CN114456849A - 一种焦炉煤气高效脱硫系统及脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉煤气高效脱硫系统,包括一次压缩机、粗脱硫塔、预热器、一级加热器、一级加氢转化器、二次压缩机、二级加热器、二级加氢转化器和精脱硫塔，一级加氢转化器的内部设置有催化剂床层，催化剂床层内设置有温度传感器和冷却管，一级加氢转化器的外侧设置有气体冷却器。所述的焦炉煤气高效脱硫方法，包括以下步骤：①粗脱硫化氢；②预加热；③一级加氢脱硫；④一级循环脱硫；⑤二次压缩；⑥二级加氢脱硫；⑦二级循环脱硫；⑧精脱硫化氢。本发明运行顺畅，能降低能耗，脱硫效果好，工作效率高，具有很高的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于尾气净化技术领域，具体涉及一种焦炉煤气高效脱硫系统及脱硫方法。
背景技术
焦炉煤气，又称焦炉气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，目前，随着优质炼焦煤资源的减少和价格的提升，为了扩大焦煤资源和降低炼焦成本，越来越多的焦化企业不得不采用硫含量较高的炼焦煤，这就导致焦炉煤气中的硫化物含量不断升高，而硫化物的存在会给工业生产和人民生活带来了多种危害，为了避免上述情况，就须对焦炉煤气进行脱硫处理。
焦炉煤气中硫化物的脱除通常采用干法和湿法，湿法脱硫是利用吸收液将原料中的硫化物吸收，含硫化物的吸收液在再生塔中分解或解析出硫化物，吸收液循环利用，湿法脱硫一般用于将高含量的硫化物脱除至较低含量，通常湿法脱硫控制的指标为脱硫后硫含量≤10ppm，干法脱硫主要应用于精脱硫，需要先将形态较为复杂的有机硫催化加氢转化为硫化氢，再通过固体吸收剂予以脱除，焦干法脱硫控制的指标为脱硫后硫含量≤1ppm，在上述干法脱硫过程中还存在着以下问题：一是现有的有机硫加氢转化器在工作时，转化器的催化剂床层易出现飞温现象，引起设备故障，影响转化器正常工作，此时往往需要停止转化器的运行，以便对床层进行降温后再进行操作，这无疑会降低有机硫的转化效率，从而影响到脱硫效率；二是存在脱硫不彻底的问题，焦炉煤气经过脱硫处理后，在排出的气体中仍然还是含有少量的硫化氢气体；三是有机硫加氢转化器运行时需要加热，能耗较大，运行成本较高；四是脱硫处理后，焦炉煤气中仍然还有部分有机硫没有转化为有机硫，有机硫脱出不彻底。因此，研制开发一种运行顺畅，能降低能耗，脱硫效果好的焦炉煤气高效脱硫系统及脱硫方法是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种运行顺畅，能降低能耗，脱硫效果好的焦炉煤气高效脱硫系统及脱硫方法。
本发明所述的一种焦炉煤气高效脱硫系统, 包括一次压缩机和粗脱硫塔，粗脱硫塔的出气端通过管线依次连接有预热器、一级加热器、一级加氢转化器、二次压缩机、二级加热器、二级加氢转化器和精脱硫塔，一级加氢转化器的内部设置有催化剂床层，催化剂床层内设置有温度传感器和冷却管，一级加氢转化器的外侧设置有气体冷却器，冷却管的进气口通过管线与气体冷却器的出气口连通，冷却管的出气口通过管线与预热器的加热介质入口连通，二级加氢转化器的结构与一级加氢转化器的结构相同，二级加氢转化器内的冷却管与二级加氢转化器内的冷却管呈并联结构，一级加氢转化器的出口与一级加热器的进口之间、二级加氢转化器的出口与二级加热器的进口之间均通过循环管连通。
进一步的，催化剂床层周围的一级加氢转化器和二级加氢转化器外壁上设置有夹套，夹套的底部通过管线与气体冷却器的出气口连通，夹套的顶部通过管线与预热器的加热介质入口连通。
进一步的，冷却管包括从内到外依次设置的中心竖管和螺旋管，中心竖管为上下两端均封堵的结构，中心竖管内设置有纵向隔板，纵向隔板将中心竖管的内部分隔成下流腔和上流腔，纵向隔板的下端与中心竖管的底部之间留有连通下流腔和上流腔的气流通道，螺旋管的进气端与气体冷却器的出气口连通，螺旋管的出气端与下流腔的顶部连通，上流腔的顶部通过管线与预热器的加热介质入口连通。
