CN114456853A - 一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法及装置，所述方法采用酸碱两级湿法净化工艺，分别以稀硫酸和稀氢氧化钠为吸收液与煤气中的氨气与氯化氢进行反应，实现高炉煤气中氯化铵、氨气和氯化氢的净化。其装置采用两级串联的高速射流反应器与高压蒸汽及酸碱净化介质循环系统连接，实现对煤气中氯化铵、氨气和氯化氢吸收、洗涤净化效果；本发明以高炉煤气为连续相，吸收液和高压蒸汽为分散相，使得相界面变大，气相湍动程度高，有效提升净化效率，净化工艺成熟可靠、运行费用低且工艺适用性好，氯化铵，氯化氢，总净化效率达95％以上，且用水量小，有效解决氯化盐，硫酸盐富集结晶堵塞设备的问题；采用立式反应器，占地面积小，适于高炉煤气的净化。
Description
技术领域
本发明公开了一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法及装置，尤其涉及一种能有效净化高炉煤气中氯化铵杂质的高速射流净化方法和装置，属于炼铁工业高炉煤气净化技术领域。
背景技术
高炉煤气是炼铁生产工业的副产品，其中含有一定浓度的氯化铵，氯化氢和氨气，这些杂质成分在煤气使用输送过程中会对输送管道造成一定腐蚀，同时也会因为氯化铵结晶造成煤气烧嘴堵塞，给煤气使用造成不便和经济损失。此外，高炉煤气还是钢铁厂重要的二次能源，而作为气体燃料要求高炉煤气的含尘量应达到10mg/Nm3以下。从经济角度、资源利用和环保角度来考量，对高炉煤气的高效净化都具有十分重要的意义。
对于高炉煤气中氯化铵等杂质的处理，目前主要采用全干法净化和湿法净化工艺。全干法净化是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘煤气通过过滤材料时尘粒被过滤得到净化的方法。采用干法净化的钢铁企业普遍存在氯化铵腐蚀与堵塞问题。湿式除尘是采用文丘里水洗涤捕集高炉煤气中的粉尘从而达到除尘目的；对高炉煤气采用湿法洗涤净化的钢铁企业，氯化铵腐蚀与堵塞问题比较小；但由于煤气生产过程中产生的氯化铵杂质，在337.8℃下可分解为NH3和HCI气体，而随着温度很快降低下来，NH3和HCI又会重新化合生成氯化铵颗粒，但不是100％都能生成氯化铵。因此，高炉煤气实际上是包括氯化铵颗粒、氯化氢和氨气杂质的混合煤气。氯化铵经过高温离解，遇冷重新化合生成的氯化铵颗粒已经发生了变化，化合生成的氯化铵颗粒粒径有一部分在1μm以下，呈白色烟雾，不下沉，也不易溶于水。虽然高温煤气气体中氯化氢和氨气均易溶于水，但由于粒径在1μm以下呈白色烟雾的氯化铵颗粒，不下沉，也不易溶于水，因此，湿法洗涤净化后的高炉煤气中仍然含有氯化铵的微颗粒，同样存在氯化铵腐蚀与堵塞问题，并且，目前的湿式除尘工艺普遍存在占地面积大、净化效率低和耗水量大的问题。未见到采用湿法高速射流反应器工艺，酸碱两级湿法洗涤净化高炉煤气氯化铵等气体处理的研究报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足提出一种采用高速射流反应器工艺酸碱两级湿法洗涤净化高炉煤气中氯化铵，氯化氢和氨气的方法和装置。
本发明所要解决的技术问题是克服煤气使用输送过程中，高炉煤气中的氯化铵等杂质成分对输送管道造成一定腐蚀，同时氯化铵结晶易造成煤气烧嘴堵塞，给煤气使用造成不便和经济损失。
为解决上述技术问题，本发明高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，包括以下步骤：
第一步、将高炉煤气、高压蒸汽和稀硫酸吸收液喷入一级高速射流反应器，利用高压蒸汽雾化稀硫酸吸收液并冷凝团聚煤气中的氯化铵后进入一级气液分离罐进行气液分离，得到第一级净化高炉煤气及第一稀硫酸吸收液，第一级净化高炉煤气进入二级高速射流反应器；第一稀硫酸吸收液输出至一级循环槽并返回至一级高速射流反应器循环利用；
第二步、向二级高速射流反应器中通入高压蒸汽和稀氢氧化钠吸收液，利用高压蒸汽雾化稀氢氧化钠吸收液并冷凝第一级净化高炉煤气中的氯化铵后进入二级气液分离罐进行气液分离，得到第二级净化高炉煤气及第一稀氢氧化钠吸收液，第二级净化高炉煤气输出至储存罐或直接作为后续工序的燃料；第一稀氢氧化钠吸收液输出至二级循环槽并返回至二级高速射流反应器循环利用；
