CN211814294U - 焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置 - Google Patents

Abstract

一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，包括除油塔、第一换热器、预加氢及一级加氢反应器、冷凝器、常温脱硫塔、第二换热器、二级加氢反应器、钴钼加氢反应器、精脱硫塔、超精脱硫塔，在精脱硫塔前后两端同时设置有钴钼加氢反应器、超精脱硫塔，所述钴钼加氢反应器设置于二级加氢反应器与精脱硫塔之间，确保精脱硫塔中残留的有机硫含量小于0.03ppm，所述超精脱硫塔设置于精脱硫塔后方，将焦炉煤气中有机硫的含量持续、稳定的控制在0.01ppm以下，显著提升甲烷化过程中催化剂的使用寿命，有效降低甲烷化催化剂更换次数，降低催化剂使用成本30%以上，提升甲烷化工艺稳定性，提高天然气产量5%以上，大幅降低生产运行成本。

Description

焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置

技术领域

本实用新型涉及脱硫技术领域，尤其涉及一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置。

背景技术

焦炉煤气经预处理后，焦炉煤气中仍含有以硫化碳、噻吩为主的有机硫，而有机硫对后续焦炉煤气甲烷化制天然气中的催化剂(氧化锌)具有毒性，目前通常采用二级加氢及精脱硫工艺脱除焦炉煤气中的有机硫，由于氧化锌脱除有机硫的能力相对于硫化氢较弱，难以有效降低焦炉煤气中有机硫的含硫，焦炉煤气中仍残留有微量硫化碳、噻吩等有机硫，其有机硫总含量往往大于0.1ppm，易引起催化剂中毒，大幅减低其使用寿命，致使天然气生产成本过高。

在二级加氢反应器与精脱硫塔之间设置钴钼加氢反应器，可以将焦炉煤气中有机硫含量从通常的0.1ppm降低至0.03ppm以下，但有机硫含量的数值较易波动，有时在0.01ppm～0.03ppm之间，有时小于0.01ppm，有机硫的含量较不稳定，而后续甲烷化工序中的催化剂对有机硫的含量很敏感，即使是焦炉煤气中含有0.01～0.03ppm的极微量有机硫，依然会缩减催化剂使用寿命，引起甲烷化工序生产成本升高。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置。

一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，包括除油塔、第一换热器、预加氢及一级加氢反应器、冷凝器、常温脱硫塔、第二换热器、二级加氢反应器、钴钼加氢反应器、精脱硫塔、超精脱硫塔，所述除油塔入口与焦炉煤气管道连接，所述第一换热器第一入口与除油塔出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器入口与第一换热器第一出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器出口与第一换热器第二入口连接，所述预加氢及一级加氢反应器出口还与第二换热器第二入口连接，所述冷凝器第一入口与第一换热器第二出口连接，所述冷凝器第一入口还与第二换热器第二出口连接，所述常温脱硫塔入口与冷凝器第一出口连接，所述第二换热器第一入口与常温脱硫塔出口连接，所述二级加氢反应器入口与第二换热器第一出口连接，所述钴钼加氢反应器入口与二级加氢反应器出口连接，所述精脱硫塔第一入口与钴钼加氢反应器出口连接，所述超精脱硫塔第一入口与精脱硫塔第一出口连接，所述超精脱硫塔第一出口与外部缓冲罐或甲烷化工序连接。

优选的，所述冷凝器第二入口与外部水源连接，所述冷凝器第二出口一侧还设置有热水储存罐，所述热水储存罐出口与精脱硫塔第二入口连接，所述热水储存罐出口还与超精脱硫塔第二入口连接。

