CN110484307A - 一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺，包括高炉煤气脱氯塔和高炉煤气脱硫系统，高炉煤气经重力除尘器、干法布袋除尘器后输送到高炉煤气脱氯塔中，经脱氯塔脱氯后的高炉煤气经TRT或调压阀组，进入高炉煤气脱硫系统，脱硫系统中的催化塔对高炉煤气中的COS进行催化，使COS转化为H2S；经催化塔处理后的高炉煤气，输送至高炉煤气脱硫系统的脱硫塔，高炉煤气脱硫塔对高炉煤气中的H2S进行脱硫处理；处理后的高炉煤气经煤气管网传输至厂区高炉煤气总管中供各个用户使用。本发明集高炉煤气脱氯、脱氯处理工艺，可有效解决高炉煤气燃烧后烟气SO2超标问题，另外经脱氯的高炉煤气大大延缓了TRT叶片的腐蚀及高炉煤气管道腐蚀。

Description

一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺
技术领域
本发明涉及高炉废气处理技术领域，具体为一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺。
背景技术
高炉煤气是高炉生产过程中副产的可燃气体，其产量大，用途广泛，可作为电厂高炉、轧钢厂热风炉、炼铁厂加热炉的燃料。高炉煤气的主要成份是CO、CO2、N2，还含有少量的COS、H2S、Cl-、粉尘等。
目前，高炉产生的高炉煤气是整个钢铁公司的主要燃料之一，常作为电厂高炉、轧钢厂热风炉、炼铁厂加热炉燃料使用。
由于目前国内还没有一座高炉煤气脱硫装置在使用，高炉煤气用户（如电厂高炉、轧钢厂热风炉、炼铁厂加热炉）排放的烟气中SO2含量、Cl-的含量均达不到国家超净排放要求，通常其排放的烟气中SO2含量大于50mg/m3，有的生产厂排放的烟气中SO2的含量甚至高达200mg/m3以上！
目前的煤气脱硫/除硫设备主要是脱除焦炉煤气或人工煤气的硫即H2S，高炉煤气中的硫主要是COS，高炉煤气脱硫主要以脱除COS为主，现有的煤气脱硫工艺，无法脱除高炉煤气中的COS，因此现有的煤气脱硫工艺无法满足高炉煤气脱硫要求。
另外，随着高炉煤气干法除尘的普及，国内大多数钢铁企业高炉煤气均采用干法除尘，干法除尘的高炉煤气中氯离子超标，造成TRT叶片及煤气管网腐蚀非常严重，一般没有经过脱氯处理的钢铁企业煤气管道一般使用3年左右，均出现不同程度的腐蚀穿孔，一般6年左右就需更换管道，给企业的安全生产带来了极大的安全隐患。由于高炉煤气管道一般厂区总管没有备用管道或切断阀，更换总管往往需要企业停产更换，严重影响钢铁企业正常生产，造成巨大的安全隐患，同时更换管道也大大增加了企业的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，包括高炉煤气脱氯塔和高炉煤气脱硫系统，所述高炉煤气脱氯塔前端设置干法布袋除尘系统，所述干法布袋除尘系统前端设置重力除尘器，所述重力除尘器通过管道连通高炉，所述重力除尘器通过排放管连通干法布袋除尘系统，所述干法布袋除尘系统通过管道连通高炉煤气脱氯塔，所述高炉煤气脱氯塔通过管道分别连接高炉TRT和调压阀组，所述高炉煤气脱氯塔内设置脱氯剂层，所述脱氯剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉TRT和调压阀组并联设置，所述高炉TRT或调压阀组后端设置高炉煤气催化塔，所述高炉煤气催化塔内设置催化剂层，所述催化剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉煤气催化塔通过管道分别连接高炉TRT和调压阀组，所述高炉煤气脱硫系统设置在高炉煤气催化塔后端，所述高炉煤气脱硫系统连通高炉煤气管网。
优选的，所述高炉煤气脱硫系统包括一级脱硫塔、二级脱硫塔和塔间连接管道，所述一级脱硫塔和二级脱硫塔串联设置，所述一级脱硫塔、二级脱硫塔顶部通过塔间连接管道相连通。
优选的，所述一级脱硫塔内的上部设有若干排喷枪，喷淋用于脱硫脱氯的含碱水；所述二级脱硫塔内的上部设有若干喷枪及一导流锥，所述导流锥设置在喷枪下方。
优选的，所述高炉煤气脱硫系统的一级脱硫塔内、高炉煤气入口的上方，设有气流分布器。
优选的，所述一级脱硫塔、二级脱硫塔的煤气出口下方设有分离器。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
S1：高炉煤气经重力除尘、干法除尘后，传输至高炉煤气脱氯塔；