第三步、一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液适时开路输出至压滤机进行固液分离，得第一滤饼及第一上清液，第一上清液作为硫酸铵工艺的原料，第一滤饼外排回收处置；
第四步、二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液适时开路输出至压滤机进行固液分离，得第二滤饼及第二上清液，第二上清液输出至废水处理系统，第二滤饼外排回收处置。
进一步，所述高压蒸汽的压力控制在0.4～1.0Mpa，每1000立方米煤气投加量为40～155kg/h。
进一步，所述稀硫酸吸收液质量分数为5～15％，稀硫酸吸收液添加量为投加量为0.30～0.36kg/h，稀硫酸吸收液喷射后的液粒粒径介于10-20μm。
进一步，稀氢氧化钠吸收液质量分数5～15％，稀氢氧化钠吸收液添加量为0.50～0.60kg/h，稀氢氧化钠吸收液喷射后的液粒粒径介于10-20μm。
进一步，一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液或二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液采用压缩空气进行搅拌。
进一步，一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液质量浓度达到10～15％时开路输出至压滤机进行固液分离；二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液质量浓度达到10～15％时开路输出至压滤机进行固液分离。
本发明通过喷射的粒径介于10-20μm之间的稀硫酸吸收液与煤气中的氨气充分混合交融，使得氨气被充分吸收净化，同时氯化铵颗粒在多相流减压扩散中凝聚长大溶于水中而得到净化。
进一步通过喷射的粒径介于10-20μm之间的稀氢氧化钠吸收液与煤气中的氯化氢充分混合交融，使得氯化氢被充分吸收净化，同时氯化铵颗粒在气液多相流减压扩散中凝聚长大溶于水中，从而实现对氨气、氯化氢和氯化铵的有效净化。
进一步地，在高速射流净化过程中的反应器温度控制在25℃左右。
本发明提供一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，包括一级高速射流反应器、一级气液分离罐、二级高速射流反应器、二级气液分离罐、第一循环水泵、第二循环水泵、一级循环槽、稀硫酸储罐、二级循环槽、稀氢氧化钠储罐、压滤机、第一水泵、第二水泵；所述一级高速射流反应器插装在一级气液分离罐中，二级高速射流反应器插装在二级气液分离罐中；向一级高速射流反应器通入高炉煤气、高压蒸汽和稀硫酸吸收液，经所述一级高速射流反应器净化后的第一级净化高炉煤气进入二级高速射流反应器，经所述一级高速射流反应器处理后得到的第一稀硫酸吸收液经一级气液分离罐输出至一级循环槽；所述稀硫酸储罐的稀硫酸输出至一级循环槽；一级循环槽的输出分两路，一路通过第一循环水泵返回至一级高速射流反应器，当一级循环槽中的稀硫酸吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第一水泵泵送至压滤机；向二级高速射流反应器中通入高压蒸汽和氢氧化钠吸收液，经所述二级高速射流反应器净化后的第二级净化高炉煤气输出至储存罐或直接作为后续工序的燃料，经所述二级高速射流反应器处理后得到的第一稀氢氧化钠吸收液经二级气液分离罐输出至二级循环槽；所述稀氢氧化钠储罐的稀氢氧化钠输出至二级循环槽；二级循环槽的输出分两路，一路通过第二循环水泵返回至二级高速射流反应器，当二级循环槽中的稀氢氧化钠吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第二水泵泵送至压滤机。