进一步的，精脱硫塔为活性炭脱硫塔，活性炭脱硫塔的活性炭卸料管连接有再生器，再生器的进气口通过管线与焦炉的熄焦氮气管连通。
进一步的，精脱硫塔的出气口通过管线连接有余热锅炉。
本发明所述的一种焦炉煤气高效脱硫方法，包括以下步骤：
①粗脱硫化氢：将焦炉煤气导入一次压缩机内压缩至压力为1.2～1.6MPa，再将其导入粗脱硫塔中，脱除焦炉煤气中的大部分硫化氢气体；
②预加热：将经步骤①处理后的焦炉煤气导入预热器进行加热，提升焦炉煤气的温度至100～120℃：
③一级加氢脱硫：将经步骤②处理后的焦炉煤气导入一级加热器进行加热，提升焦炉煤气的温度至130～150℃，再将焦炉煤气导入一级加氢转化器后静置20～30min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，从而脱除焦炉煤气中的大部分有机硫；
④一级循环脱硫：将经步骤③处理后的焦炉煤气返回到一级加热器中进行加热，对焦炉煤气升温50～60℃后，再次导入一级加氢转化器后静置20～30min，使焦炉煤气中的残余有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的残余有机硫，多次将经过一级加氢转化器处理后的焦炉煤气返回到一级加热器，加热后再将其导入一级加氢转化器，使焦炉煤气在一级加热器和一级加氢转化器之间循环流动，每一次经过一级加热器后，提升焦炉煤气的温度50～60℃，每一次导入一级加氢转化器后静置20～30min，一级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量低于10 mg/Nm3，总硫的含量低于100 mg/Nm3；
⑤二次压缩：将经步骤④处理后的焦炉煤气导入二次压缩机内压缩至压力为2.0～2.5MPa；
⑥二级加氢脱硫：将经步骤⑤处理后的焦炉煤气导入二级加热器进行加热，对焦炉煤气升温20～30℃后，再将焦炉煤气导入二级加氢转化器后静置15～20min；
⑦二级循环脱硫：将经步骤⑥处理后的焦炉煤气返回到二级加热器中进行加热，对焦炉煤气升温20～30℃后，再次导入二级加氢转化器后静置15～20min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的有机硫，将经过二级加氢转化器处理后的焦炉煤气返回到二级加热器，加热后再将其导入二级加氢转化器，使焦炉煤气在二级加热器和二级加氢转化器之间循环流动，每一次经过二级加热器后，提升焦炉煤气的温度20～30℃，每一次导入二级加氢转化器后静置15～20min，二级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量低于2 mg/Nm3，总硫的含量低于10 mg/Nm3；
⑧精脱硫化氢：将经步骤⑦处理后的焦化煤气导入精脱硫塔进行深度脱硫，彻底脱除焦炉煤气中的硫化氢，焦炉煤气中硫化氢的含量低于1mg/Nm3，总硫的含量低于3 mg/Nm3。
进一步的，在步骤④中，焦炉煤气在一级加热器和一级加氢转化器之间循环流动的次数为2～3次。
进一步的，在步骤⑦中，焦炉煤气在二级加热器和二级加氢转化器之间循环流动的次数为2～4次。
进一步的，经步骤①处理后的焦炉煤气中硫化氢的浓度≤200mg/Nm3。
本发明的优点在于：
1、本发明在一级加氢转化器和二级加氢转化器的催化剂床层中设置了温度传感器和冷却管，当温度传感器感应到催化剂床层中的温度过高，出现飞温现象时，可开启气体冷却器，然后将低温气体导入冷却管中，利用低温气体对催化剂床层进行降温，保障转化器的正常运行，这个过程不需关停转化器，可在线进行，使得转化器得以连续顺畅运行，从而保证转化器内有机硫可连续转化为硫化氢，提高有机硫的转化效率。
