CN114196446A - 一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置，该装置包括预处理塔，所述预处理塔顶部的出口通过管路与有机硫水解塔底侧部的进口连接，所述有机硫水解塔顶部的出口通过含硫煤气管二与超重力旋转床上部的进口连接，所述超重力旋转床底侧部的出口通过富胺液管连接胺液缓冲罐顶部一端的进口，所述超重力旋转床顶部的出口通过脱硫后煤气管连接煤气除液罐中侧部的进口。本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置，通过采用目前最为成熟和经济的胺法脱硫化氢技术，解决了固体脱硫吸附剂再生能耗高或废碱液处理等造成的煤气脱硫成本高，以及固废或大量废碱液难处理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤气脱硫技术领域，具体来说，涉及一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置。
背景技术
2019年4月，生态环境部《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）正式公布实施，首次明确提出要“加强源头控制，高炉煤气、焦炉煤气应实施精脱硫”，同时对末端烟气SO2排放提出了更严的标准，要求钢铁企业热风炉和加热炉排放烟气SO2含量不超过50mg/m3，煤气发电锅炉排放烟气SO2含量不超过35mg/m3，焦炉烟道气SO2含量不超过30mg/m3。
焦炉煤气为炼焦副产品，主要成分为H2（55~60%）、CH4（23~27%）、CO（5~8%）、C2以上不饱和烃（2~4%）、CO2（1.5~3%）、O2（0.3~0.8%））、N2（3~7%），热值约为17~19MJ/m3，可作为高温工业炉燃料和民用煤气。高炉煤气为高炉炼铁过程的副产品，主要成分为CO（20~25%）、CO2（15~22%）、N2（55%），H2和CH4含量很少，O2含量一般不超过1%，热值约为3500KJ/m3，高炉煤气在钢铁企业主要作为钢铁企业内部炼铁烧结、球团、高炉热风炉、轧钢加热炉、热处理炉、自备热电厂燃气锅炉等燃料。
钢铁企业焦炉煤气和高炉煤气存在产量大、终端用户分散的情况，煤气中普遍含有H2S和COS，部分装置生产的煤气还含有少量的CS2，如果采用煤气燃烧后烟气脱 SO2工艺，需上多套脱SO2装置，装置分散，投资大且管理成本高，并且全程管道设备在腐蚀方面存在严重的安全隐患。
钢铁企业生产煤气中硫形态分布情况如下表所示：
表1 煤气中硫形态分布情况
根据调研，国内部分钢铁企业已建成并投用了十多套干法或半干法的煤气脱硫装置。
煤气干法脱硫工艺一般为先对焦炉煤气或TRT后高炉煤气（40-70℃）采用固体吸附剂进行精除尘、除氧、除氯预处理，有些工艺还对煤气先降温除水再升温措施，再采用羰基硫水解催化剂将羰基硫水解为硫化氢，最后采用吸附剂吸附硫化氢，吸附剂吸附饱和后再用预热至200-300℃的净化煤气反吹再生。吸附塔设计为多开一备，间断再生。吸附剂使用周期衰减至一定程度后定期更换。由于固体吸附剂较容易被残留的粉末、氧、氯等杂质引起堵塞和中毒，固体剂更换频繁，劳动强度大，造成煤气脱硫成本成倍增加，煤气先降温除水再升温措施也大幅增加了煤气脱硫成本。
煤气半干法脱硫技术路线为对焦炉煤气或TRT前高炉煤气（100-280℃）采用固体吸附剂进行精除尘、除氧、除氯预处理，再采用固体的常温羰基硫水解催化剂（高炉煤气采用中温水解催化剂）将羰基硫水解为硫化氢，最后采用碱液喷淋脱除焦炉煤气中的硫化氢，如果是高炉煤气，则是在TRT后高炉煤气（40-70℃）采用碱液喷淋脱除煤气中的硫化氢。该技术采用氢氧化钠碱液喷淋脱除硫化氢，因煤气中二氧化碳含量高，会大幅增加碱液消耗，同时排放大量废碱液。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，包括预处理塔，所述预处理塔顶部的出口通过管路与有机硫水解塔底侧部的进口连接，所述有机硫水解塔顶部的出口通过含硫煤气管二与超重力旋转床上部的进口连接，所述超重力旋转床底侧部的出口通过富胺液管连接胺液缓冲罐顶部一端的进口，所述超重力旋转床顶部的出口通过脱硫后煤气管连接煤气除液罐中侧部的进口，所述煤气除液罐底部的出口通过胺液回收管与胺液缓冲罐顶部另一端的进口连接，所述胺液缓冲罐底部的出口通过胺液循环管连接所述超重力旋转床顶部的进口，所述胺液循环管通过待再生胺液管连接待再生胺液换热器，所述待再生胺液换热器与再生单元连接；