S2：脱氯后的高炉煤气经调压阀组或高炉TRT，进入高炉煤气催化塔，催化塔中内置有催化剂，该催化剂的空速为0-10000h-1，高炉煤气中的COS经催化转换成H2S，转换反应过程：COS+H2O=H2S+CO2,对高炉煤气中的COS进行转化处理；
S3：经高炉煤气催化塔处理后的高炉煤气进入高炉煤气脱硫塔；
S4：高炉煤气脱硫塔内设有喷枪，对高炉煤气喷淋PH值约9.8-11.8的含碱水，对高炉煤气中的H2S和 Cl进行脱硫、脱氯处理，反应为：2NaOH+H2S=Na2S+2H2O， NaOH+HCL=NaCL+H2O,高炉煤气经脱硫塔处理后，经高炉煤气管网传输至各用户。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可有效地脱除传统工艺无法脱除的COS，填补该领域的空白，具有开创性；
2、本发明的工艺是集脱硫、脱氯为一体的高炉煤气脱氯脱硫工艺，在煤气进入管网前对高炉煤气进行处理，处理后的清洁高炉煤气经高炉煤气管网传输至用户，后续各用户无需增设烟气脱硫设施，节约企业资金及企业用地。
3、本发明对高炉煤气进行脱氯处理，可大大缓解高炉煤气对TRT叶片及煤气管道的腐蚀，延长TRT叶片及煤气管道的使用寿命，降低企业生产安全风险及运行成本。
附图说明
图1为现有技术系统结构示意图；
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2，本发明提供一种技术方案：一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，包括高炉煤气脱氯塔1和高炉煤气脱硫系统，所述高炉煤气脱氯塔1前端设置干法布袋除尘系统2，所述干法布袋除尘系统2前端设置重力除尘器3，所述重力除尘器3通过管道连通高炉4，所述重力除尘器3通过排放管5连通干法布袋除尘系统2，所述干法布袋除尘系统2通过管道连通高炉煤气脱氯塔1，所述高炉煤气脱氯塔1通过管道分别连接高炉TRT6和调压阀组7，所述高炉煤气脱氯塔1内设置脱氯剂层，所述脱氯剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉TRT6和调压阀组7并联设置，所述高炉TRT6或调压阀组7后端设置高炉煤气催化塔8，所述高炉煤气催化塔8内设置催化剂层，所述催化剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉煤气催化塔8通过管道分别连接高炉TRT6和调压阀组7，所述高炉煤气脱硫系统设置在高炉煤气催化塔8后端，所述高炉煤气脱硫系统连通高炉煤气管网。高炉煤气经重力除尘器、干法布袋除尘器后输送到高炉煤气脱氯塔中，经脱氯后的高炉煤气经TRT或调压阀组进入高炉煤气催化塔，催化塔将高炉煤气中的COS催化成H2S；处理后的高炉煤气输送至高炉煤气脱硫塔，高炉煤气脱硫塔对高炉煤气中的H2S进行脱硫处理；处理后的高炉煤气经煤气管网传输至厂区高炉煤气总管中供各个用户使用。
本发明中，高炉煤气脱氯塔根据现场情况，可采用并联布置两台或单独布置一台，并设有旁通管，当脱氯塔出现异常情况时，也可走旁通管道，避免影响高炉正常生产，当采用并联使用时，当使用的脱氯塔脱氯剂到达使用寿命，则切换至备用脱氯塔，然后再将到达寿命的脱氯剂进行更换，避免影响高炉正常生产。
其中，高炉煤气催化塔布置在高炉TRT或调压阀组后，因此催化塔内催化剂层设有加热设施，避免出现极端低温时，煤气冷凝水析出对催化剂造成影响。
本发明中，高炉煤气脱硫系统包括一级脱硫塔9、二级脱硫塔10和塔间连接管道11，所述一级脱硫塔9和二级脱硫塔10串联设置，所述一级脱硫塔9、二级脱硫塔10顶部通过塔间连接管道11相连通；一级脱硫塔9内的上部设有若干排喷枪，喷淋用于脱硫脱氯的含碱水；所述二级脱硫塔10内的上部设有若干喷枪及一导流锥，所述导流锥设置在喷枪下方。高炉煤气脱硫系统的一级脱硫塔9内、高炉煤气入口的上方，设有气流分布器；一级脱硫塔9、二级脱硫塔10的煤气出口下方设有分离器；高炉煤气一级脱硫塔的底部进入，经所述喷枪喷淋的含碱水进行脱硫处理后，经塔间连接管道从二级脱硫塔的上部进入，经所述喷枪喷淋的含碱水进行再次脱硫处理，再经导流锥后，从二级脱硫塔的顶部高炉煤气出口输出。
工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：
S1：高炉煤气经重力除尘、干法除尘后，传输至高炉煤气脱氯塔；