2、冷却管中的冷却气体吸收催化剂床层中的热量后，其温度升高，将其返回到预热器中，对焦炉煤气进行预热，即可利用冷却气体中的热量，提高热量的利用率，也可提高焦炉煤气的温度，降低焦炉煤气加热时需要消耗的能量，从而降低运行成本。
3、本发明在对焦炉煤气进行脱硫时，先对有机硫进行了一级循环脱除，在压缩升压后又进行了二级循环脱除，有机硫在两级循环脱除的过程中，通过多次逐级升温以及多次循环脱硫，可确保有机硫与氢气的充分反应，能够将焦炉煤气中的有机硫彻底脱除。
综上所述，本发明先粗脱焦炉煤气中的硫化氢，能够较为彻底的将有机硫转化为硫化氢，再将硫化氢除去，从而将焦炉煤气中的有机硫和无机硫均脱除，脱硫效率较高，脱硫效果较好；其次，在转化器的催化剂床层中设置了冷却管，能够在线对催化剂床层进行降温，保障转化器能够连续顺畅的运行；最后，冷却管中的冷却气体吸收热量后，返回到预热器中对焦炉煤气进行预热，能够起到节能降耗的作用。本发明运行顺畅，能降低能耗，脱硫效果好，工作效率高，具有很高的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中冷却管12的结构示意图；
图中: 1-一次压缩机，2-粗脱硫塔，3-预热器，4-一级加热器，5-一级加氢转化器，6-二次压缩机，7-二级加热器，8-二级加氢转化器，9-精脱硫塔，10-催化剂床层，11-温度传感器，12-冷却管，13-气体冷却器，14-循环管，15-夹套，16-中心竖管，17-螺旋管，18-纵向隔板，19-下流腔，20-上流腔，21-再生器，22-余热锅炉，23-气流通道。
具体实施方式
下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。
本发明所述的焦炉煤气高效脱硫系统包括一次压缩机1和粗脱硫塔2，粗脱硫塔2的出气端通过管线依次连接有预热器3、一级加热器4、一级加氢转化器5、二次压缩机6、二级加热器7、二级加氢转化器8和精脱硫塔9，一级加氢转化器5的内部设置有催化剂床层10，催化剂床层10内设置有温度传感器11和冷却管12，一级加氢转化器5的外侧设置有气体冷却器13，冷却管12的进气口通过管线与气体冷却器13的出气口连通，冷却管12的出气口通过管线与预热器3的加热介质入口连通，二级加氢转化器7的结构与一级加氢转化器5的结构相同，二级加氢转化器7内的冷却管12与一级加氢转化器5内的冷却管12并联，一级加氢转化器5的出口与一级加热器4的进口之间、二级加氢转化器8的出口与二级加热器7的进口之间均通过循环管14连通，实际使用时，可在循环管14上设置控制阀，通过控制阀的关停来控制焦炉煤气的循环，控制阀开启时，焦炉煤气从转化器的出气口返回到相应加热器的进口，
本发明在一级加氢转化器5和二级加氢转化器8的催化剂床层10中设置了温度传感器11和冷却管12，当温度传感器11感应到催化剂床层10中的温度过高，出现飞温现象时，可开启气体冷却器13，然后将低温气体导入冷却管12中，利用低温气体对催化剂床层进行降温，对催化剂床层10进行降温，保障转化器的正常运行，这个过程不需关停转化器，可在线进行，使得转化器得以连续顺畅运行，从而保证转化器内有机硫可连续转化为硫化氢，提高有机硫的转化效率。冷却管12中的冷却气体吸收催化剂床层10中的热量后，其温度升高，将其返回到预热器3中，对焦炉煤气进行预热，即可利用冷却气体中的热量，提高热量的利用率，也可提高焦炉煤气的温度，降低焦炉煤气加热时需要消耗的能量。本发明在对焦炉煤气进行脱硫时，先对有机硫进行了一级循环脱除，在压缩升压后又进行了二级循环脱除，有机硫在两级循环脱除的过程中，通过多次逐级升温以及多次循环流动，可确保有机硫与氢气的充分反应，能够将焦炉煤气中的有机硫彻底脱除。
焦炉煤气中的杂质硫主要包括无机硫和有机硫，无机硫主要包括硫化氢，有机硫主要包括二硫化碳、羰基硫、硫醇、硫醚、噻吩等，本发明通过粗脱硫塔2和精脱硫塔9对硫化氢进行脱除，通过一级加氢转化器5和二级加氢转化器8将无机硫转化为硫化氢，再通过精脱硫塔9对硫化氢进行脱除，由于焦炉煤气中的无机硫含量相对较高，直接进行有机硫转化会影响转化效率，因此设置了粗脱硫塔2，先脱除焦炉煤气中的大部分无机硫硫化氢，再将有机硫转化为无机硫进行脱除。在焦炉煤气导入一次压缩机1之前，可先导入电捕焦油器和过滤器中，先除去焦炉煤气中混杂的焦油和焦渣等杂质，便于后续脱硫工序的进行。