进一步地，一级高速射流反应器、二级高速射流反应器构造完全相同，所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器均为管状结构，其上部、中部、下部分别设有喷嘴；下部设有喷嘴位置以下的部分分别插装在一级气液分离罐或二级气液分离罐中；所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器的上部、中部分别设置有至少一个气液两相流喷嘴，所述气液两相流喷嘴由内层高压蒸汽通路及外层液体通路组成，内层中心喷射高压蒸汽，外层旁路喷射吸收液；所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器的下部设有一个用于喷射高压蒸汽的高速气流喷嘴和对称设置于高速射流反应器外壁上的两个用于喷射吸收液的液体高速射流喷嘴。
进一步地，所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器插入一级气液分离罐、二级气液分离罐中并到达一级气液分离罐、二级气液分离罐内部设置的除雾格栅处；一级气液分离罐、二级气液分离罐结构完全相同，均为圆筒形结构，横截面积为一级高速射流反应器、二级高速射流反应器横截面积的1.2-1.8倍，在一级气液分离罐、二级气液分离罐内部设置的除雾格栅上部设有一个逆流工业水喷嘴，下部设有两个以一级气液分离罐或二级气液分离罐轴线对称分布的顺流工业水喷嘴。
进一步地，吸收液利用上部或中部设置的两相流喷嘴喷出的压缩空气进行搅拌或利用下部设置的高速气流喷嘴喷出的压缩空气进行搅拌。
进一步地，高速射流反应器由PLC触摸控制。
进一步地，一吸收液循环槽、二级吸收液循环槽均设有pH计和密度测量仪，实现循环液浓度和pH值测定由PLC触摸控制系统自动测量。
进一步地，高速射流反应器采用专有的高效射流雾化不锈钢喷头，耐腐、耐磨、无堵塞，净化效果好。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中，以高炉煤气为连续相，吸收液和高压蒸汽为分散相，使得相界面变大，气相湍动程度高，有利于气相中的氨气、氯化氢与吸收液颗粒反应吸收。
(2)本发明的工艺中，采用酸碱两级湿法净化工艺，分别以稀硫酸和稀氢氧化钠为吸收液与煤气中的氨气与氯化氢进行反应，提高了高炉煤气的吸收、净化效果，同时也减小了工业用水量。
(3)本发明的工艺中，采用的高速射流反应器均由相似结构的两段反应器串联而成；设置上部、中部、下部三处喷嘴，上、中部为两个同方向的两相流喷嘴，喷嘴旁路入口通入吸收液，喷嘴中心入口通入高压蒸汽；下部包括一个用于喷射高压蒸汽的高速气流喷嘴和两个垂直分布的用于喷射吸收液的液体高速射流喷嘴。高速射流反应器气液两相的三段重复喷射反应可强化洗涤吸收；在高速射流反应器后段由于多相流减压扩散，氯化铵颗粒逐渐凝聚变大，实现微米级氯化铵小颗粒的高效团聚净化；在煤气负压区域，引发气体降温，实现气体中水汽的凝结，从而起到消白作用。反应器总净化效率95％以上。
(4)本发明的工艺中，反应分离罐两旁顺流和逆流分布的喷嘴喷射工业水以充分洗涤气液结晶混合物；其内部设有的除雾格栅可防止吸收液由净化尾气出口进入煤气管道。
(5)本发明工艺中，循环吸收液定期开路，富集循环液固液分离后将压滤清液送至污水厂/硫酸铵工艺后处理，综合解决吸收液中氯化盐，硫酸盐富集到饱和而结晶堵塞设备的问题。
(6)本发明工艺中，煤气管道设有管道膨胀节和除雾器，适用高炉煤气范围大，同时具有煤气除雾预处理的作用。
(7)本发明工艺中，所述的每一级高速射流反应器均为立式，工艺系统占地面积小。
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，下面将结合实施例和现有技术描述所需要使用的附图作进一步地介绍说明。
图1为本发明方法工艺流程图。
图2为本发明装置的结构示意图。
图3为本发明装置中的一级高速射流反应器或二级高速射流反应器结构示意图。
图4为本发明装置中的一级气液分离罐或二级气液分离罐纵剖面结构图。
其中，
图2中：1-1、一级高速射流反应器；2-1、一级气液分离罐；1-2、二级高速射流反应器；2-2、二级气液分离罐；3、第一循环水泵；4、第二循环水泵；5、一级循环槽；6二级循环槽；7、稀硫酸储罐；8、稀氢氧化钠储罐；9、第一水泵；10、第二水泵；11、压滤机。
