉料脱硫装置5和第二级粉料脱硫装置提供脱硫粉料。
所述粉料储罐4以管网氮气或加压后的高炉净煤气为动力气源(载气)，采用气力输送的方式将脱硫粉料送至所述前置粉料脱硫装置5或第二级粉料脱硫装置。为保证喷粉效果，除了粉料输送的沿程阻力损失外，喷入点处的载气压力还应高于待脱硫的煤气压力，此处压力差值0.1～0.2MPa。前置粉料脱硫装置5或第二级粉料脱硫装置，具有一组至多组喷粉机构(如喷粉枪)，从而可根据需要的喷粉量，选择投入运行的喷粉枪的数量。从而根据煤气含硫量灵活确定投入运行的喷粉枪组数。
具体地，所述脱硫粉料为活性炭粉料、碱性脱硫粉料，或者活性炭粉料与碱性脱硫粉料的混合物，用以吸附、脱除部分H2S和有机硫。碱性脱硫粉料可以是浸渍或负载了碱性物的改性活性炭粉、金属氧化物(如氧化铁、氧化锌、氧化钙等)、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3、或NaHCO3。活性炭粉料与碱性脱硫粉料的混合比例根据煤气成分选择，可以为任意配比，例如，当煤气中硫化氢硫含量占总硫70％(硫化氢中硫含量＝硫化氢含量÷34×32)，有机硫硫含量占总硫30％(有机硫硫含量，根据具体有机硫分子量折算硫含量)，碱性粉料与活性炭粉的比例为7:3。
为便于关断二级脱硫单元，有机硫转化塔7与干法精除尘器6的连接管路上设置有控制阀12，控制通断，选择是否将煤气通入有机硫转化塔。
在一个实施方式中，高炉煤气干法脱硫系统还包括余压发电装置11，所述余压发电装置11连接在汇合后的煤气旁路9和二级脱硫单元的下游，脱硫处理后的煤气进入余压发电装置11，减压降温后送高炉煤气用户燃烧使用，二氧化硫排放浓度达标，并以烟气形式排放。
在所述余压发电装置11上游设置有缓冲罐14，煤气旁路9的出口和二级脱硫单元的出口均连接至缓冲罐14。使得不脱硫煤气，与脱硫煤气在缓冲罐14内相混合，混合后再送至用户，降低管网波动。
为加强煤气和脱硫粉料的充分接触、反应、吸附，前置粉料脱硫装置5至干法精除尘器6的管路上设置有文丘里反应器(图中未示出)，文丘里反应器为现有设备，其结构和工作原理不再赘述。
在此基础上，本发明还提供一种高炉煤气干法脱硫方法，采用上述的高炉煤气干法脱硫系统，通过硫含量检测装置3检测进入前置粉料脱硫装置5之前的煤气中的硫化氢和有机硫的硫含量，将该检测结果与参考值进行比较，根据比较结果选择合适的处理工况：
工况一：
前置粉料脱硫装置5、有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8均不工作，高炉煤气经煤气旁路9后送至用户使用，燃烧后排放；
其中，当干法粗除尘器之后的高炉煤气中硫化氢和有机硫总的硫含量较低时，燃烧后排放达标的情况下，可不进行脱硫。工况一中，参考值指的是根据燃烧后烟气SO2排放浓度限值(排放标准)和烟燃比(燃烧后烟气与煤气体积比)反推计算出来的对应高炉煤气中总硫含量值，当限值为50mg/Nm3时，对应高炉煤气中总硫含量为42.5mg/Nm3煤气时，排放不超标。
例如按烟燃比1.7:1计算，当燃烧后烟气SO2排放限值为50mg/Nm3时，烟气中硫含量为50×(32÷64)＝25mg/Nm3烟气，允许的高炉煤气中总硫含量为25×1.7＝42.5mg/Nm3煤气。当该排放标准变化时，反推出来的高炉煤气中总硫含量也对应改变。根据参考值可知，当干法粗除尘器2之后的煤气总硫含量(检测值)低于第一参考值42.5mg/Nm3煤气时，可采用工况一。
工况二：
前置粉料脱硫装置5工作，有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8不工作，经前置粉料脱硫装置5脱硫后的煤气经煤气旁路9后送至用户使用，燃烧后排放；
粉料储罐4投入运行，以氮气或高炉煤气为动力气源，采用气力输送方式将脱硫粉料经由前置喷粉脱硫装置喷入高炉煤气内，可脱除煤气中的硫化氢和少量有机硫，消除高炉煤气燃烧后形成的烟气中对应部分的二氧化硫。
前置粉料脱硫装置5主要用于脱除硫化氢，当干法粗除尘器之后的高炉煤气中有机硫的硫含量低于第二参考值，且经前置粉料脱硫装置5脱除50％以上的硫化氢后(脱除比例根据需求可改变，例如可以是60％、70％等)，燃烧后烟气中的SO2低于排放限值时，可采用工况二。