催化剂床层10周围的一级加氢转化器5和二级加氢转化器8外壁上设置有夹套15，夹套15的底部通过管线与气体冷却器13的出气口连通，夹套15的顶部通过管线与预热器3的加热介质入口连通。运行时，夹套15内通入由气体冷却器13生产的低温气体，可对一级加氢转化器5和和二级加氢转化器8内的催化剂床层10进行降温，避免飞温现象。
冷却管12包括从内到外依次设置的中心竖管16和螺旋管17，中心竖管16为上下两端均封堵的结构，中心竖管16内设置有纵向隔板18，纵向隔板18将中心竖管6的内部分隔成下流腔19和上流腔20，纵向隔板18的下端与中心竖管6的底部之间留有连通下流腔19和上流腔20的气流通道23，螺旋管17的进气端与气体冷却器13的出气口连通，螺旋管17的出气端与下流腔19的顶部连通，上流腔20的顶部通过管线与预热器3的加热介质入口连通。运行时，气体冷却器13产生的低温气体先是导入螺旋管17，在螺旋管17内螺旋上升，从螺旋管17的上端进入中心竖管6的下流腔19，低温气体在下流腔19内向下流动，到达中心竖管16的底部后从气流通道23进入上流腔20，然后在上流腔20中向上流动，最后从上流腔20的顶部排出到预热器3，低温气体在上述流动过程中，可不断吸收催化剂床层10中的热量，从而降低催化剂床层10的温度，避免飞温现象的产生。
精脱硫塔9为活性炭脱硫塔，活性炭脱硫塔的活性炭卸料管连接有再生器21，再生器21的进气口通过管线与焦炉的熄焦氮气管连通，在焦化炼焦时，会使用氮气对红焦进行熄焦，降低焦炭的温度，而氮气吸收了大量热量后具有较高的温度，可将其通入再生器21，对活性炭进行再生，将吸附在活性炭上的单质硫析出，从而对活性炭进行再生，可对活性炭进行重复利用，降低活性炭的使用成本。
精脱硫塔9的出气口通过管线连接有余热锅炉22，由于从精脱硫塔9中排出的焦炉煤气具有较高的温度，为了对焦炉煤气中的余热进行充分的回收利用，将其通入余热锅炉22，余热锅炉22中的水吸收焦炉煤气中的热量而蒸发成水蒸汽。
利用上述脱硫系统对焦炉煤气进行脱硫的方法详见下述的实施例1～3：
实施例1：
本实施例1所述的焦炉煤气高效脱硫方法，包括以下步骤：
①粗脱硫化氢：将焦炉煤气导入一次压缩机1内压缩至压力为1.2MPa，再将其导入粗脱硫塔2中，脱除焦炉煤气中的大部分硫化氢气体，焦炉煤气中硫化氢的浓度≤200mg/Nm3；
②预加热：将经步骤①处理后的焦炉煤气导入预热器3进行加热，提升焦炉煤气的温度至100℃；
③一级加氢脱硫：将经步骤②处理后的焦炉煤气导入一级加热器4进行加热，提升焦炉煤气的温度至130℃，再将焦炉煤气导入一级加氢转化器5后静置20min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，从而脱除焦炉煤气中的大部分有机硫；
④一级循环脱硫：将经步骤③处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4中进行加热，对焦炉煤气升温50℃后，再次导入一级加氢转化器5后静置20min，使焦炉煤气中的残余有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的残余有机硫，2次循环上述步骤，将经过一级加氢转化器5处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4，加热后再将其导入一级加氢转化器5，使焦炉煤气在一级加热器4和一级加氢转化器5之间循环流动，每一次经过一级加热器4后，提升焦炉煤气的温度50℃，每一次导入一级加氢转化器5后静置20min，一级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量为8mg/Nm3，总硫的含量为85 mg/Nm3；