图3中：12-1、气液两相流喷嘴；12-2、气液两相流喷嘴；12-3、气液两相流喷嘴；12-4、气液两相流喷嘴；13、高速气流喷嘴；14-1、液体高速射流喷嘴；14-2、液体高速射流喷嘴。
图4中：15、气液混合物入口；16-1、顺流工业水喷嘴；16-2、顺流工业水喷嘴；17、混合液出口；18、净化气出口；19、除雾格栅；20、逆流工业水喷嘴。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明旨在高效净化高炉煤气中氯化铵等杂质成分，在一定程度解决了已有全干法净化工艺效率低，腐蚀、堵塞管道系统的问题。为此，本发明提供了一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的方法。
实施例1
参见附图1、2、3、4，本发明高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，包括以下步骤：
向一级高速射流反应器(1-1)上部通入0.4MPa左右高压蒸汽和稀硫酸溶液，在一级高速射流反应器(1-1)内，首先利用气液两相流喷嘴(12-1，12-2)内的高压蒸汽将稀硫酸溶液雾化并喷射出颗粒介于10-20μm之间的稀硫酸吸收液液粒至一级高速射流反应器(1-1)，稀硫酸吸收液液粒吸收洗涤高炉煤气中的污染物(氯化铵，氨气)，同时高压蒸汽在冷凝的过程中将高炉煤气中的氯化铵颗粒凝聚使其团聚长大并溶于水中。喷出去的稀硫酸吸收液液滴与气体充分混合交融促使煤气中的氨气气体被吸收净化，同时大部分氯化铵也被冷凝团聚，与吸收液中的水碰撞溶解得到净化。然后在一级高速射流反应器(1-1)的中部再次通入0.7MPa左右高压蒸汽和稀硫酸溶液，在气液两相流喷嘴(12-3，12-4)内产生超高速射流气液流场，使喷射出的稀硫酸溶液颗粒介于10-20μm之间，以进一步吸收洗涤污染物(氯化铵，氨气)，同时高压蒸汽在冷凝的过程中再次将高炉煤气中的氯化铵颗粒凝聚使其团聚变大并溶于吸收液中的水中。喷出去的稀硫酸吸收液液滴与气体充分混合交融促使煤气中的氨气气体被吸收净化，同时大部分氯化铵也被进一步冷凝溶解得到净化。经过上述两段气液两相流喷嘴(12-1，12-2，12-3，12-4)所产生的超高速射流气液流场强化洗涤吸收后，高炉煤气中杂气浓度已极大降低。同样地，在一级高速射流反应器(1-1)下部的高速气流喷嘴(13)继续通入0.7MPa左右高压蒸汽产生高速射流气体流场。高压蒸汽和旁边对称布置的两个液体高速射流喷嘴(14-1，14-2)所喷出的颗粒介于10-20μm之间的稀硫酸溶液高速混合，进一步与煤气、吸收液混合交融、强化吸收净化。
经过上述处理过的气液混合物(含结晶物)流入一级气液分离罐(1-2)。气液混合物穿过除雾格栅(20)到达一级气液分离罐(1-2)内部，其两旁对称分布的顺流工业水喷嘴(16-1，16-2)和逆流工业水喷嘴(20)一起喷射工业水冲洗气液混合物。吸收液突扩往下从一级气液分离罐(1-2)混合液出口(17)流入一级循环槽(5)。一级循环槽(5)内的吸收液通过第一循环水泵(3)再次泵入一级高速射流反应器(1-1)循环使用，并定期分流一部分循环吸收液通过第一水泵(9)至压滤机(11)进行固液分离。压滤上清液回收至硫酸铵工艺后处理，压滤固体外排回收处置。一级处理后的高炉煤气因顺流工业水喷嘴(16-1，16-2)的喷射作用力以及自身密度低的特点回流上升穿过除雾格栅(19)从一级气液分离罐(2-1)净化气出口(18)流出，然后由管道进入二级高速射流反应器(1-2)。