所述预处理塔下段装填有精除尘剂，所述预处理塔上段装填有脱氯剂；所述有机硫水解塔内装填有有机硫水解催化剂，所述超重力旋转床内安装有旋转床填料；所述煤气除液罐上部安装有页片分离器；所述胺液循环管上设有胺液循环泵。
进一步地，所述再生单元包括胺液再生塔，所述胺液再生塔底部的出口连接贫胺液管，所述贫胺液管分别连接再沸胺液管、胺液缓冲罐，所述再沸胺液管依次连接再沸器、胺液再生塔底侧部的进口，所述再沸器通过管路分别连接蒸汽进口和凝结水出口，所述贫胺液管上依次设有贫胺液泵、待再生胺液换热器和贫胺液冷却器；所述胺液再生塔顶部的出口通过回流管一连接回流罐顶部的进口，所述回流管一上设有回流冷却器，所述回流罐底部的出口通过回流管二连接所述胺液再生塔顶侧部的进口，所述回流管二上设有回流泵，所述回流罐顶部的出口连接不凝气管；所述胺液再生塔内安装有塔盘。
进一步地，所述预处理塔的底侧部与含硫煤气管一连接，所述煤气除液罐顶部的出口与净化煤气管连接。
进一步地，所述精除尘剂为煤质或木质活性炭，所述脱氯剂为一价或二价金属的氢氧化物或氧化物，所述脱氯剂的形状为颗粒状或条形棒状。
进一步地，所述有机硫水解催化剂为钠基、镁基或镍基改性氧化铝加工而成的多孔颗粒物或条状物。
进一步地，所述页片分离器为不锈钢材质，所述页片分离器中的页片分离层底部设有集液槽，所述集液槽焊接有4-8根均匀分布的排液管，每根所述排液管末端均焊接有液封筒。
根据本发明的另一方面，提供了一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，该方法包括以下步骤：
S1 含硫煤气自下而上依次经过预处理塔内的精除尘剂和脱氯剂，完成含硫煤气的预处理；
S2 预处理后的含硫煤气自下而上经过有机硫水解塔内的有机硫水解催化剂，含硫煤气中的有机硫水解为硫化氢；
S3 含硫煤气和循环胺液分别从煤气进口和胺液进口进入超重力旋转床，超重力旋转床内的填料在电机传动作用下以一定速度旋转，气－液两相在超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，剪切力将液体撕裂成的膜、丝和滴，使气－液传递过程得到强化；
S4 吸收硫化氢和部分二氧化碳的富胺液自流至胺液缓冲罐，胺液经胺液循环泵增压后，一部分送至超重力旋转床用于煤气脱硫，另一部分送至胺液再生塔，胺液再生塔内胺液经过塔底再沸器加热至120℃后重新进入胺液再生塔，胺液内硫化氢和二氧化碳受热后与胺液解析分离，胺液再生塔的塔顶气相物料经回流冷却器冷却后进入回流罐，富含硫化氢和二氧化碳的不凝气送出去，冷凝的胺液经过回流泵增压从胺液再生塔顶侧部回到胺液再生塔；胺液再生塔底部的贫胺液经贫胺液泵增压后，再与进胺液再生塔的富胺液经过待再生胺液换热器换热后，再经过贫胺液冷却器冷却后，送至胺液缓冲罐；
S5 超重力旋转床胺液吸收脱硫后煤气最后进入煤气除液罐，煤气自下而上经过安装在煤气除液罐上部的页片分离器，脱硫脱液后的净化煤气送去各煤气使用装置。
进一步地，步骤S3中所述超重力旋转床采用磁密封传动，旋转床填料为抗磨不锈钢材质，超重力旋转床中煤气与胺液的流量比例为1000：1-3000：1，所述胺液为添加了活性剂和消泡剂的MDEA复配胺液，所述胺液中MDEA浓度在20-40%范围。
进一步地，步骤S4中煤气脱硫后的富胺液送至胺液再生塔，送至胺液再生塔的胺液流量为超重力旋转床循环胺液流量的5-20%，胺液再生塔为筛板塔或填料塔，填料为规整填料或散堆填料，填料材质为不锈钢。
进一步地，步骤S4中所述胺液再生塔的操作压力为0.05-0.15MPa，所述胺液再生塔的塔底温度在110-130℃，塔顶温度为80-105℃，再生后贫胺液冷却至30-45℃。