例如当高炉煤气中硫化氢的含量为50mg/Nm3煤气，对应硫含量为50×(32÷34)＝47mg/Nm3煤气，前置粉料脱硫装置5脱除50％的硫化氢及对应硫含量，对应硫含量降低至47×(1-50％)＝23.5mg/Nm3煤气。燃烧的烟燃比按1.7:1计算，当烟气SO2排放限值为50mg/Nm3时，烟气中硫含量为50×(32÷64)＝25mg/Nm3烟气，对应地允许脱硫后的高炉煤气总硫含量为25×1.7＝42.5mg/Nm3煤气。煤气中有机硫的硫含量限值应为42.5-23.5＝19mg/Nm3煤气，即煤气中有机硫的硫含量低于19mg/Nm3(第二参考值)煤气时，可采用工况二。
上述过程旨在揭示推算和比较的方法，当排放标准和脱除硫化氢的比例发生改变后，煤气中有机硫的硫含量的允许值也改变。即工况二的情况下，煤气中有机硫的硫含量限制(第二参考值)＝允许脱硫后的高炉煤气总硫含量-前置粉料脱硫装置脱硫后剩余硫化氢中的硫含量。
工况三：
前置粉料脱硫装置5工作、有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8均工作；前置粉料脱硫装置5主要用于脱除硫化氢；有机硫转化塔7用于将氧硫化碳等有机硫水解，水解后生成的硫化氢再经过第二级干法脱硫装置8脱硫处理；当干法粗除尘器之后的高炉煤气中有机硫的硫含量高于第二参考值时或经前置粉料脱硫装置5脱除煤气中50％以上(脱除比例根据装置效率改变)的H2S仍然不能保证燃烧后烟气中的SO2低于排放限值时，可采用工况三。
例如，当入口高炉煤气中硫化氢的硫含量为47mg/Nm3煤气，有机硫的前置粉料脱硫装置5脱除50％的硫化氢及对应硫含量，对应硫含量降低至47×(1-50％)＝23.5mg/Nm3煤气。燃烧的烟燃比按1.7:1计算，当烟气SO2排放限值为50mg/Nm3时，烟气中硫含量为50×(32÷64)＝25mg/Nm3烟气，对应地允许脱硫后的高炉煤气总硫含量≤25×1.7＝42.5mg/Nm3煤气，煤气中有机硫的硫含量限值应为42.5-23.5＝19mg/Nm3煤气，即煤气中有机硫的硫含量高于第二参考值19mg/Nm3煤气时，应采用第三种工况。
其中工况三又分为部分转化脱硫和全部转化脱硫；
全部转化脱硫：经前置粉料脱硫装置5脱硫后的煤气全部进入有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8进行转化脱硫，煤气旁路9关闭，转化脱硫后的煤气，送用户使用后燃烧排放；
部分转化脱硫：经前置粉料脱硫装置5脱硫后的煤气一部分进入有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8进行转化脱硫，不需要脱硫的部分经煤气旁路9，两路煤气混合后，送用户使用后燃烧排放。其中，部分转化脱硫过程，可根据需求通过调节阀组13控制进入煤气旁路9和进行转化脱硫的煤气量。可结合经济成本，选择通入有机硫转化塔及第二级干法脱硫装置的高炉煤气量。
工况三中，当排放达标的情况下，可让更多的煤气进入煤气旁路9，减少进入二级脱硫单元的煤气量，可降低成本。
若有机硫的硫含量100mg/Nm3，经前置粉料脱硫装置5之后的煤气总量含量≤(100+23.5)＝123.5mg/Nm3。进入转化塔转化为硫化氢的转化效率90％，剩余10％未能转化的有机硫的硫含量为10mg/Nm3煤气。转化后硫化氢的总硫含量100×90％+23.5＝113.5mg/Nm3煤气，二级干法脱硫装置8能脱除90％以上的硫化氢及对应硫含量。经过两级脱硫后煤气中残留总硫量为有机硫和残留硫化氢中的硫，即：10+113.5×(1-90％)＝21.35mg//Nm3煤气。设高炉来的总煤气量为1份，流经二级脱硫系统与旁路的煤气流量比为A：(1-A)(A取值范围：0～1)，目标控硫指标为42.5mg/Nm3煤气，为满足达标排放，须满足：123.5×(1-A)+21.35×A≤42.5，解得：A≥0.79，即通过二级脱硫单元的煤气量占总量的0.79以上，剩余≤(1-0.79)份不脱硫煤气进入煤气旁路。示例中是以有机硫的硫含量100mg/Nm3介绍二级脱硫单元可能的分配比例，当对应的有机硫的硫含量或者排放标准变化时，分配比例也对应变化，但计算方式相同。
上述三种工况中，根据硫含量检测装置3检测结果与参考值的比较，初步判断采用哪种工况，但是实际操作中，高炉煤气中可能含有其他硫化物，或者检测结果有误差等，可能导致最后燃烧排放的烟气中二氧化硫的排放浓度超标，因此为防止排放超标，还对燃烧后烟气中二氧化硫的排放浓度进行检测，根据排放浓度的反馈结果对工况进行调整，或者根据排放浓度的反馈结果对工况三中两条支路的煤气分配量进行调整，使排放达标。
