CN114350416B - 高炉煤气脱硫装置及施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉煤气脱硫装置，包括高炉、粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置、高炉煤气管网、热风炉及烟囱；所述高炉与粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置依次连接，所述高炉煤气余压透平发电装置与高炉煤气管网及热风炉分别连接；所述煤气脱硫系统与高炉煤气管网及热风炉之间设置减压阀组，所述烟囱与所述热风炉连通。本发明通过对现有技术进行适应性的改进和热风炉的余热利用，可不增加新的占地，实现煤气精脱硫效果，大幅降低了煤气腐蚀性，结合煤气脱硫系统，可彻底解决TRT设备及高炉煤气管网的腐蚀问题，最终使排放气体达到国家排放要求。
Description
技术领域
本发明涉及煤气脱硫技术领域，具体涉及一种高炉煤气脱硫装置及施工工艺。
背景技术
高炉作为钢铁企业最重要的工序之一，其副产煤气在钢铁冶炼全流程中有着最为广泛的应用。高炉煤气中含有一定的硫化物，随着行业超低排放的推行，高炉煤气燃烧后的烟气SO2浓度已无法达到超低排放的要求。
现有的高炉煤气净化流程主要是针对粉尘的治理，分为干法除尘和湿法除尘两种。干法除尘因可提高TRT发电量、新水耗量少等特点在国内是新建高炉的首选工艺，但却存在加重了煤气管网及设备的酸腐蚀、煤气中无机硫含量较湿法除尘高、干法布袋破损后粉尘含量超标影响TRT设备运行安全性及稳定性等问题。因此，仍有部分现有高炉保留了湿法除尘的工艺。但无论是干法除尘还是湿法除尘，高炉煤气中的硫化物都需要净化治理后，煤气燃烧才可达到目前超低排放的要求。
已有针对高炉煤气脱硫的报道中，主要是在TRT后低温、低压端实施煤气精脱硫，包括水解转化和硫化氢脱除两个工序。普遍具有占地大、阻损大、运行成本高、需对煤气进行控温控水处理、系统流程复杂等缺点。并且对于采用干法除尘的系统，因煤气中氯化物、硫化氢含量较高，常规的水解转化工序必须先采用脱氯脱硫化氢类的保护剂以防止水解剂失活，进而增加了脱硫系统运行成本和系统复杂度。
因此，为解决以上问题，需要一种高炉煤气脱硫装置及施工工艺，能够降低高炉煤气脱硫的整体成本，运用湿法除尘与干法脱硫相结合的工艺方法，完成高炉煤气的精脱硫，并且充分利用热风炉烟气的余热，节能环保。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供高炉煤气脱硫装置及施工工艺，能够降低高炉煤气脱硫的整体成本，运用湿法除尘与干法脱硫相结合的工艺方法，完成高炉煤气的精脱硫，并且充分利用热风炉烟气的余热，节能环保。
本发明的高炉煤气脱硫装置，包括高炉、粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置、高炉煤气管网、热风炉及烟囱；所述高炉与粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置依次连接，所述高炉煤气余压透平发电装置与高炉煤气管网及热风炉分别连接；所述煤气脱硫系统与高炉煤气管网及热风炉之间设置减压阀组，所述烟囱与所述热风炉连通。
进一步，所述热风炉与所述气体换热器之间通过一高温进风管连通，所述气体换热器与烟囱之间通过一个低温出风管连通，所述气体换热器用于将从湿法除尘系统出来的低温煤气与从热风炉出来的高温气体进行热交换。
进一步，所述高温进风管上设置增压风机用于增加高温气体进入所述气体换热器中的压强，且所述高温进风管与低温出风管上均设置调节阀。
进一步，所述烟囱与所述热风炉之间设置调节阀。
进一步，所述煤气脱硫系统与高炉煤气余压透平发电装置之间设置切断阀。
进一步，所述高炉煤气余压透平发电装置与高炉煤气管网及热风炉之间设置切断阀。
进一步，所述高炉煤气余压透平发电装置为TRT或BPRT，均是利用高炉煤气的余热余压,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能和电能，实现余压余热能量的充分利用。
一种高炉煤气脱硫的施工工艺，其特征在于：高炉煤气经过粗除尘器后进入湿法除尘系统，经过湿法除尘后的煤气进入煤气换热器升温，之后进入煤气脱硫系统，完成高炉煤气精脱硫；