本发明提出的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置先采用较廉价的吸附剂对煤气进行精除尘、固体碱性化合物除氯，再采用有机硫水解催化剂将煤气中的有机硫水解为硫化氢，如果是高炉煤气则此预处理及水解单元设置在TRT前；最后采用超重力旋转床结合MDEA胺液抽提吸收煤气中的硫化氢（同时会吸收部分二氧化碳），如果是高炉煤气则此脱硫单元设置在TRT后；MDE胺液大部分自循环，小部分送至胺液再生单元加热至120-130℃解析出硫化氢和二氧化碳，富含硫化氢和二氧化碳的酸性气送至有烟气脱硫的加热炉或锅炉焚烧处理，有条件的可送至硫磺回收装置回收硫磺或制硫酸，再生后胺液降温至常温后送至超重力旋转床用于煤气脱硫。
煤气除氯预处理过程存在以下反应：
x HCl + Me（OH）X → MeCl X （1）
x SO2 + Me（OH）X → Me2（SO3）X （2）
煤气中有机硫水解过程存在以下反应：
COS + H2O →H2S + CO2 （3）
CS2 + 2H2O → 2H2S + CO2 （4）
煤气超重力旋转床胺液吸收脱硫及胺液再生过程存在以下反应：
2RNH2 + H2S <===> (RNH3)2S （5）
（RNH3)2S + H2S <===> 2RNH2HS （6）
本发明采用的超重力旋转床技术，是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质、传热过程和微观混合过程进行强化的新技术，通过旋转产生模拟的超重力环境而获得。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程比常规重力场下要快得多，气－液两相在比地球重力场大上百倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成的膜、丝和滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率较传统填料塔器提高几个数量级，气－液传递过程得到极大强化。气液两相在旋转床内停留时间极短（约0.1s），煤气中的硫化氢很容易被胺液快速吸收，同时又可显著降低胺液对煤气中二氧化碳的吸收率，从而减少胺液循环流量，以及降低胺液再生能耗。
本发明的有益效果：本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置先采用较廉价的吸附剂对煤气进行精除尘、固体碱性化合物除氯预处理，再采用有机硫水解催化剂将煤气中难脱除的有机硫水解为较容易脱除的硫化氢，最后采用超重力旋转床结合MDEA胺液抽提吸收煤气中的硫化氢；MDEA胺液大部分自循环，小部分送至胺液再生单元加热至120℃左右解析出硫化氢，富含硫化氢的酸性气送至有烟气脱硫的加热炉或锅炉焚烧处理，有条件的可送至硫磺回收装置回收硫磺或制硫酸或制硫酸，再生后胺液降温至常温后送至超重力旋转床用于煤气脱硫；经过本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置处理后，煤气中的硫化氢可脱除至1mg/Nm3以下，总硫可脱除至20mg/Nm3以下，废液近零排放；采用超重力旋转床对煤气脱硫，气液两相在旋转床内停留时间极短（约0.1s），煤气中的硫化氢很容易被胺液快速吸收，同时又可显著降低胺液对煤气中二氧化碳的吸收率，减少胺液循环流量和降低胺液再生能耗，从而大幅降低煤气脱硫成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置的示意图；
图2是根据本发明实施例所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法的流程图；
图3为页片分离器结构图；
图4为页片分离原理图；
