CN112500893A - 用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法 - Google Patents

用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法，属于高炉煤气脱硫领域，以解决目前高炉煤气脱硫方式存在运行阻力大、占地面积大、投资成本高及会产生固体污染物的问题。包括氮气装置、加药装置、冲洗装置、废水装置、喷淋装置、管道装置和除雾装置，其中：所述氮气装置的出口与喷淋装置的气体进口连接，加药装置的出口与喷淋装置的液体进口连接，喷淋装置的出口安装在管道装置中，管道装置的进口与高炉煤气管道连接，管道装置的出口与除雾装置的进口连接，冲洗装置的出口与除雾装置连接，废水装置的进口与除雾装置底部的液体出口连接，除雾装置的气体出口与各高炉煤气用户端的管道连接。

Description

用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法
技术领域
本发明涉及高炉煤气脱硫技术领域，尤其涉及一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法。
背景技术
高炉煤气作为钢铁企业最重要的二次能源之一，用途广泛。在燃料用于燃烧加热的场合，脱硫一般采用末端治理的方式。在钢企实行超低排放前，高炉煤气用于燃烧后的烟气一般是直接排放，烟气中SO2浓度通常超过100mg/Nm3。但是随着国家环保政策的加严，标准日益收紧，对排放提出了更高的要求。
在超低排放背景下，采用常规末端治理的方式，投资费用大，且不一定能完全达标排放，因此进行源头治理，高炉煤气精脱硫是最为经济和便于钢铁厂管理的技术手段。与此同时，国家将对钢铁企业实行分类，其中高炉煤气脱硫作为A类企业的一个重要评判。
高炉煤气脱硫的关键在于煤气中有机硫的控制与削减。在现有的技术上，工业气体中脱有机硫一般采用先水解或氢解再选用干法脱硫化氢的工艺。而水解、氢解或干法脱硫化氢都用的固体颗粒物为转化催化剂或吸附剂，此类型固体颗粒物不仅在运行中阻力大，占地面积大、投资成本高，而且需要定期更换，更换又会产生大量的固体污染物，处理难度大、费用高。
发明内容
为解决目前高炉煤气脱硫方式存在运行阻力大、占地面积大、投资成本高及会产生固体污染物的技术问题，本发明提供一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其包括氮气装置、加药装置、冲洗装置、废水装置、喷淋装置、管道装置和除雾装置，其中：所述氮气装置的出口与喷淋装置的气体进口连接，加药装置的出口与喷淋装置的液体进口连接，喷淋装置的出口安装在管道装置中，管道装置的进口与高炉煤气管道连接，管道装置的出口与除雾装置的进口连接，冲洗装置的出口与除雾装置连接，废水装置的进口与除雾装置底部的液体出口连接，除雾装置的气体出口与各高炉煤气用户端的管道连接。
一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋方法，采用上述用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其包括如下步骤：
S1，脱硫药剂与氮气以气液比为0.2-0.3m3：1L充分混合后进入喷淋装置使脱硫药剂雾化；
S2，高炉煤气以9-12m/s的流速进入管道装置，与雾化后的脱硫药剂在管道装置6进行接触反应，接触反应后脱除高炉煤气中的有机硫或无机硫；
S3，脱硫后的高炉煤气进入除雾装置并通过除雾装置中的弯曲通道在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来，除雾装置运行过程中冲洗装置定期定量对除雾装置进行冲洗；
S4，除雾装置分离出来的液滴及冲洗后的废水流入废水装置，除雾装置分离出的净煤气送至各用户端煤气管道内。
可选地，所述冲洗装置每间隔1h对除雾装置冲洗2-5min，冲洗强度为0.7-1L/s.㎡。
可选地，所述脱硫药剂为浓度为1％-30％的氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氨溶液、甲乙醇胺溶液、蒽醌二磺酸溶液、苦味酸溶液、对苯二酚溶液、络合铁溶液、栲胶溶液和钒酸钠溶液中的一种或至少两种的混合物，或浓度为1‰-30％的脱除羰基硫的N-甲基二乙醇胺类溶液、有机胺类溶液、PDS溶液、醇胺类溶液中的一种或至少两种的混合物。
可选地，所述喷淋装置雾化后的脱硫药剂的大小为20-200微米。
本发明的有益效果是：
通过管道喷淋工艺代替常规的塔式反应器，大大节约了占地面积及设备投资成本。通过管道喷淋工艺脱除药剂代替了有机硫催化剂及脱除无机硫颗粒物，不仅大大减小了系统运行阻力，节省了系统压力，为TRT发电提供更多的能量，而且不会产生大量的固体污染物。
附图说明
图1是本发明的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本实施例中的用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其包括氮气装置1、加药装置2、冲洗装置3、废水装置4、喷淋装置5、管道装置6和除雾装置7，其中：所述氮气装置1的出口与喷淋装置5的气体进口连接，加药装置2的出口与喷淋装置5的液体进口连接，喷淋装置5的出口安装在管道装置6中，管道装置6的进口与高炉煤气管道连接，管道装置6的出口与除雾装置7的进口连接，冲洗装置3的出口与除雾装置7的进口连接，废水装置4的进口与除雾装置7底部的液体出口连接，除雾装置7的气体出口与各高炉煤气用户端的管道连接。