其中，煤气脱硫系统包括：水解转化和硫化氢脱除两个工序，两个工序串联布置，水解转化工序采用水解催化剂对高炉煤气中的有机硫实现水解转化为硫化氢，所述水解催化剂采用铝基或钛基作为催化材料，硫化氢脱除工序采用改性活性炭脱硫剂，实现将高炉煤气中的硫化氢催化转化为单质硫存储在活性炭丰富的孔隙内，进而实现高炉煤气的精脱硫治理。
进一步，所述湿法除尘系统采用双文工艺或环缝工艺。
进一步，所述气体换热器以热风炉排烟作为热源，利用热风炉烟气余热同时提升高炉煤气温度至80～150℃。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种高炉煤气脱硫装置及施工工艺，通过对现有技术进行适应性的改进和热风炉的余热利用，可不增加新的占地，实现煤气精脱硫效果，大幅降低了煤气腐蚀性，结合煤气脱硫系统，可彻底解决TRT设备及高炉煤气管网的腐蚀问题，最终使排放气体达到国家排放要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的工艺流程结构示意图；
图2为现有干法除尘工艺结构示意图；
图3为现有湿法除尘工艺结构示意图；
图4为干法除尘工艺改造后与现有技术的参数对照表；
图5为湿法除尘工艺改造后与现有技术的参数对照表。
具体实施方式
图1为本发明的工艺流程结构示意图，图2为现有干法除尘工艺结构示意图，图3为现有湿法除尘工艺结构示意图，图4为干法除尘工艺改造后与现有技术的参数对照表，图5为湿法除尘工艺改造后与现有技术的参数对照表，如图所示，本实施例中的高炉煤气脱硫装置包括高炉1、粗除尘器2、湿法除尘系统3、气体换热器4、煤气脱硫系统5、高炉煤气余压透平发电装置7、高炉煤气管网8、热风炉9及烟囱11；所述高炉1与粗除尘器2、湿法除尘系统3、气体换热器4、煤气脱硫系统5、高炉煤气余压透平发电装置7依次连接，所述高炉煤气余压透平发电装置7与高炉煤气管网8及热风炉9分别连接；所述煤气脱硫系统5与高炉煤气管网8及热风炉9之间设置减压阀组6，所述烟囱11与所述热风炉9连通。
本实施例中，所述热风炉9与所述气体换热器4之间通过一高温进风管连通，所述气体换热器4与烟囱11之间通过一个低温出风管连通，所述气体换热器4用于将从湿法除尘系统3出来的低温煤气与从热风炉9出来的高温气体进行热交换。
本实施例中，所述高温进风管上设置增压风机10用于增加高温气体进入所述气体换热器4中的压强以克服高温气体在换热器及沿程管线的阻损，且所述高温进风管与低温出风管上均设置调节阀。
本实施例中，所述烟囱11与所述热风炉9之间设置调节阀。
本实施例中，所述煤气脱硫系统5与高炉煤气余压透平发电装置7之间设置切断阀。
本实施例中，所述高炉煤气余压透平发电装置7与高炉煤气管网8及热风炉9之间设置切断阀。
本实施例中，所述高炉煤气余压透平发电装置7为TRT或BPRT，均是利用高炉1产生的高炉煤气余热余压,通过透平膨胀机,将其转化为机械能和电能，实现余压余热能量的充分利用。
一种高炉1煤气脱硫的施工工艺，高炉1煤气经过粗除尘器2后进入湿法除尘系统3，经过湿法除尘后的煤气进入煤气换热器升温，之后进入煤气脱硫系统5，完成高炉1煤气精脱硫；
其中，煤气脱硫系统5包括：水解转化和硫化氢脱除两个工序，两个工序串联布置，水解转化工序采用水解催化剂对高炉1煤气中的有机硫实现水解转化为硫化氢，所述水解催化剂采用铝基或钛基作为催化材料，硫化氢脱除工序采用改性活性炭脱硫剂，实现将高炉1煤气中的硫化氢催化转化为单质硫存储在活性炭丰富的孔隙内，进而实现高炉1煤气的精脱硫治理。
本实施例中，所述湿法除尘系统3采用双文工艺或环缝工艺。
本实施例中，所述气体换热器4以热风炉9排烟作为热源，利用热风炉9烟气余热同时提升高炉1煤气温度至80～150℃。
图2为常规的采用干法除尘工艺的高炉1煤气系统流程，针对干法除尘工艺，对其进行改造：将现有布袋除尘罐体部分拆除，挪出1/2的空地，新建湿法除尘系统3和气体换热器4，并将剩余的布袋除尘罐体改造为脱硫塔罐体。通过煤气管道依次将粗除尘器2、湿法除尘系统3、气体换热器4、煤气脱硫系统5相连。所述气体换热器4热源引自热风炉9排烟，通过增压风机10将热风炉9高温排烟引入气体换热器4进行热交换，换热后的烟气再送回原有热风炉9排烟烟囱11。系统改造后具有如下有益效果：改造不增加新的占地，有效利用了布袋除尘器占地空间及罐体设备；将高炉1煤气除尘系统改为湿法除尘后，煤气腐蚀性大幅降低，结合煤气脱硫系统5，可彻底解决TRT设备及高炉煤气管网8的腐蚀问题；