优选的，所述超精脱硫塔包括固定座、塔体、第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置、喷淋装置、排水装置，所述固定座设置于水平面上，所述塔体设置于固定座上方，所述第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置自下而上依次设置于塔体内部，所述喷淋装置设置于第一烟气净化装置一侧，所述喷淋装置还设置于第二烟气净化装置一侧，所述排水装置设置于塔体一侧，所述第一烟气净化装置包括第一文丘里叶片、第二文丘里叶片、第一固定环、导流槽、第一排水管，所述第一文丘里叶片一端设置于第一固定环一侧，所述第一文丘里叶片另一端设置于导流槽一侧，所述第二文丘里叶片与第一文丘里叶片在塔体内部倾斜且相对设置，所述第一固定环设置于塔体内壁上，所述导流槽设置于第一排水管上方，所述第一排水管一端与导流槽连通，所述第一排水管另一端设置于塔体外部，所述分流装置为圆锥形分流板，所述催化装置包括第一隔板网、第二隔板网、第三隔板网、第四隔板网、第五隔板网、第六隔板网、第一烟气导流板、第二烟气导流板，所述第一隔板网设置于塔体内部靠近圆锥形分流板的一侧，所述第二隔板网与第一隔板网在塔体内部相对设置，所述第三隔板网与第二隔板网在塔体内部相邻设置，所述第四隔板网与第三隔板网在塔体内部相对设置，所述第五隔板网与第四隔板网在塔体内部相邻设置，所述第六隔板网与第五隔板网在塔体内部相对设置，所述第一烟气导流板设置于第二隔板网与第三隔板网之间，所述第二烟气导流板设置于第四隔板网与第五隔板网之间，所述导流装置为烟气导流单元，所述第二烟气净化装置为超精细除雾单元，所述喷淋装置包括第一喷淋单元、第二喷淋单元、第三喷淋单元，所述第一喷淋单元设置于塔体内部第一文丘里叶片、第二文丘里叶片的下方，所述第二喷淋单元设置于塔体内部第一文丘里叶片、第二文丘里叶片的上方，所述第三喷淋单元设置于超精细除雾单元下方，所述排水装置包括第二排水管、第三排水管、排水泵，所述第二排水管一端设置于烟气导流单元一侧，所述第二排水管另一端与排水泵连接，所述第三排水管一端设置于塔体底部一侧，所述第三排水管另一端与排水泵连接。

优选的，所述圆锥形分流板上开设有若干分流孔，所述分流孔为圆形、椭圆形孔、方孔之一或其组合。

优选的，所述第一烟气导流板、第二烟气导流板结构相同，所述第一烟气导流板包括导流基板、横向加强筋、竖向加强筋，所述导流基板为内部中空的圆形刚性板体，所述横向加强筋设置于导流基板两侧，所述竖向加强筋设置于导流基板两侧，所述横向加强筋与竖向加强筋垂直交错设置并形成若干导气区，所述导气区两侧开设有若干第一导气孔。

优选的，所述烟气导流单元包括第一整流台、第二整流台、分流筒，所述第一整流台设置于第六隔板网上方，所述第二整流台设置于第三喷淋单元下方，所述分流筒设置于第一整流台与第二整流台之间，所述分流筒筒壁上开设有若干第二导气孔。

所述第一喷淋单元包括第一输水管、第一微型喷雾器，所述第一输水管设置于第一文丘里叶片、第二文丘里叶片下方，并与第一排水管接触，所述第一输水管上设置有若干第一微型喷雾器，所述第一微型喷雾器输出端与第一文丘里叶片、第二文丘里叶片相对设置，所述第二喷淋单元包括第二输水管、第二微型喷雾器，所述第二输水管设置于第一文丘里叶片、第二文丘里叶片上方，所述第二输水管上设置有若干第二微型喷雾器，所述第二微型喷雾器输出端与第一文丘里叶片、第二文丘里叶片相对设置，所述第三喷淋单元包括第三输水管、第三微型喷雾器，所述第三输水管设置于第二整流台上方，所述第三输水管上设置有若干第三微型喷雾器，所述第三微型喷雾器输出端与第一整流台相对设置。

优选的，所述超精细除雾单元包括第二固定环、支撑杆、超精细除雾层叶片，所述第二固定环设置于塔体内壁上，所述第二固定环靠近塔体中线的一侧开设有若干与超精细除雾层叶片截面相应的卡槽，所述支撑杆端部开设有若干与超精细除雾层叶片截面相应的卡槽，所述支撑杆设置于第三输水管上方，所述超精细除雾层叶片一端设置于第二固定环一侧的卡槽中，所述超精细除雾层叶片另一端设置于支撑杆端部的卡槽中，所述超精细除雾层叶片形成锥台形状。