图中：1、预处理塔，2、精除尘剂，3、脱氯剂，4、有机硫水解塔，5、有机硫水解催化剂，6、超重力旋转床，7、旋转床填料，8、煤气除液罐，9、页片分离器，10、胺液缓冲罐，11、胺液循环泵，12、待再生胺液换热器，13、胺液再生塔，14、塔盘，15、贫胺液泵，16、贫胺液冷却器，17、回流冷却器，18、回流罐，19、回流泵，20、再沸器，31、含硫煤气管一，32、含硫煤气管二，33、脱硫后煤气管，34、净化煤气管，35、富胺液管，36、胺液回收管，37、胺液循环管，38、待再生胺液管，39、贫胺液管，40、再沸胺液管，41、蒸汽进口，42、凝结水出口，43、回流管一，44、回流管二，45、不凝气管，46、排液管，47、液封筒。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，包括预处理塔1，所述预处理塔1顶部的出口通过管路与有机硫水解塔4底侧部的进口连接，所述有机硫水解塔4顶部的出口通过含硫煤气管二32与超重力旋转床6上部的进口连接，所述超重力旋转床6底侧部的出口通过富胺液管35连接胺液缓冲罐10顶部一端的进口，所述超重力旋转床6顶部的出口通过脱硫后煤气管33连接煤气除液罐8中侧部的进口，所述煤气除液罐8底部的出口通过胺液回收管36与胺液缓冲罐10顶部另一端的进口连接，所述胺液缓冲罐10底部的出口通过胺液循环管37连接所述超重力旋转床6顶部的进口，所述胺液循环管37通过待再生胺液管38连接待再生胺液换热器12，所述待再生胺液换热器12与再生单元连接；
所述预处理塔1下段装填有精除尘剂2，所述预处理塔1上段装填有脱氯剂3；所述有机硫水解塔4内装填有有机硫水解催化剂5，所述超重力旋转床6内安装有旋转床填料7；所述煤气除液罐8上部安装有页片分离器9；所述胺液循环管37上设有胺液循环泵11。
所述预处理塔1的底侧部与含硫煤气管一31连接，所述煤气除液罐8顶部的出口与净化煤气管34连接。
其中，所述再生单元包括胺液再生塔13，所述胺液再生塔13底部的出口连接贫胺液管39，所述贫胺液管39分别连接再沸胺液管40、胺液缓冲罐10，所述再沸胺液管40依次连接再沸器20、胺液再生塔13底侧部的进口，所述再沸器20通过管路分别连接蒸汽进口41和凝结水出口42，所述贫胺液管39上依次设有贫胺液泵15、待再生胺液换热器12和贫胺液冷却器16；所述胺液再生塔13顶部的出口通过回流管一43连接回流罐18顶部的进口，所述回流管一43上设有回流冷却器17，所述回流罐18底部的出口通过回流管二44连接所述胺液再生塔13顶侧部的进口，所述回流管二44上设有回流泵19，所述回流罐18顶部的出口连接不凝气管45；所述胺液再生塔13内安装有塔盘14。
所述精除尘剂2和脱氯剂3可装填在同一塔内，也可分别装于两塔内，所述精除尘剂2为煤质或木质活性炭，所述脱氯剂3为钠、钾、钙、镁等一价或二价金属的氢氧化物或氧化物，所述脱氯剂3的形状为颗粒状或条形棒状。所述有机硫水解催化剂5为钠基、镁基或镍基改性氧化铝加工而成的多孔颗粒物或条状物。
如图3-4所示，所述页片分离器9为不锈钢材质，所述页片分离器9中的页片分离层由厚薄相间的页片焊接而成，每块薄页片上设有若干气兜，用以改变煤气局部压力从而提高煤气中液相分离效果，所述页片分离层底部设有集液槽，所述集液槽焊接有4-8根均匀分布的排液管46，每根所述排液管46末端均焊接有液封筒47。
另外，本发明还公开了一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，该方法包括以下步骤：
S1 含硫煤气自下而上依次经过预处理塔内的精除尘剂和脱氯剂，完成含硫煤气的预处理，用以保护后续的有机硫水解催化剂，延长有机硫水解催化剂使用寿命；
S2 预处理后的含硫煤气自下而上经过有机硫水解塔内的有机硫水解催化剂，含硫煤气中的有机硫水解为硫化氢；
S3 含硫煤气和循环胺液分别从煤气进口和胺液进口进入超重力旋转床，超重力旋转床内的填料在电机传动作用下以一定速度旋转，在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程比常规重力场下要快得多，气－液两相在比地球重力场大上百倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成的膜、丝和滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率较传统填料塔器提高几个数量级，气－液传递过程得到极大强化；气液两相在旋转床内停留时间极短约0.1s），煤气中的硫化氢很容易被快速胺液吸收，同时又可显著降低胺液对煤气中二氧化碳的吸收率，从而减少胺液循环流量，以及降低胺液再生能耗；