其中，前置粉料脱硫装置5和第二级干法脱硫装置8的脱硫反应式为：
1)H2S与典型碱性物质反应示例
3H2S+Fe2O3＝Fe2S3+3H2O、2Fe2S3+3O2＝2Fe2O3+6S
H2S+NaOH＝NaHS+H2O
H2S+Na2CO3＝NaHS+NaHCO3
2)活性炭粉脱H2S反应示例
2H2S+O2＝S+2H2O
高炉煤气本身含有的氧气的体积含量为0.3％～1％，足以满足上述脱H2S反应中所需的O2，无需另加O2。
有机硫转化塔7的水解方式可以为多种，典型的有机硫水解催化反应式为：
COS+H2O→CO2+H2S、CS2+2H2O＝2H2S+CO2
根据煤气燃烧后二氧化硫的排放浓度的检测结果，对脱硫方式进行如下调整：
在工况一的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则采用工况二的处理模式，即将前置粉料脱硫装置5投入使用；
在工况二的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则加大前置粉料脱硫装置5的喷粉量，前置粉料脱硫装置5的喷粉枪可设置为并列的多组，根据煤气含硫量灵活确定投入运行的喷粉枪的组数；若前置粉料脱硫装置5的在最大负荷情况下，二氧化硫排放总浓度仍然超标，则采用工况三的处理模式。
在工况三中，根据二氧化硫排放总浓度是否超标，通过调节阀组13控制进入煤气旁路9和进行转化脱硫的煤气量；其中，在二氧化硫排放总浓度超标的情况下，调节煤气旁路9上的调节阀组13，增大进行转化脱硫的煤气量，以使二氧化硫排放总浓度达标为准。
其中，在有机硫转化塔7和第二级干法脱硫装置8工作时，通过控制调节阀组13的开度，实现进入煤气旁路9与第二级干法脱硫装置8所在管路的煤气量的分配。
本发明，脱硫分为前置脱硫和二级脱硫两级布置，且二级脱硫并联有旁路，能够根据高炉煤气含量选择是否使用前置粉料脱硫装置5、是否使用二级脱硫单元、以及合理分配进入煤气旁路9和二级脱硫单元的煤气量；能够适应高炉煤气含硫变化的变工况运行及系统安全性，进一步降低运行成本。并且，粉料脱硫装置，占地省，系统简单，布置灵活，特别适应于占地紧张的高炉区现有高炉煤气系统脱硫，系统适应性强。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (16)
1.一种高炉煤气干法脱硫系统，用于对除尘后的高炉煤气脱硫，其特征在于：包括沿脱硫路线依次连接的前置粉料脱硫装置、干法精除尘器、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置，所述有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置形成二级脱硫单元，还包括硫含量检测装置和煤气旁路，所述硫含量检测装置用于对进入前置粉料脱硫装置之前的煤气进行检测，所述煤气旁路与二级脱硫单元并联，该煤气旁路上设置有调节阀组，所述煤气旁路的出口和二级脱硫单元的出口汇合。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述调节阀组包括流量调节阀和/或压力调节阀。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述高炉煤气干法脱硫系统还包括粉料储罐，所述粉料储罐为所述前置粉料脱硫装置提供脱硫粉料。
4.根据权利要求3所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述第二级干法脱硫装置为第二级粉料脱硫装置，所述粉料储罐还为该第二级粉料脱硫装置提供脱硫粉料。
5.根据权利要求4所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述第二级粉料脱硫装置之后连接有粉料捕集器，所述粉料捕集器用于将脱硫后的煤气与脱硫粉料分离，并将脱硫粉料收集。
6.根据权利要求4所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述粉料储罐以氮气或高炉煤气为载气，将所述脱硫粉料送至所述前置粉料脱硫装置或第二级粉料脱硫装置。
7.根据权利要求3所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述脱硫粉料为活性炭粉料、碱性脱硫粉料或两者的混合物。