S2：脱氯后的高炉煤气经调压阀组或高炉TRT，进入高炉煤气催化塔，催化塔中内置有催化剂，该催化剂的空速为0-10000h-1，高炉煤气中的COS经催化转换成H2S，转换反应过程：COS+H2O=H2S+CO2,对高炉煤气中的COS进行转化处理；
S3：经高炉煤气催化塔处理后的高炉煤气进入高炉煤气脱硫塔；
S4：高炉煤气脱硫塔内设有喷枪，对高炉煤气喷淋PH值约9.8-11.8的含碱水，对高炉煤气中的H2S和 Cl进行脱硫、脱氯处理，反应为：2NaOH+H2S=Na2S+2H2O， NaOH+HCL=NaCL+H2O,高炉煤气经脱硫塔处理后，经高炉煤气管网传输至各用户。
综上所述，本发明可有效地脱除传统工艺无法脱除的COS，填补该领域的空白，具有开创性；本发明的工艺是集脱硫、脱氯为一体的高炉煤气脱氯脱硫工艺，在煤气进入管网前对高炉煤气进行处理，处理后的清洁高炉煤气经高炉煤气管网传输至用户，后续各用户无需增设烟气脱硫设施，节约企业资金及企业用地；本发明对高炉煤气进行脱氯处理，可大大缓解高炉煤气对TRT叶片及煤气管道的腐蚀，延长TRT叶片及煤气管道的使用寿命，降低企业生产安全风险及运行成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，其特征在于：包括高炉煤气脱氯塔（1）和高炉煤气脱硫系统，所述高炉煤气脱氯塔（1）前端设置干法布袋除尘系统（2），所述干法布袋除尘系统（2）前端设置重力除尘器（3），所述重力除尘器（3）通过管道连通高炉（4），所述重力除尘器（3）通过排放管（5）连通干法布袋除尘系统（2），所述干法布袋除尘系统（2）通过管道连通高炉煤气脱氯塔（1），所述高炉煤气脱氯塔（1）通过管道分别连接高炉TRT（6）和调压阀组（7），所述高炉煤气脱氯塔（1）内设置脱氯剂层，所述脱氯剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉TRT（6）和调压阀组（7）并联设置，所述高炉TRT（6）或调压阀组（7）后端设置高炉煤气催化塔（8），所述高炉煤气催化塔（8）内设置催化剂层，所述催化剂层底部设有卸料口和加料口，所述高炉煤气催化塔（8）通过管道分别连接高炉TRT（6）和调压阀组（7），所述高炉煤气脱硫系统设置在高炉煤气催化塔（8）后端，所述高炉煤气脱硫系统连通高炉煤气管网。
2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，其特征在于：所述高炉煤气脱硫系统包括一级脱硫塔（9）、二级脱硫塔（10）和塔间连接管道（11），所述一级脱硫塔（9）和二级脱硫塔（10）串联设置，所述一级脱硫塔（9）、二级脱硫塔（10）顶部通过塔间连接管道（11）相连通。
3.根据权利要求2所述的一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，其特征在于：所述一级脱硫塔（9）内的上部设有若干排喷枪，喷淋用于脱硫脱氯的含碱水；所述二级脱硫塔（10）内的上部设有若干喷枪及一导流锥，所述导流锥设置在喷枪下方。
4.根据权利要求2所述的一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，其特征在于：所述高炉煤气脱硫系统的一级脱硫塔（9）内、高炉煤气入口的上方，设有气流分布器。
5.根据权利要求2所述的一种高炉煤气脱氯、脱硫系统，其特征在于：所述一级脱硫塔（9）、二级脱硫塔（10）的煤气出口下方设有分离器。
6.实现权利要求1所述的一种高炉煤气脱氯、脱硫系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
S1：高炉煤气经重力除尘、干法除尘后，传输至高炉煤气脱氯塔；
S2：脱氯后的高炉煤气经调压阀组或高炉TRT，进入高炉煤气催化塔，催化塔中内置有催化剂，该催化剂的空速为0-10000h-1，高炉煤气中的COS经催化转换成H2S，转换反应过程：COS+H2O=H2S+CO2,对高炉煤气中的COS进行转化处理；
S3：经高炉煤气催化塔处理后的高炉煤气进入高炉煤气脱硫塔；
S4：高炉煤气脱硫塔内设有喷枪，对高炉煤气喷淋PH值约9.8-11.8的含碱水，对高炉煤气中的H2S和 Cl进行脱硫、脱氯处理，反应为：2NaOH+H2S=Na2S+2H2O， NaOH+HCL=NaCL+H2O,高炉煤气经脱硫塔处理后，经高炉煤气管网传输至各用户。
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