S4 吸收硫化氢和部分二氧化碳的富胺液自流至胺液缓冲罐，胺液经胺液循环泵增压后，大部分送至超重力旋转床用于煤气脱硫，小部分送至胺液再生塔，胺液再生塔内胺液经过塔底再沸器加热至120℃左右后重新进入胺液再生塔，胺液内硫化氢和二氧化碳受热后与胺液解析分离，胺液再生塔的塔顶气相物料经回流冷却器冷却后进入回流罐，富含硫化氢和二氧化碳的不凝气送出去，冷凝的胺液经过回流泵增压从胺液再生塔顶侧部回到胺液再生塔；胺液再生塔底部的贫胺液经贫胺液泵增压后，再与进胺液再生塔的富胺液经过待再生胺液换热器换热后，再经过贫胺液冷却器冷却后，送至胺液缓冲罐；
S5 超重力旋转床胺液吸收脱硫后煤气最后进入煤气除液罐，煤气自下而上经过安装在煤气除液罐上部的页片分离器，带液煤气从大量页片之间通过时，薄页片上一定数量的气兜能够改变煤气局部压力，煤气夹带的8微米以上的液滴脱除率可达到99.5%以上，回收胺液可循环使用，脱硫脱液后的净化煤气送去各煤气使用装置。
步骤S3中所述超重力旋转床采用磁密封传动，旋转床填料为抗磨不锈钢材质，超重力旋转床中煤气与胺液的流量比例为1000：1-3000：1，所述胺液为添加了少量活性剂和消泡剂的MDEA复配胺液，所述胺液中MDEA浓度在20-40%范围。
步骤S4中煤气脱硫后的富胺液送至胺液再生塔，送至胺液再生塔的胺液流量为超重力旋转床循环胺液流量的5-20%，胺液再生塔为筛板塔或填料塔，填料为规整填料或散堆填料，填料材质为不锈钢。
步骤S4中所述胺液再生塔的操作压力为0.05-0.15MPa，所述胺液再生塔的塔底温度在110-130℃，塔顶温度为80-105℃，再生后贫胺液冷却至30-45℃。
实施例1：
某钢铁公司焦炉煤气，煤气总硫含量300-500mg/Nm3，其中硫化氢含量100-200mg/Nm3，羰基硫和二硫化碳含量200-300mg/Nm3，采用本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置进行侧线脱硫试验，含硫煤气流量5000Nm3/h，温度30-40℃，压力10-15kPa，超重力旋转床胺液循环流量2m3/h，送再生塔富胺液流量0.2m3/h，再生塔操作压力0.1-0.12MPa，再生塔底温度120-125℃，塔顶温度为90-95℃，脱硫后煤气总硫不超过15mg/Nm3，其中硫化氢含量不超过1 mg/Nm3。
实施例2：
某钢铁公司高炉煤气，TRT后煤气温度40-50℃，压力7-10kPa，总硫含量60-100mg/Nm3，其中硫化氢含量20-40mg/Nm3，二氧化硫含量小5mg/Nm3，羰基硫含量30-50mg/Nm3，二硫化碳含量小于5mg/Nm3，氯化氢含量10-20mg/Nm3，采用本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置进行侧线脱硫试验，含硫煤气流量3000Nm3/h，超重力旋转床胺液循环流量1m3/h，送再生塔富胺液流量0.1m3/h，再生塔操作压力0.12-0.15MPa，再生塔底温度125-130℃，塔顶温度为95-100℃，脱硫后煤气总硫不超过15mg/Nm3，其中硫化氢含量不超过1 mg/Nm3。
实施例3：
某钢铁公司高炉煤气，总硫含量120-200mg/Nm3，其中硫化氢含量20-50mg/Nm3，二氧化硫含量小于10mg/Nm3，羰基硫含量50-100mg/Nm3，二硫化碳含量20-40mg/Nm3，氯化氢含量10-30mg/Nm3，采用本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置进行侧线脱硫试验，试验煤气流量3000Nm3/h，对TRT前煤气采用固体剂进行除尘和脱氯预处理，采用中温有机硫水解催化剂将有机硫水解为硫化氢，TRT前煤气温度120-210℃，压力180-230kPa，对TRT后煤气采用超重力旋转床胺液吸收脱硫化氢及富胺液再生，TRT后煤气温度40-60℃，压力9-12kPa，超重力旋转床胺液循环流量1.5m3/h，送再生塔富胺液流量0.15m3/h，再生塔操作压力0.08-0.1MPa，再生塔底温度115-120℃，塔顶温度为85-92℃，脱硫后煤气总硫不超过20mg/Nm3，其中硫化氢含量不超过1 mg/Nm3。