其中，氮气装置1包括管道、阀门、压力表、流量计及调压阀等，氮气经管道进入喷淋装置5。阀门、压力表、流量计及调压阀安装在管道上。加药装置2包括药剂罐、连接管道、阀门、液位计、压力表、流量计、过滤器及药剂泵，药剂罐中的脱硫药剂在药剂泵的作用下经连接管道送至喷淋装置5。喷淋装置5包括管道、阀门、压力表及喷枪，雾化后的脱硫药剂经管道从喷枪喷出。管道装置6包括高炉煤气输送管道。除雾装置7包括除雾器和除雾塔，除雾器安装于除雾塔中。所述冲洗装置3包括工艺水罐、冲洗水泵、连接管道、液位计、阀门、压力表、喷淋管道及喷嘴，工艺水罐中的水在冲洗水泵的作用下经连接管道和喷淋管道从喷嘴喷至除雾装置7。所述废水装置4包括除雾塔底锥斗、管道、阀门、液位计、压力表、废水储罐及外排泵，从除雾装置7底部液体出口排出的废液经管道和除雾塔底锥斗进入废水储罐后经外排泵排出。
本发明实施例还提供一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋方法，该管道喷淋方法采用上述用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其包括如下步骤：
S1，脱硫药剂与氮气以气液比为0.2-0.3m3：1L充分混合后进入喷淋装置5使脱硫药剂雾化。
S2，高炉煤气以9-12m/s的流速进入管道装置6，与雾化后的脱硫药剂在管道装置6进行接触反应，接触反应后脱除高炉煤气中的有机硫或无机硫。
S3，脱硫后的高炉煤气进入除雾装置7并通过除雾装置7中的弯曲通道在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来，除雾装置7运行过程中冲洗装置3定期定量对除雾装置7进行冲洗。
冲洗装置3定期定量冲洗除雾装置7可以防止除雾装置7结垢堵塞。
S4，除雾装置7分离出来的液滴及冲洗后的废水流入废水装置4，除雾装置7分离出的净煤气送至各用户端煤气管道内。
可选地，所述冲洗装置3每间隔1h对除雾装置7冲洗2-5min，冲洗强度为0.7-1L/s.㎡。
可选地，所述脱硫药剂为浓度为1％-30％的氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氨溶液、甲乙醇胺溶液、蒽醌二磺酸溶液、苦味酸溶液、对苯二酚溶液、络合铁溶液、栲胶溶液和钒酸钠溶液中的一种或至少两种的混合物，或浓度为1‰-30％的脱除羰基硫的N-甲基二乙醇胺类溶液、有机胺类溶液、PDS溶液和醇胺类溶液中的一种或至少两种的混合物。当然，脱硫药剂也可以根据脱硫需求选择其它药剂，本实施例对此不作具体限定。
可选地，所述喷淋装置5雾化后的脱硫药剂的大小为20-200微米，以增大其比表面积且均布药剂量。
综上所述：本发明通过管道喷淋工艺代替常规的塔式反应器，大大节约了占地面积及设备投资成本。通过管道喷淋工艺脱除药剂代替了有机硫催化剂及脱除无机硫颗粒物，大大减小了系统运行阻力，节省了系统压力，为TRT发电提供更多的能量。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其特征在于，包括氮气装置(1)、加药装置(2)、冲洗装置(3)、废水装置(4)、喷淋装置(5)、管道装置(6)和除雾装置(7)，其中：
所述氮气装置(1)的出口与喷淋装置(5)的气体进口连接，加药装置(2)的出口与喷淋装置(5)的液体进口连接，喷淋装置(5)的出口安装在管道装置(6)中，管道装置(6)的进口与高炉煤气管道连接，管道装置(6)的出口与除雾装置(7)的进口连接，冲洗装置(3)的出口与除雾装置(7)连接，废水装置(4)的进口与除雾装置(7)底部的液体出口连接，除雾装置(7)的气体出口与各高炉煤气用户端的管道连接。
2.一种用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋方法，采用权利要求1所述的用于高炉煤气脱除有机硫或无机硫的管道喷淋系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1，脱硫药剂与氮气以气液比为0.2-0.3m3：1L充分混合后进入喷淋装置(5)使脱硫药剂雾化；
S2，高炉煤气以9-12m/s的流速进入管道装置(6)，与雾化后的脱硫药剂在管道装置(6)进行接触反应，接触反应后脱除高炉煤气中的有机硫或无机硫；
S3，脱硫后的高炉煤气进入除雾装置(7)并通过除雾装置(7)中的弯曲通道在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来，除雾装置(7)运行过程中冲洗装置(3)定期定量对除雾装置(7)进行冲洗；
S4，除雾装置(7)分离出来的液滴及冲洗后的废水流入废水装置(4)，除雾装置(7)分离出的净煤气送至各用户端煤气管道内。
3.根据权利要求2所述的管道喷淋方法，其特征在于，所述冲洗装置(3)每间隔1h对除雾装置(7)冲洗2-5min，冲洗强度为0.7-1L/(s.㎡)。
4.根据权利要求2或3所述的管道喷淋方法，其特征在于，所述脱硫药剂为浓度为1％-30％的氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氨溶液、甲乙醇胺溶液、蒽醌二磺酸溶液、苦味酸溶液、对苯二酚溶液、络合铁溶液、栲胶溶液和钒酸钠溶液中的一种或至少两种的混合物，或浓度为1‰-30％的脱除羰基硫的N-甲基二乙醇胺类溶液、有机胺类溶液、PDS溶液和醇胺类溶液中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求2所述的管道喷淋方法，其特征在于，所述喷淋装置(5)雾化后的脱硫药剂的大小为20-200微米。
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