⑤二次压缩：将经步骤④处理后的焦炉煤气导入二次压缩机6内压缩至压力为2.0MPa；
⑥二级加氢脱硫：将经步骤⑤处理后的焦炉煤气导入二级加热器7进行加热，对焦炉煤气升温20℃后，再将焦炉煤气导入二级加氢转化器8后静置15min；
⑦二级循环脱硫：将经步骤⑥处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7中进行加热，对焦炉煤气升温20℃后，再次导入二级加氢转化器8后静置15min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的有机硫，2次循环上述步骤，将经过二级加氢转化器8处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7，加热后再将其导入二级加氢转化器8，使焦炉煤气在二级加热器7和二级加氢转化器8之间循环流动，每一次经过二级加热器7后，提升焦炉煤气的温度20℃，每一次导入二级加氢转化器8后静置15min，二级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量为1.5 mg/Nm3，总硫的含量为8 mg/Nm3；
⑧精脱硫化氢：将经步骤⑦处理后的焦化煤气导入精脱硫塔9进行深度脱硫，彻底脱除焦炉煤气中的硫化氢，焦炉煤气中硫化氢的含量为0.8mg/Nm3，总硫的含量低于2.5mg/Nm3。
经过上述实施例1所述的焦炉煤气高效脱硫方法处理后的焦炉煤气，其中硫化氢的含量为0.8mg/Nm3，低于标准规定的20mg/Nm3，总硫的含量低于2.5 mg/Nm3，能够较好的满足焦化企业对焦炉煤气中硫含量的处理的要求。
实施例2：
本实施例2所述的焦炉煤气高效脱硫方法，包括以下步骤：
①粗脱硫化氢：将焦炉煤气导入一次压缩机1内压缩至压力为1.4MPa，再将其导入粗脱硫塔2中，脱除焦炉煤气中的大部分硫化氢气体，焦炉煤气中硫化氢的浓度≤200mg/Nm3；
②预加热：将经步骤①处理后的焦炉煤气导入预热器3进行加热，提升焦炉煤气的温度至110℃：
③一级加氢脱硫：将经步骤②处理后的焦炉煤气导入一级加热器4进行加热，提升焦炉煤气的温度至140℃，再将焦炉煤气导入一级加氢转化器5后静置25min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，从而脱除焦炉煤气中的大部分有机硫；
④一级循环脱硫：将经步骤③处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4中进行加热，对焦炉煤气升温55℃后，再次导入一级加氢转化器5后静置25min，使焦炉煤气中的残余有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的残余有机硫，2次循环上述步骤，将经过一级加氢转化器5处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4，加热后再将其导入一级加氢转化器5，使焦炉煤气在一级加热器4和一级加氢转化器5之间循环流动，每一次经过一级加热器4后，提升焦炉煤气的温度55℃，每一次导入一级加氢转化器5后静置25min，一级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量为6 mg/Nm3，总硫的含量低为60 mg/Nm3；
⑤二次压缩：将经步骤④处理后的焦炉煤气导入二次压缩机6内压缩至压力为2.3MPa；
⑥二级加氢脱硫：将经步骤⑤处理后的焦炉煤气导入二级加热器7进行加热，对焦炉煤气升温25℃后，再将焦炉煤气导入二级加氢转化器8后静置17min；