优选的，所述超精细除雾层叶片截面呈带回流钩多弯结构，所述超精细除雾层叶片弯道最顶端还设置有若干第一回流钩。

本方案在精脱硫塔前后两端同时设置有钴钼加氢反应器、超精脱硫塔，所述钴钼加氢反应器设置于二级加氢反应器与精脱硫塔之间，以进一步脱除二级加氢反应器中残留以硫化碳、噻吩为主的微量有机硫，将焦炉煤气中的残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫转化为无机硫，确保精脱硫塔中残留的有机硫含量小于0.03ppm，大幅提升对焦炉煤气中有机硫的脱除水平，所述超精脱硫塔设置于精脱硫塔后方，进一步实现对焦炉煤气中残留极微量有机硫的高效脱除，解决了精脱硫塔对焦炉煤气脱硫后有机硫含量较易波动的难题，将焦炉煤气中有机硫的含量持续、稳定的控制在0.01ppm以下，同时脱除焦炉煤气中残留的无机硫及颗粒物，大幅提升焦炉煤气质量，显著提升甲烷化过程中催化剂的使用寿命，有效降低甲烷化催化剂更换次数，降低催化剂使用成本30％以上，提升甲烷化工艺稳定性，提高天然气产量5％以上，大幅降低公司的生产运行成本，显著提高天然气产品竞争力。

附图说明

图1为焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置的连接示意图。

图2为超精脱硫塔的结构示意图。

图3为图2的局部放大示意图。

图4为第一文丘里叶片的截面示意图。

图5为圆锥形分流板的结构示意图。

图6为超精细除雾层叶片的结构示意图。

图7为图6的截面示意图。

图8为第一烟气导流板的结构示意图。

图9为分流筒的结构示意图。

图中：除油塔101、第一换热器102、预加氢及一级加氢反应器103、预加氢反应器1031、一级加氢反应器1032、冷凝器104、热水储存罐1041、常温脱硫塔105、第二换热器106、二级加氢反应器107、钴钼加氢反应器108、精脱硫塔109、超精脱硫塔110、固定座10、塔体20、进气口21、出气口22、液位计221、第一文丘里叶片31、第二回流钩311、第二文丘里叶片32、第一固定环33、导流槽34、第一排水管35、圆锥形分流板41、分流孔411、第一隔板网51、第二隔板网52、第三隔板网53、第四隔板网54、第五隔板网55、第六隔板网56、第一烟气导流板57、导流基板571、横向加强筋572、竖向加强筋573、第一导气孔574、第二烟气导流板58、烟气导流单元61、第一整流台611、第二整流台612、分流筒613、第二导气孔6131、超精细除雾单元71、第二固定环711、支撑杆712、超精细除雾层叶片713、第一回流钩7131、第一喷淋单元81、第一输水管811、第一微型喷雾器812、第二喷淋单元82、第二输水管821、第二微型喷雾器822、第三喷淋单元83、第三输水管831、第三微型喷雾器832、第二排水管91、第三排水管92、排水泵9。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

参见图1至图9，本实用新型提供了一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，包括除油塔101、第一换热器102、预加氢及一级加氢反应器103、冷凝器104、常温脱硫塔105、第二换热器106、二级加氢反应器107、钴钼加氢反应器108、精脱硫塔109、超精脱硫塔110，所述除油塔101入口与焦炉煤气管道连接，所述第一换热器102第一入口与除油塔101出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器103入口与第一换热器102第一出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器103出口与第一换热器102第二入口连接，以将经预加氢反应器1031、一级加氢反应器1032中的焦炉煤气输送至第一换热器102中，所述预加氢及一级加氢反应器103出口还与第二换热器106第二入口连接，以将经预加氢反应器1031、一级加氢反应器1032中的焦炉煤气输送至第二换热器106中，所述冷凝器104第一入口与第一换热器102第二出口连接，所述冷凝器104第一入口还与第二换热器106第二出口连接，所述常温脱硫塔105入口与冷凝器104第一出口连接，所述第二换热器106第一入口与常温脱硫塔105出口连接，所述二级加氢反应器107入口与第二换热器106第一出口连接，所述钴钼加氢反应器108入口与二级加氢反应器107出口连接，所述精脱硫塔109第一入口与钴钼加氢反应器108出口连接，所述超精脱硫塔110第一入口与精脱硫塔109第一出口连接，所述超精脱硫塔110第一出口与外部缓冲罐或甲烷化工序连接。

