CN204529772U - 一种焦化煤气脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焦化煤气脱硫塔，其有益效果是将现有技术的脱硫塔设计为在4层填料层支架中设置安装有相应的盘管式再冷却装置，并且在脱硫单元的上部位置和中部位置设置有两层的喷淋结构，各层喷嘴在上下空间错开布置，并保证脱硫液重叠覆盖率至少达到170%-250%、以避免喷淋死角，使得脱硫效率获得了良好提高，脱硫后焦化煤气中的硫化氢含量远低于现有技术的20mg/ m3以下，解决了现有技术中的脱硫效果不彻底的问题。

Description

一种焦化煤气脱硫塔

技术领域

    本实用新型属于煤化工焦化脱硫的技术领域，具体涉及一种焦化煤气脱硫塔。

背景技术

目前现有的钢铁企业将执行更为严格的大气污染物排放限值，钢铁企业中的焦化生产企业迫切需要找到适宜、高效、经济的减排治理技术。因为焦化煤气中含有硫化氢和氰化氢，不仅严重污染了大气环境，而且当焦化煤气作为钢铁企业冶金燃料时，硫化氢等有害物质严重影响了钢材质量。近年来、虽然有采用以氨为碱源对含有硫化氢等硫化物的焦化气体进行液相催化氧化法脱硫工艺的脱硫塔，减轻了环境污染，但现有技术的脱硫塔，脱硫效果不彻底，对环境造成恶劣影响。另外，当前焦化煤气中所使用原料煤的煤质具有高含硫的趋势，必然导致焦化煤气中的含硫量增加，因此焦化煤气脱硫过程中迫切需要采用高效的脱硫再生设备。

实用新型内容

    实用新型的目的在于：为解决上述问题，本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种焦化煤气脱硫塔。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种焦化煤气脱硫塔，所述的脱硫塔，其特征是本实用新型采用立式塔结构，从上至下依次为煤气出口、扑雾填料层、上洗涤管、脱硫液上入口、上喷淋结构、第四层填料、填料支架、气液分布器、第三层填料、填料支架、气液分布器、蒸汽上吹扫管入口、下洗涤管、脱硫液下入口、下喷淋结构、第二层填料、填料支架、气液分布器、第一层填料、填料支架、气液分布器、蒸汽下吹扫管入口、煤气入口、煤气分布器、塔底分隔板、环状液封、消沫催化剂喷头；塔底部通过内部塔底分隔板分隔其上部的脱硫单元和塔底部的脱硫后富液存储反应槽；并且在其内部的上部和中部位置分别设置有两层的喷淋结构，而且上、下两层的喷淋结构均可以设置成一层或多层喷淋结构的形式。

作为优化：本实用新型所述的脱硫单元中，因为采用以氨为碱源对含有硫化氢等硫化物的焦化气体进行液相催化氧化法脱硫吸收反应的工艺过程，在化工热力学中属于放热过程，为了保持脱硫全过程的低温操作，在一、二、三、四层填料层支架中设置安装有相应的盘管式循环再冷却装置，用于脱硫过程中放热过程的热量循环冷却；并且在脱硫单元的上部位置和中部位置设置有上、下两层的复合喷淋结构，各层喷嘴在上下空间错开布置，并保证脱硫液重叠覆盖率至少达到170%-250%、以避免喷淋死角，焦化煤气首先经过下层喷淋结构，雾化后的脱硫液与其进行第一次传热和传质的逆流混合接触洗涤，将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，焦化煤气继续上行再次通过上层喷淋结构，雾化的脱硫液与其进行第二次传热和传质的逆流混合接触洗涤，继续将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，使得脱硫效果更加彻底，使得脱硫后的焦化煤气中的硫化氢含量远低于现有技术的20mg/ m3以下。

作为进一步优化：本实用新型所述的使用高压雾化喷枪喷嘴是平均喷雾颗粒尺寸约为100μm，而一般的脱硫喷嘴的喷雾颗粒尺寸约为1000—5000μm，细雾单位喷淋液的比表面积是后者的400倍以上，在再生后尾气进入尾气洗涤单元后数秒钟内就可以实现挥发冷却到饱和状态；极大地提高了新水或脱硫液的吸收脱硫效率，只需要0.1-0.5L/m3的气液比就可以实现脱硫达标，原有的脱硫气液比也可以降低，减少了循环量。

有益效果：本实用新型通过将现有技术的脱硫塔设计为在4层填料层支架中设置安装有相应的盘管式再冷却装置，并且在脱硫单元的上部位置和中部位置设置有两层的喷淋结构，各层喷嘴在上下空间错开布置，并保证脱硫液重叠覆盖率至少达到170%-250%、以避免喷淋死角，使得脱硫效率获得了良好提高，脱硫后焦化煤气中的硫化氢含量远低于现有技术的20mg/ m3以下，解决了现有技术中的脱硫效果不彻底的问题。