8.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述第二级干法脱硫装置为硫化氢干法吸附塔。
9.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述有机硫转化塔与干法精除尘器的连接管路上设置有控制阀。
10.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述高炉煤气干法脱硫系统还包括高炉、干法粗除尘器和余压发电装置，所述干法粗除尘器的进气口连接至高炉出口，所述干法粗除尘器的出气口通过管路与前置粉料脱硫装置连接，所述余压发电装置连接在煤气旁路和二级脱硫单元汇合后的下游。
11.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述高炉煤气干法脱硫系统还包括缓冲罐，所述缓冲罐连接在煤气旁路和二级脱硫单元汇合后的下游。
12.根据权利要求1所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：所述前置粉料脱硫装置至干法精除尘器的管路上设置有文丘里反应器。
13.一种高炉煤气干法脱硫方法，采用权利要求1-12任意一项所述的高炉煤气干法脱硫系统，其特征在于：通过硫含量检测装置检测进入前置粉料脱硫装置之前的煤气中的硫化氢和有机硫的硫含量，将该检测结果与参考值进行比较，根据比较结果选择合适的处理工况，
工况一，前置粉料脱硫装置、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置均不工作，高炉煤气经煤气旁路后送至用户使用，燃烧后排放；
工况二，前置粉料脱硫装置工作，有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置不工作，经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气经煤气旁路后送至用户使用，燃烧后排放；
工况三，前置粉料脱硫装置工作、有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置均工作，经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气全部进入有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置进行转化脱硫，煤气旁路关闭，转化脱硫后的煤气，送用户使用后燃烧排放；或者经前置粉料脱硫装置脱硫后的煤气一部分进入有机硫转化塔和第二级干法脱硫装置进行转化脱硫，不需要脱硫的部分经煤气旁路后，与转化脱硫后的煤气相混合，送用户使用后燃烧排放。
14.根据权利要求13所述的高炉煤气干法脱硫方法，其特征在于：检测燃烧后烟气中二氧化硫的排放浓度；
在工况一的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则采用工况二的处理模式；
在工况二的处理模式下，如果二氧化硫排放总浓度超标，则加大前置粉料脱硫装置的喷粉量；若前置粉料脱硫装置的在最大负荷情况下，二氧化硫排放总浓度仍然超标，则采用工况三的处理模式。
15.根据权利要求13所述的高炉煤气干法脱硫方法，其特征在于：在工况三中，检测燃烧后烟气中二氧化硫的排放浓度，根据二氧化硫排放总浓度是否超标，通过调节阀组控制进入煤气旁路和进行转化脱硫的煤气量；其中，在二氧化硫排放总浓度超标的情况下，增大进入二级脱硫单元的煤气量。
16.根据权利要求13所述的高炉煤气干法脱硫方法，其特征在于：
当高炉煤气中总的硫含量低于第一参考值时，采用工况一，其中，第一参考值是根据燃烧排放限值计算出的高炉煤气中允许的总的硫含量最大值；
在采用工况一排放超标的情况下，当高炉煤气中有机硫的硫含量低于第二参考值，且经前置粉料脱硫装置脱硫处理后，燃烧后烟气中的二氧化硫低于排放限值时，采用工况二；
其中第二参考值是根据燃烧排放限值和前置粉料脱硫装置脱硫处理后未脱除的硫化氢的硫含量而计算出的高炉煤气中允许的有机硫的硫含量最大值；
当高炉煤气中有机硫的硫含量高于第二参考值，或经前置粉料脱硫装置脱硫处理后，仍然不能保证燃烧后烟气中的二氧化硫低于排放限值时，采用工况三。
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