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过采用目前最为成熟和经济的胺法脱硫化氢技术，解决了固体脱硫吸附剂再生能耗高或废碱液处理等造成的煤气脱硫成本高，以及固废或大量废碱液难处理的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，包括预处理塔（1），所述预处理塔（1）顶部的出口通过管路与有机硫水解塔（4）底侧部的进口连接，所述有机硫水解塔（4）顶部的出口通过含硫煤气管二（32）与超重力旋转床（6）上部的进口连接，所述超重力旋转床（6）底侧部的出口通过富胺液管（35）连接胺液缓冲罐（10）顶部一端的进口，所述超重力旋转床（6）顶部的出口通过脱硫后煤气管（33）连接煤气除液罐（8）中侧部的进口，所述煤气除液罐（8）底部的出口通过胺液回收管（36）与胺液缓冲罐（10）顶部另一端的进口连接，所述胺液缓冲罐（10）底部的出口通过胺液循环管（37）连接所述超重力旋转床（6）顶部的进口，所述胺液循环管（37）通过待再生胺液管（38）连接待再生胺液换热器（12），所述待再生胺液换热器（12）与再生单元连接；
所述预处理塔（1）下段装填有精除尘剂（2），所述预处理塔（1）上段装填有脱氯剂（3）；所述有机硫水解塔（4）内装填有有机硫水解催化剂（5），所述超重力旋转床（6）内安装有旋转床填料（7）；所述煤气除液罐（8）上部安装有页片分离器（9）；所述胺液循环管（37）上设有胺液循环泵（11）。
2.根据权利要求1所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，所述再生单元包括胺液再生塔（13），所述胺液再生塔（13）底部的出口连接贫胺液管（39），所述贫胺液管（39）分别连接再沸胺液管（40）、胺液缓冲罐（10），所述再沸胺液管（40）依次连接再沸器（20）、胺液再生塔（13）底侧部的进口，所述再沸器（20）通过管路分别连接蒸汽进口（41）和凝结水出口（42），所述贫胺液管（39）上依次设有贫胺液泵（15）、待再生胺液换热器（12）和贫胺液冷却器（16）；所述胺液再生塔（13）顶部的出口通过回流管一（43）连接回流罐（18）顶部的进口，所述回流管一（43）上设有回流冷却器（17），所述回流罐（18）底部的出口通过回流管二（44）连接所述胺液再生塔（13）顶侧部的进口，所述回流管二（44）上设有回流泵（19），所述回流罐（18）顶部的出口连接不凝气管（45）；所述胺液再生塔（13）内安装有塔盘（14）。
3.根据权利要求1所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，所述预处理塔（1）的底侧部与含硫煤气管一（31）连接，所述煤气除液罐（8）顶部的出口与净化煤气管（34）连接。
4.根据权利要求1所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，所述精除尘剂（2）为煤质或木质活性炭，所述脱氯剂（3）为一价或二价金属的氢氧化物或氧化物，所述脱氯剂（3）的形状为颗粒状或条形棒状。
5.根据权利要求1所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，所述有机硫水解催化剂（5）为钠基、镁基或镍基改性氧化铝加工而成的多孔颗粒物或条状物。
6.根据权利要求1所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的装置，其特征在于，所述页片分离器（9）为不锈钢材质，所述页片分离器（9）中的页片分离层底部设有集液槽，所述集液槽焊接有4-8根均匀分布的排液管（46），每根所述排液管（46）末端均焊接有液封筒（47）。
7.一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 含硫煤气自下而上依次经过预处理塔内的精除尘剂和脱氯剂，完成含硫煤气的预处理；
S2 预处理后的含硫煤气自下而上经过有机硫水解塔内的有机硫水解催化剂，含硫煤气中的有机硫水解为硫化氢；
S3 含硫煤气和循环胺液分别从煤气进口和胺液进口进入超重力旋转床，超重力旋转床内的填料在电机传动作用下以一定速度旋转，气－液两相在超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，剪切力将液体撕裂成的膜、丝和滴，使气－液传递过程得到强化；