附图说明

    图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-脱硫富液出口、2-煤气入口、3-煤气分布器、4-气液分布器、5-填料支架、6-脱硫液下入口、7-下喷淋结构、8-上喷淋结构、9-脱硫液上入口、10-扑雾填料层、11-煤气出口、12-上洗涤管、13-第四层填料、14--冷却器入口、15-冷却器出口、16-第三层填料、17-蒸汽上吹扫管入口、18-下洗涤管、19-第二层填料、20-第一层填料、21-蒸汽下吹扫管入口、22-塔底分隔板、23-环状液封、24-消沫催化剂喷头、25-扑雾填料层清洗喷头。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

如图1所示，一种焦化煤气脱硫塔，焦化煤气脱硫塔采用立式塔结构，从上至下依次为煤气出口11、扑雾填料层清洗喷头25、扑雾填料层10、上洗涤管12、脱硫液上入口9、上喷淋结构8、第四层填料13、填料支架5、气液分布器4、第三层填料16、填料支架5、气液分布器4、蒸汽上吹扫管入口17、下洗涤管18、脱硫液下入口6、下喷淋结构7、第二层填料19、填料支架5、气液分布器4、第一层填料20、填料支架5、气液分布器4、蒸汽下吹扫管入口21、煤气入口2、煤气分布器3、塔底分隔板22、环状液封23、消沫催化剂喷头24，塔底部通过内部塔底分隔板22分隔其上部的脱硫单元和塔底部的脱硫后富液存储反应槽。

一种焦化煤气脱硫塔的脱硫过程中，进入煤气入口2的煤气温度宜将保持在25-35Co和流入底部的脱硫后富液温度应控制在35-40Co。否则，当脱硫后富液温度较高时，就会增大液面上的氨气分压，脱硫效率就会随脱硫液中氨含量的降低而下降，但脱硫液的温度太低也不利于再生反应的进行。因此，煤气入口2的煤气温度保持在25-35Co和流入底部的脱硫后富液温度控制在35-40Co。

脱硫液下入口6及下喷淋结构7是设置在脱硫塔中部的喷淋结构，脱硫液上入口9及上喷淋结构8是设置在脱硫塔上部的喷淋结构，喷淋结构由脱硫液上、下入口和呈不同半径多层环状布置的高压雾化喷枪组成，各层喷嘴在上、下空间错开布置，并保证脱硫液重叠覆盖率至少达到170%-250%，即喷嘴顶端下0.9m的锥形喷雾覆盖的面积乘以每层的喷嘴数，应等于能覆盖170%-250%的脱硫再生塔横截面的面积，并保证每个喷嘴的喷雾区域具有相同的喷雾密度，用于保证合适的喷淋密度和液气比，喷枪呈倒宝塔状，喷嘴是平均喷雾颗粒尺寸约为100μm，从而更好地将脱硫液雾化小液滴，使其与逆流上升的煤气充分接触更好地进行传热与传质，而一般的脱硫喷嘴的喷雾颗粒尺寸约为1000—5000μm，细雾单位喷淋液的比表面积是后者的400倍以上。

脱硫塔下部外侧设置有煤气入口2，顶部中间位置设置有煤气出口11，内部的填料设置为五层，其目的是避免壁流效应造成的气、液两相在填料层中分布不均，导致使传质效率下降。在一、二、三、四层的填料层支架5中分别设置安装有相应的盘管式循环再冷却装置，冷却液通过冷却器入口14、冷却器出口15用于脱硫放热过程的热量循环冷却，利用煤气分布器3实现煤气在整个脱硫塔内均匀分布，通过一、二、三、四层填料层和具有再分布功能的气液分布器4与从上喷淋结构8和下喷淋结构7喷淋的脱硫液进行逆流混合接触，充分吸收煤气中的硫化氢后，脱硫液变成为脱硫后富液、经过塔底分隔板22中间部位的倒锥形圆孔、环状液封23后流入塔底部脱硫后富液存储反应槽；煤气顺序上行经过一、二、三、四层填料层和具有再分布功能的气液分布器4的多级脱硫后，再经过扑雾填料层脱除煤气中的水雾后由煤气出口11送入下一工序。