向二级高速射流反应器(1-2)上部通入0.4MPa左右高压蒸汽和稀氢氧化钠溶液，在二级高速反应器(1-2)内，首先利用气液两相流喷嘴(12-1，12-2)内高压蒸汽将稀氢氧化钠溶液雾化并喷射出颗粒介于10-20μm之间的稀氢氧化钠吸收液液粒至二级高速射流反应器(1-2)，稀氢氧化钠吸收液液粒洗涤煤气中的污染物(氯化铵，氯化氢)，同时高压蒸汽在冷凝的过程中将高炉煤气中的氯化铵颗粒凝聚使其团聚长大并溶于吸收液中的水中。喷出去的稀氢氧化钠吸收液液滴与气体充分混合交融促使煤气中的氯化氢气体被吸收净化，同时大部分氯化铵也被冷凝团聚，与吸收液中的水碰撞而溶解得到净化。然后在二级高速射流反应器(1-2)的中部再次通入0.7MPa左右高压蒸汽，在气液两相流喷嘴(12-3，12-4)产生超高速射流气液流场，使喷射出的稀氢氧化钠溶液(颗粒介于10-20μm之间)以进一步吸收洗涤煤气中的污染物(氯化铵，氯化氢)，同时高压蒸汽在冷凝的过程中再次将煤气中的氯化铵颗粒凝聚使其团聚长大并溶于吸收液中的水中。喷出去的稀氢氧化钠吸收液液滴与气体充分混合交融促使煤气中的氯化氢气体被吸收净化，同时大部分氯化铵也被进一步冷凝溶解得到净化。经过上述两段气液两相流喷嘴(12-1，12-2，12-3，12-4)所产生的超高速射流气体流场强化洗涤吸收后，高炉煤气中杂气浓度已极大降低。同样地，在二级高速射流反应器(1-2)下部的高速气流喷嘴(13)继续通入0.7MPa左右高压蒸汽产生高速射流气体流场，高压蒸汽和旁边对称布置的两个液体高速射流喷嘴(14-1，14-2)雾化稀氢氧化钠溶液(颗粒介于10-20μm之间)高速混合，进一步与煤气、吸收液混合交融、强化吸收净化。
经过上述二级处理过的气液混合物(含结晶物)流入二级气液分离罐(2-2)。气液混合物穿过除雾格栅(19)进入二级气液分离罐(2-2)内部，其两旁对称分布的顺流工业水喷嘴(16-1，16-2)和逆流工业水喷嘴(20)一起喷射工业水冲洗气液混合物，吸收液由于惯性突扩往下从二级气液分离罐(2-2)混合液出口(17)流入二级循环槽(6)。二级循环槽(6)内的吸收液通过第二循环水泵(4)再次回流二级高速射流反应器(1-2)循环使用，并定期分流一部分循环吸收液通过第二水泵(10)至压滤机固液分离。压滤上清液回收至废水处理工艺后处理，压滤固体外排回收处置。经二级处理后的净化尾气因顺流工业水喷嘴(16-1，16-2)的喷射作用力以及自身低密度的特点回流上升穿过除雾格栅(19)从二级气液分离罐(2-2)的净化气出口(18)流出，进入管道后由引风机向外排放，达到净化高炉煤气的目的。
本实施例中，在高速射流净化过程中的反应器温度控制在25℃左右，稀氢氧化钠投加量为每1000立方米煤气为0.50kg/h，质量分数为13％；稀硫酸投加量为每1000立方米煤气为0.30kg/h，质量分数为13％；高压蒸汽通入量为每1000立方米煤气投加量为40kg/h；一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液质量浓度达到初始投入浓度13％时开路输出至压滤机进行固液分离；二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液质量浓度达到初始浓度13％时开路输出至压滤机进行固液分离。
本实施例中，高速射流反应器采用专有的高效射流雾化不锈钢喷头，耐腐、耐磨、无堵塞，净化效果好；在高速射流反应器后段由于多相流减压扩散，氯化铵颗粒逐渐凝聚变大，实现微米级氯化铵小颗粒的团聚而高效净化；在煤气负压区域，引发气体降温，实现气体中水汽的凝结，从而起到消白作用。
本实施例中，一、二级吸收液循环槽均设有pH计和密度测量仪，实现循环液浓度和pH值测定自动化。
实施例1中，通入一级高速射流反应器中的高炉煤气流量8500Nm3/h，含氯化铵40mg/Nm3、氨气21mg/Nm3和氯化氢30mg/Nm3；经净化后的煤气主要成分(以浓度计)为：氯化铵1.87mg/Nm3、氨气1.05mg/Nm3和氯化氢1.5mg/Nm3，浓度均小于10mg/Nm3，氯化铵、氨气和氯化氢净化效率达95％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：稀氢氧化钠投加量为每1000立方米煤气为0.55kg/h，质量分数为10％；稀硫酸投加量为每1000立方米煤气为0.35kg/h，质量分数为10％；高压蒸汽通入量为每1000立方米煤气投加量为50kg/h；一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液质量浓度达到初始浓度10％时开路输出至压滤机进行固液分离；二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液质量浓度达到初始浓度10％时开路输出至压滤机进行固液分离。