S4 吸收硫化氢和部分二氧化碳的富胺液自流至胺液缓冲罐，胺液经胺液循环泵增压后，一部分送至超重力旋转床用于煤气脱硫，另一部分送至胺液再生塔，胺液再生塔内胺液经过塔底再沸器加热至120℃后重新进入胺液再生塔，胺液内硫化氢和二氧化碳受热后与胺液解析分离，胺液再生塔的塔顶气相物料经回流冷却器冷却后进入回流罐，富含硫化氢和二氧化碳的不凝气送出去，冷凝的胺液经过回流泵增压从胺液再生塔顶侧部回到胺液再生塔；胺液再生塔底部的贫胺液经贫胺液泵增压后，再与进胺液再生塔的富胺液经过待再生胺液换热器换热后，再经过贫胺液冷却器冷却后，送至胺液缓冲罐；
S5 超重力旋转床胺液吸收脱硫后煤气最后进入煤气除液罐，煤气自下而上经过安装在煤气除液罐上部的页片分离器，脱硫脱液后的净化煤气送去各煤气使用装置。
8.根据权利要求7所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，其特征在于，步骤S3中所述超重力旋转床采用磁密封传动，旋转床填料为抗磨不锈钢材质，超重力旋转床中煤气与胺液的流量比例为1000：1-3000：1，所述胺液为添加了活性剂和消泡剂的MDEA复配胺液，所述胺液中MDEA浓度在20-40%范围。
9.根据权利要求7所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，其特征在于，步骤S4中煤气脱硫后的富胺液送至胺液再生塔，送至胺液再生塔的胺液流量为超重力旋转床循环胺液流量的5-20%，胺液再生塔为筛板塔或填料塔，填料为规整填料或散堆填料，填料材质为不锈钢。
10.根据权利要求7所述的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法，其特征在于，步骤S4中所述胺液再生塔的操作压力为0.05-0.15MPa，所述胺液再生塔的塔底温度在110-130℃，塔顶温度为80-105℃，再生后贫胺液冷却至30-45℃。
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| CN202111301576.8A Pending CN114196446A (zh) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置 |
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| CN (1) | CN114196446A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106902625A (zh) * | 2015-12-23 | 2017-06-30 | 北京化工大学 | 一种超重力克劳斯尾气脱硫系统装置及应用 |
| CN108641764A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-12 | 宁波章甫能源科技有限公司 | 一种气体物料脱除有机硫的装置及方法 |
| TWM594994U (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-11 | 智和股份有限公司 | 超重力除塵脫硫脫硝之裝置 |
| CN112574788A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 中石化南京化工研究院有限公司 | 一种高炉气净化处理的方法 |
-
2021
- 2021-11-04 CN CN202111301576.8A patent/CN114196446A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 中国炼焦行业协会: "《燃煤烟气现代除尘与测试技术》", vol. 1, 中国环境出版社集团, pages: 195 - 505 * |
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