气液分布器4是为了保证良好的气液分布和避免脱硫单元40填料塔的壁流效应，上层填料流下的液体经气液分布器4，重新分布后喷淋到下层填料上，即克服液体的不良分布现象，同时保证具有较小的煤气阻力，即保证煤气和脱硫液良好的传质效果；一、二、三、四层填料选用具有足够的填料比表面积的全瓷填料或轻瓷填料、在保证良好的液体初始分布外，要求填料高度一般不超过6M，而且填料的作用是造成气、液两相充分接触从而实现相间热、质传递的主要构件。脱硫贫液由喷淋结构喷淋后分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下，焦化煤气则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔底部一端流向塔顶另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，气、液两相间的传质吸收过程通常是在填料表面的液体和气体间的相界面上进行的；经过脱硫净化后焦化煤气在流经扑雾填料层10，其携带的脱硫液的水雾液滴被除去；上洗涤管12和下洗涤管18分别用于上喷淋结构8、下喷淋结构6及各填料层的洗涤时使用，蒸汽上吹扫管入口17和蒸汽下吹扫管入口21用于上喷淋结构8、下喷淋结构6及各填料层的蒸汽吹扫洗涤时使用或检修需要排空塔内气体时使用，扑雾填料层清洗喷头25用于喷洒洗涤液清洗扑雾填料层10；并且利用脱硫塔直径大的特点、由塔底裙座部分设计而成的具有反应槽功能的富液存储反应槽，其相互间连接关系是通过环状液封23将塔底分隔板22和脱硫塔基础底板连接起来，并避免煤气进入富液存储反应槽，富液存储反应槽外侧上部设置有消沫催化剂喷头24用于促进化学吸收反应的催化剂连续补加少量到脱硫后富液中，并同时具有消除泡沫的作用。

一种焦化煤气脱硫塔的脱硫工作流程是这样的：

如图1箭头所示，焦化煤气通过煤气入口2进入脱硫塔内，利用煤气分布器3实现煤气在整个脱硫塔内的均匀分布，通过第一、二层填料层和具有再分布功能的气液分布器4、与脱硫液下入口6进入的、经下喷淋结构7喷淋的雾化脱硫液进行第一次传热和传质的逆流混合接触洗涤，在催化剂的作用下将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，焦化煤气继续上行再次通过第三、四层填料层和具有再分布功能的气液分布器4、与从脱硫贫液上入口9进入的、经上喷淋结构8喷淋的雾化脱硫液进行第二次传热和传质的逆流混合接触洗涤，在催化剂的作用下继续将煤气中的硫化氢等吸收在脱硫液中，使得脱硫更加彻底，脱硫液变成为脱硫后富液经过塔底分隔板22中间部位的倒锥形圆孔流入底部脱硫后富液存储反应槽；煤气顺序上行经过一、二、三、四层填料层和具有再分布功能的气液分布器4的四级脱硫后，经过扑雾填料层10脱除煤气中的水雾后由煤气出口11送入下一工序。经过脱硫后的脱硫后富液经过塔底分隔板22中间部位的倒锥形圆孔后、通过环状液封23自流入脱硫后富液存储反应槽，消沫催化剂喷头24将促进化学吸收反应的催化剂加入到脱硫后富液中，然后经过脱硫富液出口1送入下一工序再生塔内进一步充分再生后再送回脱硫塔内继续使用，如此循环运行实现了焦化煤气的脱硫工作。

Claims (5)

1. 一种焦化煤气脱硫塔，其特征在于，塔结构采用立式塔结构，从上至下依次为煤气出口（11）、扑雾填料层清洗喷头（25）、扑雾填料层(10)、上洗涤管（12）、脱硫液上入口（9）、上喷淋结构（8）、第四层填料（13）、填料支架（5）、气液分布器（4）、第三层填料（16）、填料支架（5）、气液分布器（4）、蒸汽上吹扫管入口（17）、下洗涤管（18）、脱硫液下入口（6）、下喷淋结构（7）、第二层填料（19）、填料支架（5）、气液分布器（4）、第一层填料（20）、填料支架（5）、气液分布器（4）、蒸汽下吹扫管入口（21）、煤气入口（2）、煤气分布器（3）、塔底分隔板(22)、环状液封(23)、消沫催化剂喷头(24)，塔底部通过内部塔底分隔板(22)分隔其上部的脱硫单元和塔底部的脱硫后富液存储反应槽。

2.根据权利要求1所述的一种焦化煤气脱硫塔，其特征在于，在脱硫塔内上部位置设置有脱硫液上入口（9）及上喷淋结构（8）和中部位置设置有脱硫液下入口（6）及下喷淋结构（7）两层的喷淋结构，而且上、下两层的喷淋结构均可以设置成一层或多层喷淋结构的形式。

3.根据权利要求2所述的一种焦化煤气脱硫塔，其特征在于，上喷淋结构（8）和下喷淋结构（7）的各个喷嘴在上、下空间错开布置，并保证脱硫液重叠覆盖率至少达到170%-250%、以避免喷淋死角。

4.根据权利要求1所述的一种焦化煤气脱硫塔，其特征在于，在脱硫塔内部用于支撑填料的各层填料支架（5）中设置安装有相应的盘管式循环再冷却装置，用于脱硫过程中放热过程的热量循环冷却。

5.根据权利要求1所述的一种焦化煤气脱硫塔，其特征在于，由塔底裙座部分设计而成的具有反应槽功能的富液存储反应槽，通过环状液封（23）将塔底分隔板（22）和脱硫塔基础底板连接起来，并避免煤气进入富液存储反应槽。