实施例2中，通入一级高速射流反应器中的的高炉煤气流量8000Nm3/h，含氨气20mg/Nm3、氯化氢25mg/Nm3、氯化铵35mg/Nm3；经净化后的煤气中含氨气1.0mg/Nm3，净化率达到95％；氯化氢1.2mg/Nm3，净化率达到95％和氯化铵1.75mg/Nm3，净化率达到95％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：稀氢氧化钠投加量为每1000立方米煤气为0.60kg/h，质量分数为10％；稀硫酸投加量为每1000立方米煤气为0.36kg/h，质量分数为10％；高压蒸汽通入量为每1000立方米煤气投加量为80kg/h；一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液质量浓度达到初始浓度10％时开路输出至压滤机进行固液分离；二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液质量浓度达到初始浓度10％时开路输出至压滤机进行固液分离。
实施例3中，通入一级高速射流反应器中的的高炉煤气流量9000Nm3/h，含氨气25mg/Nm3、氯化氢30mg/Nm3、氯化铵45mg/Nm3；经净化后的煤气中含氨气0.75mg/Nm3，净化率达到97％；氯化氢0.9mg/Nm3，净化率达到97％和氯化铵1.8mg/Nm3，净化率达到96％。
实施例4
请参阅图2、3、4，一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，包括一级高速射流反应器(1-1)、一级气液分离罐(2-1)、二级高速射流反应器(1-2)、二级气液分离罐(2-2)、第一循环水泵(3)、第二循环水泵(4)、一级循环槽(5)、稀硫酸储罐(7)、二级循环槽(6)、稀氢氧化钠储罐(8)、压滤机(11)、第一水泵(9)、第二水泵(10)；所述一级高速射流反应器(1-1)插装在一级气液分离罐(2-1)中，二级高速射流反应器(1-2)插装在二级气液分离罐(2-2)中；向一级高速射流反应器(1-1)通入高炉煤气、高压蒸汽和稀硫酸吸收液，经所述一级高速射流反应器(1-1)净化后的第一级净化高炉煤气进入二级高速射流反应器(1-2)，经所述一级高速射流反应器(1-1)处理后得到的第一稀硫酸吸收液经一级气液分离罐(2-1)输出至一级循环槽；所述稀硫酸储罐(7)的稀硫酸输出至一级循环槽(5)；一级循环槽(5)的输出分两路，一路通过第一循环水泵(3)返回至一级高速射流反应器(1-1)，当一级循环槽(5)中的稀硫酸吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第一水泵(9)泵送至压滤机(11)；向二级高速射流反应器(1-2)中通入高压蒸汽和氢氧化钠吸收液，经所述二级高速射流反应器(1-2)净化后的第二级净化高炉煤气输出至储存罐或直接作为后续工序的燃料，经所述二级高速射流反应器(1-2)处理后得到的第一稀氢氧化钠吸收液经二级气液分离罐(2-2)输出至二级循环槽(6)；所述稀氢氧化钠储罐(8)的稀氢氧化钠输出至二级循环槽(6)；二级循环槽(6)的输出分两路，一路通过第二循环水泵(4)返回至二级高速射流反应器(1-2)，当二级循环槽(6)中的稀氢氧化钠吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第二水泵(10)泵送至压滤机(11)。