⑦二级循环脱硫：将经步骤⑥处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7中进行加热，对焦炉煤气升温25℃后，再次导入二级加氢转化器8后静置17min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的有机硫，3次循环上述步骤，将经过二级加氢转化器8处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7，加热后再将其导入二级加氢转化器8，使焦炉煤气在二级加热器7和二级加氢转化器8之间循环流动，每一次经过二级加热器7后，提升焦炉煤气的温度25℃，每一次导入二级加氢转化器8后静置17min，二级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量为1.2 mg/Nm3，总硫的含量低于6 mg/Nm3；
⑧精脱硫化氢：将经步骤⑦处理后的焦化煤气导入精脱硫塔9进行深度脱硫，彻底脱除焦炉煤气中的硫化氢，焦炉煤气中硫化氢的含量低于0.6mg/Nm3，总硫的含量低于2mg/Nm3。
经过上述实施例2所述的焦炉煤气高效脱硫方法处理后的焦炉煤气，其中硫化氢的含量为0.6mg/Nm3，低于标准规定的20mg/Nm3，总硫的含量低于2 mg/Nm3，能够较好的满足焦化企业对焦炉煤气中硫含量的处理的要求。
实施例3：
本实施例3所述的焦炉煤气高效脱硫方法，包括以下步骤：
①粗脱硫化氢：将焦炉煤气导入一次压缩机1内压缩至压力为1.2～1.6MPa，再将其导入粗脱硫塔2中，脱除焦炉煤气中的大部分硫化氢气体，焦炉煤气中硫化氢的浓度≤200mg/Nm3；
②预加热：将经步骤①处理后的焦炉煤气导入预热器3进行加热，提升焦炉煤气的温度至120℃：
③一级加氢脱硫：将经步骤②处理后的焦炉煤气导入一级加热器4进行加热，提升焦炉煤气的温度至150℃，再将焦炉煤气导入一级加氢转化器5后静置30min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，从而脱除焦炉煤气中的大部分有机硫；
④一级循环脱硫：将经步骤③处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4中进行加热，对焦炉煤气升温60℃后，再次导入一级加氢转化器5后静置30min，使焦炉煤气中的残余有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的残余有机硫，3次循环上述步骤，将经过一级加氢转化器5处理后的焦炉煤气返回到一级加热器4，加热后再将其导入一级加氢转化器5，使焦炉煤气在一级加热器4和一级加氢转化器5之间循环流动，每一次经过一级加热器4后，提升焦炉煤气的温度60℃，每一次导入一级加氢转化器5后静置30min，一级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量为4.5 mg/Nm3，总硫的含量为30 mg/Nm3；
⑤二次压缩：将经步骤④处理后的焦炉煤气导入二次压缩机6内压缩至压力为2.5MPa；
⑥二级加氢脱硫：将经步骤⑤处理后的焦炉煤气导入二级加热器7进行加热，对焦炉煤气升温30℃后，再将焦炉煤气导入二级加氢转化器8后静置20min；
⑦二级循环脱硫：将经步骤⑥处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7中进行加热，对焦炉煤气升温30℃后，再次导入二级加氢转化器8后静置20min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的有机硫，4次循环上述步骤，将经过二级加氢转化器8处理后的焦炉煤气返回到二级加热器7，加热后再将其导入二级加氢转化器8，使焦炉煤气在二级加热器7和二级加氢转化器8之间循环流动，每一次经过二级加热器7后，提升焦炉煤气的温度30℃，每一次导入二级加氢转化器8后静置20min，二级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量低于1.1 mg/Nm3，总硫的含量低于5 mg/Nm3；