图4的表格中对比了干法除尘系统与本实施例运行参数。改造后，煤气总硫浓度可控制在20mg/m3以内，燃烧后烟气SO2浓度可低于30mg/m3，满足国家超低排放要求(热风炉9、热处理炉SO2限值50mg/m3，电站锅炉限值35mg/m3)。
图3为常规湿法除尘工艺系统流程，针对湿法除尘工艺，对其进行改造：在现有湿法除尘系统3后新增气体换热器4和煤气脱硫系统5。通过煤气管道依次将湿法除尘系统3、气体换热器4、煤气脱硫系统5相连。所述气体换热器4热源引自热风炉9排烟，通过增压风机10将热风炉9高温排烟引入气体换热器4进行热交换，换热后的烟气再送回原有热风炉9排烟烟囱11。系统改造后具有如下有益效果：充分利用了热风炉9排烟余热，经升温后的高炉1煤气，膨胀发电能力显著提高，TRT发电功率可提高18％。发电带来的效益可抵消煤气脱硫系统5的运行成本，改造后系统综合运行成本还将减少；将高炉1煤气除尘系统改为湿法除尘后，煤气腐蚀性大幅降低，结合煤气脱硫系统5，可彻底解决TRT设备及高炉煤气管网8的腐蚀问题。
图5的表格对比了湿法除尘系统3与本实施例运行参数。改造后，煤气总硫浓度可控制在20mg/m3以内，燃烧后烟气SO2浓度可低于30mg/m3，满足国家超低排放要求(热风炉9、热处理炉SO2限值50mg/m3，电站锅炉限值35mg/m3)。
本发明公开的一种高炉1煤气脱硫装置及施工工艺，通过对现有技术进行适应性的改进和热风炉9的余热利用，在不增加新的占地，提高了煤气脱硫效果，大幅降低了煤气腐蚀性，结合煤气脱硫系统5，可彻底解决TRT设备及高炉煤气管网8的腐蚀问题，最终使排放气体达到国家排放要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高炉煤气脱硫装置，其特征在于：包括高炉、粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置、高炉煤气管网、热风炉及烟囱；所述高炉与粗除尘器、湿法除尘系统、气体换热器、煤气脱硫系统、高炉煤气余压透平发电装置依次连接，所述高炉煤气余压透平发电装置与高炉煤气管网及热风炉分别连接；所述煤气脱硫系统与高炉煤气管网及热风炉之间设置减压阀组，所述烟囱与所述热风炉连通；所述热风炉与所述气体换热器之间通过一高温进风管连通，所述气体换热器与烟囱之间通过一个低温出风管连通，所述气体换热器用于将从湿法除尘系统出来的低温煤气与从热风炉出来的高温气体进行热交换。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫装置，其特征在于：所述高温进风管上设置增压风机用于增加高温气体进入所述气体换热器中的压强，且所述高温进风管与低温出风管上均设置调节阀。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫装置，其特征在于：所述烟囱与所述热风炉之间设置调节阀。
4.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫装置，其特征在于：所述煤气脱硫系统与高炉煤气余压透平发电装置之间设置切断阀。
5.根据权利要求4所述的高炉煤气脱硫装置，其特征在于：所述高炉煤气余压透平发电装置与高炉煤气管网及热风炉之间设置切断阀。
6.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫装置，其特征在于：所述高炉煤气余压透平发电装置为TRT或BPRT。
7.一种利用权利要求1-6任一所述的高炉煤气脱硫装置进行高炉煤气脱硫的施工工艺，其特征在于：高炉煤气经过粗除尘器后进入湿法除尘系统，经过湿法除尘后的煤气进入煤气换热器升温，之后进入煤气脱硫系统，完成高炉煤气精脱硫；
其中，煤气脱硫系统包括：水解转化和硫化氢脱除两个工序，两个工序串联布置，水解转化工序采用水解催化剂对高炉煤气中的有机硫实现水解转化为硫化氢，所述水解催化剂采用铝基或钛基作为催化材料，硫化氢脱除工序采用改性活性炭脱硫剂，实现将高炉煤气中的硫化氢催化转化为单质硫存储在活性炭丰富的孔隙内，进而实现高炉煤气的精脱硫治理。
8.根据权利要求7所述的高炉煤气脱硫施工工艺，其特征在于：所述湿法除尘系统采用双文工艺或环缝工艺。
9.根据权利要求8所述的高炉煤气脱硫施工工艺，其特征在于：所述气体换热器以热风炉排烟作为热源，利用热风炉烟气余热同时提升高炉煤气温度至80～150℃。
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