本实施例中，一级高速射流反应器、二级高速射流反应器构造完全相同，所述一级高速射流反应器(1-1)、二级高速射流反应器(1-2)均为管状结构，其上部、中部、下部分别设有喷嘴；下部设有喷嘴位置以下的部分分别插装在一级气液分离罐(2-1)或二级气液分离罐(2-2)中；所述一级高速射流反应器(1-1)、二级高速射流反应器(1-2)的上部、中部分别设置有二个气液两相流喷嘴(12-1，12-2，12-3，12-4)，所述气液两相流喷嘴由内层高压蒸汽通路及外层液体通路组成，外层旁路喷射吸收液，内层中心喷射高压蒸汽；所述一级高速射流反应器(1-1)、二级高速射流反应器(1-2)的下部设有一个用于喷射高压蒸汽的高速气流喷嘴(13)和对称设置于高速射流反应器外壁上的两个用于喷射吸收液的液体高速射流喷嘴(14-1，14-2)；
所述一级高速射流反应器(1-1)、二级高速射流反应器(1-2)插入一级气液分离罐(2-1)、二级气液分离罐(2-2)中并到达一级气液分离罐(2-1)、二级气液分离罐(2-2)内部设置的除雾格栅(19)处；一级气液分离罐(2-1)、二级气液分离罐(2-2)结构完全相同，均为圆筒形结构，横截面积为一级高速射流反应器(1-1)、二级高速射流反应器(1-2)横截面积的1.48倍，在一级气液分离罐(2-1)、二级气液分离罐(2-2)内部设置的除雾格栅19上部设有一个逆流工业水喷嘴(20)，下部设有两个以一级气液分离罐(2-1)或二级气液分离罐(2-2)轴线对称分布的顺流工业水喷嘴(16-1，16-2)；
吸收液利用上部或中部设置的两相流喷嘴(12-1，12-2，12-3，12-4)喷出的压缩空气进行搅拌或利用下部设置的高速气流喷嘴(13)喷出的压缩空气进行搅拌；
高速射流反应器由PLC触摸控制；一级循环槽(5)、二级循环槽(6)均设有pH计和密度测量仪，实现循环液浓度和pH值测定由PLC触摸控制系统自动测量；
一级或二级高速射流反应器采用专有的高效射流雾化不锈钢喷头，耐腐、耐磨、无堵塞，净化效果好。
Claims (10)
1.一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，包括以下步骤：
第一步、将高炉煤气、高压蒸汽和稀硫酸吸收液喷入一级高速射流反应器，利用高压蒸汽雾化稀硫酸吸收液并冷凝团聚煤气中的氯化铵后进入一级气液分离罐进行气液分离，得到第一级净化高炉煤气及第一稀硫酸吸收液，第一级净化高炉煤气进入二级高速射流反应器；第一稀硫酸吸收液输出至一级循环槽并返回至一级高速射流反应器循环利用；
第二步、向二级高速射流反应器中通入高压蒸汽和稀氢氧化钠吸收液，利用高压蒸汽雾化稀氢氧化钠吸收液并冷凝第一级净化高炉煤气中的氯化铵后进入二级气液分离罐进行气液分离，得到第二级净化高炉煤气及第一稀氢氧化钠吸收液，第二级净化高炉煤气输出至储存罐或直接作为后续工序的燃料；第一稀氢氧化钠吸收液输出至二级循环槽并返回至二级高速射流反应器循环利用；
第三步、一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液适时开路输出至压滤机进行固液分离，得第一滤饼及第一上清液，第一上清液作为硫酸铵工艺的原料，第一滤饼外排回收处置；
第四步、二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液适时开路输出至压滤机进行固液分离，得第二滤饼及第二上清液，第二上清液输出至废水处理系统，第二滤饼外排回收处置。
2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，其特征在于：所述高压蒸汽的压力控制在0.4～1.0Mpa，每1000立方米煤气投加量为40～155kg/h。
3.根据权利要求2所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，其特征在于：所述稀硫酸吸收液质量分数为5～15％，稀硫酸吸收液添加量为投加量为0.30～0.36kg/h，稀硫酸吸收液喷射后的液粒粒径介于10-20μm。
4.根据权利要求3所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，其特征在于：稀氢氧化钠吸收液质量分数5～15％，稀氢氧化钠吸收液添加量为0.50～0.60kg/h，稀氢氧化钠吸收液喷射后的液粒粒径介于10-20μm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，其特征在于：一级循环槽中的第一稀硫酸吸收液质量浓度达到10～15％时开路输出至压滤机进行固液分离；二级循环槽中的第一稀氢氧化钠吸收液质量浓度达到10～15％时开路输出至压滤机进行固液分离。