⑧精脱硫化氢：将经步骤⑦处理后的焦化煤气导入精脱硫塔9进行深度脱硫，彻底脱除焦炉煤气中的硫化氢，焦炉煤气中硫化氢的含量低于0.4mg/Nm3，总硫的含量低于1mg/Nm3。
经过上述实施例3所述的焦炉煤气高效脱硫方法处理后的焦炉煤气，其中硫化氢的含量为0.4mg/Nm3，低于标准规定的20mg/Nm3，总硫的含量低于1 mg/Nm3，能够较好的满足焦化企业对焦炉煤气中硫含量的处理的要求。
经过上述实施例1～3所述的焦炉煤气高效脱硫方法处理后的焦炉煤气，其中硫化氢的含量均低于标准规定的20mg/Nm3，能够满足焦化企业对焦炉煤气中硫含量的处理的要求，且在本发明实施时，还能够通过冷却管12对催化剂床层10进行有效降温，可使转化器能够连续运行，具有较高的脱硫效率，焦炉煤气进行了两次压缩，两次升压和多次升温，可确保焦炉煤气中的有机硫能够较为彻底的转化为硫化氢，从而提高了焦炉煤气的脱硫效果，另外，还能有效利用冷却管12中冷却气体吸收的热量，将这些热量用来对焦炉煤气进行预热，提高能量的利用率，降低了焦炉煤气加热所需的能耗，从而降低脱硫成本。
Claims (9)
1.一种焦炉煤气高效脱硫系统, 包括一次压缩机（1）和粗脱硫塔（2），其特征在于：所述粗脱硫塔（2）的出气端通过管线依次连接有预热器（3）、一级加热器（4）、一级加氢转化器（5）、二次压缩机（6）、二级加热器（7）、二级加氢转化器（8）和精脱硫塔（9），所述一级加氢转化器（5）的内部设置有催化剂床层（10），催化剂床层（10）内设置有温度传感器（11）和冷却管（12），所述一级加氢转化器（5）的外侧设置有气体冷却器（13），冷却管（12）的进气口通过管线与气体冷却器（13）的出气口连通，冷却管（12）的出气口通过管线与预热器（3）的加热介质入口连通，所述二级加氢转化器（7）的结构与一级加氢转化器（5）的结构相同，二级加氢转化器（7）内的冷却管（12）与一级加氢转化器（5）内的冷却管（12）并联，所述一级加氢转化器（5）的出口与一级加热器（4）的进口之间、二级加氢转化器（8）的出口与二级加热器（7）的进口之间均通过循环管（14）连通。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气高效脱硫系统,其特征在于：所述催化剂床层（10）周围的一级加氢转化器（5）和二级加氢转化器（8）外壁上设置有夹套（15），夹套（15）的底部通过管线与气体冷却器（13）的出气口连通，夹套（15）的顶部通过管线与预热器（3）的加热介质入口连通。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气高效脱硫系统,其特征在于：所述冷却管（12）包括从内到外依次设置的中心竖管（16）和螺旋管（17），中心竖管（16）为上下两端均封堵的结构，中心竖管（16）内设置有纵向隔板（18），纵向隔板（18）将中心竖管（6）的内部分隔成下流腔（19）和上流腔（20），纵向隔板（18）的下端与中心竖管（6）的底部之间留有连通下流腔（19）和上流腔（20）的气流通道（23），所述螺旋管（17）的进气端与气体冷却器（13）的出气口连通，螺旋管（17）的出气端与下流腔（19）的顶部连通，所述上流腔（20）的顶部通过管线与预热器（3）的加热介质入口连通。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气高效脱硫系统,其特征在于：所述精脱硫塔（9）为活性炭脱硫塔，活性炭脱硫塔的活性炭卸料管连接有再生器（21），再生器（21）的进气口通过管线与焦炉的熄焦氮气管连通。
5.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气高效脱硫系统,其特征在于：所述精脱硫塔（9）的出气口通过管线连接有余热锅炉（22）。