6.根据权利要求5所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化方法，其特征在于：在高速射流净化过程中的反应器温度控制在25℃左右。
7.一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，包括一级高速射流反应器、一级气液分离罐、二级高速射流反应器、二级气液分离罐、第一循环水泵、第二循环水泵、一级循环槽、稀硫酸储罐、二级循环槽、稀氢氧化钠储罐、压滤机、第一水泵、第二水泵；所述一级高速射流反应器插装在一级气液分离罐中，二级高速射流反应器插装在二级气液分离罐中；向一级高速射流反应器通入高炉煤气、高压蒸汽和稀硫酸吸收液，经所述一级高速射流反应器净化后的第一级净化高炉煤气进入二级高速射流反应器，经所述一级高速射流反应器处理后得到的第一稀硫酸吸收液经一级气液分离罐输出至一级循环槽；所述稀硫酸储罐的稀硫酸输出至一级循环槽；一级循环槽的输出分两路，一路通过第一循环水泵返回至一级高速射流反应器，当一级循环槽中的稀硫酸吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第一水泵送至压滤机；向二级高速射流反应器中通入高压蒸汽和氢氧化钠吸收液，经所述二级高速射流反应器净化后的第二级净化高炉煤气输出至储存罐或直接作为后续工序的燃料，经所述二级高速射流反应器处理后得到的第一稀氢氧化钠吸收液经二级气液分离罐输出至二级循环槽；所述稀氢氧化钠储罐的稀氢氧化钠输出至二级循环槽；二级循环槽的输出分两路，一路通过第二循环水泵返回至二级高速射流反应器，当二级循环槽中的稀氢氧化钠吸收液浓度达到预设值时，通过另一路的第二水泵泵送至压滤机。
8.根据权利要求7所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，其特征在于：一级高速射流反应器、二级高速射流反应器构造完全相同，所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器均为管状结构，其上部、中部、下部分别设有喷嘴；下部设有喷嘴位置以下的部分分别插装在一级气液分离罐或二级气液分离罐中；所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器的上部、中部分别设置有至少一个气液两相流喷嘴，所述气液两相流喷嘴由内层高压蒸汽通路及外层液体通路组成，内层中心喷射高压蒸汽，外层旁路喷射吸收液；所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器的下部设有一个用于喷射高压蒸汽的高速气流喷嘴和对称设置于高速射流反应器外壁上的两个用于喷射吸收液的液体高速射流喷嘴。
9.根据权利要求8所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，其特征在于：所述一级高速射流反应器、二级高速射流反应器插入一级气液分离罐、二级气液分离罐中并到达一级气液分离罐、二级气液分离罐内部设置的除雾格栅处；一级气液分离罐、二级气液分离罐结构完全相同，均为圆筒形结构，横截面积为一级高速射流反应器、二级高速射流反应器横截面积的1.2-1.8倍，在一级气液分离罐、二级气液分离罐内部设置的除雾格栅上部设有一个逆流工业水喷嘴，下部设有两个以一级气液分离罐或二级气液分离罐轴线对称分布的顺流工业水喷嘴。
10.根据权利要求7所述的一种高炉煤气氯化铵高速射流净化的装置，其特征在于：吸收液利用上部或中部设置的两相流喷嘴喷出的压缩空气进行搅拌或利用下部设置的高速气流喷嘴喷出的压缩空气进行搅拌；高速射流反应器由PLC触摸控制；一吸环槽、二级循环槽均设有pH计和密度测量仪，通过PLC触摸控制系统自动测量循环液浓度和pH值。
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