6.一种焦炉煤气高效脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
①粗脱硫化氢：将焦炉煤气导入一次压缩机（1）内压缩至压力为1.2～1.6MPa，再将其导入粗脱硫塔（2）中，脱除焦炉煤气中的大部分硫化氢气体；
②预加热：将经步骤①处理后的焦炉煤气导入预热器（3）进行加热，提升焦炉煤气的温度至100～120℃；
③一级加氢脱硫：将经步骤②处理后的焦炉煤气导入一级加热器（4）进行加热，提升焦炉煤气的温度至130～150℃，再将焦炉煤气导入一级加氢转化器（5）后静置20～30min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，从而脱除焦炉煤气中的大部分有机硫；
④一级循环脱硫：将经步骤③处理后的焦炉煤气返回到一级加热器（4）中进行加热，对焦炉煤气升温50～60℃后，再次导入一级加氢转化器（5）后静置20～30min，使焦炉煤气中的残余有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的残余有机硫，多次将经过一级加氢转化器（5）处理后的焦炉煤气返回到一级加热器（4），加热后再将其导入一级加氢转化器（5），使焦炉煤气在一级加热器（4）和一级加氢转化器（5）之间循环流动，每一次经过一级加热器（4）后，提升焦炉煤气的温度50～60℃，每一次导入一级加氢转化器（5）后静置20～30min，一级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量低于10 mg/Nm3，总硫的含量低于100mg/Nm3；
⑤二次压缩：将经步骤④处理后的焦炉煤气导入二次压缩机（6）内压缩至压力为2.0～2.5MPa；
⑥二级加氢脱硫：将经步骤⑤处理后的焦炉煤气导入二级加热器（7）进行加热，对焦炉煤气升温20～30℃后，再将焦炉煤气导入二级加氢转化器（8）后静置15～20min；
⑦二级循环脱硫：将经步骤⑥处理后的焦炉煤气返回到二级加热器（7）中进行加热，对焦炉煤气升温20～30℃后，再次导入二级加氢转化器（8）后静置15～20min，使焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，进一步脱除焦炉煤气中的有机硫，多次将经过二级加氢转化器（8）处理后的焦炉煤气返回到二级加热器（7），加热后再将其导入二级加氢转化器（8），使焦炉煤气在二级加热器（7）和二级加氢转化器（8）之间循环流动，每一次经过二级加热器（7）后，提升焦炉煤气的温度20～30℃，每一次导入二级加氢转化器（8）后静置15～20min，二级循环脱硫后，焦炉煤气中硫化氢的含量低于2 mg/Nm3，总硫的含量低于10 mg/Nm3；
⑧精脱硫化氢：将经步骤⑦处理后的焦化煤气导入精脱硫塔（9）进行深度脱硫，彻底脱除焦炉煤气中的硫化氢，焦炉煤气中硫化氢的含量低于1mg/Nm3，总硫的含量低于3 mg/Nm3。
7.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气高效脱硫方法，其特征在于：在步骤④中，焦炉煤气在一级加热器（4）和一级加氢转化器（5）之间循环流动的次数为2～3次。
8.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气高效脱硫方法，其特征在于：在步骤⑦中，焦炉煤气在二级加热器（7）和二级加氢转化器（8）之间循环流动的次数为2～4次。
9.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气高效脱硫方法，其特征在于：经步骤①处理后的焦炉煤气中硫化氢的浓度≤200mg/Nm3。
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