本方案在精脱硫塔109前后两端同时设置有钴钼加氢反应器108、超精脱硫塔110，所述钴钼加氢反应器108设置于二级加氢反应器107与精脱硫塔109之间，以进一步脱除二级加氢反应器107中残留的微量以硫化碳、噻吩为主的有机硫，将焦炉煤气中的残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫转化为无机硫，确保精脱硫塔109中残留的有机硫含量小于0.03ppm，相对于现有常规未设置钴钼加氢反应器108工艺的0.1ppm有机硫脱除水平，本方案脱除焦炉煤气中有机硫的性能大幅提升，所述超精脱硫塔110设置于精脱硫塔109后方，进一步实现对焦炉煤气中残留微量有机硫的高效脱除，将焦炉煤气中有机硫的含量持续、稳定的控制在0.01ppm以下，同时脱除焦炉煤气中残留的无机硫及颗粒物，大幅提升焦炉煤气质量，有效延长甲烷化过程中催化剂的使用寿命。

进一步，所述冷凝器104第二入口与外部水源连接，所述冷凝器104第二出口一侧还设置有热水储存罐1041，所述热水储存罐1041出口与精脱硫塔109第二入口连接，所述热水储存罐1041出口还与超精脱硫塔110第二入口连接。

具体的，所述热水储存罐1041与精脱硫塔109第二入口之间的管道上还设置有预热器、加压器等设备，以使输送至精脱硫塔109第二入口处热水的温度、压力等条件满足使用要求，以为塔内提供喷淋用水，再通过精脱硫塔109第二出口将塔釜中积聚的污水排出至外部；所述热水储存罐1041与超精脱硫塔110第二入口之间的管道上还设置有预热器、加压器等设备，以使输送至超精脱硫塔110第二入口处热水的温度、压力等条件满足使用要求，以为塔内提供喷淋用水，再通过超精脱硫塔110第二出口将塔釜中积聚的污水排出至外部。

参见图2，进一步，所述超精脱硫塔110包括固定座10、塔体20、第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置、喷淋装置、排水装置，所述固定座10设置于水平面上，所述固定座10为耐腐蚀圆台底座或方形底座，所述塔体20设置于固定座10上方，所述塔体20一端为耐腐蚀刚性空心圆筒，另一端为耐腐蚀刚性空心圆台，所述塔体20靠近第一喷淋单元81的一侧设置有进气口21，以将经精脱硫后的焦炉煤气输送至塔体20中，所述塔体20顶部设置有出气口22，以将经超精脱硫后的焦炉煤气输送至甲烷化装置中，所述第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置自下而上依次设置于塔体20内部，所述喷淋装置设置于第一烟气净化装置一侧，所述喷淋装置还设置于第二烟气净化装置一侧，所述排水装置设置于塔体20一侧；

所述第一烟气净化装置包括第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32、第一固定环33、导流槽34、第一排水管35，所述第一文丘里叶片31一端设置于第一固定环33内表面一侧的V形卡槽中，所述第一文丘里叶片31另一端设置于导流槽34一侧的V形卡槽中，所述第二文丘里叶片32与第一文丘里叶片31在塔体20内部倾斜且相对设置，所述第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32与第一固定环33内表面、导流槽34两侧密封配合，以确保焦炉煤气只从第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32通过，所述第一文丘里叶片31与第二文丘里叶片32之间的夹角为135-165°，以提升第二喷淋单元82喷淋的水雾对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32的冲洗效率，以使水流、细微含尘滴液在重力作用下沿第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32倾斜面逐渐流入至U型导流槽34中，确保焦炉煤气均匀、快速通过第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32的缝隙，所述第一固定环33设置于塔体20内壁上，所述第一固定环33为刚性耐腐蚀圆环，并在其内表面开设有若干与文丘里叶片相对应的V形卡槽，所述导流槽34设置于第一排水管35上方，所述导流槽34两端与第一固定环33内表面密封配合，以汇集各叶片向导流槽34流入的水流及滴落的细微含尘滴液，在导流槽34中形成含尘污水，所述导流槽34为U形导流槽，在其两侧开设有若干与文丘里叶片相对应的V形卡槽，且在其底部开设有若干导流通孔或条形缺口，所述第一排水管35一端上方开设有与导流槽34相对应的弧面缺口，所述第一排水管35一端的弧面缺口与导流槽34的导流通孔或条形缺口连通，以将导流槽34中的含尘污水输送至第一排水管35中，并支撑导流槽34重量，所述第一排水管35另一端设置于塔体20外部，所述第一排水管35为刚性耐腐蚀管体，以将U型导流槽34中的含尘污水排出至塔体20外部，该含尘污水需经净化后才能循环使用；

所述分流装置为耐腐蚀圆锥形分流板41，所述圆锥形分流板41与塔体20内壁相配合，以对经第一烟气净化装置的焦炉煤气进行分流；

所述催化装置包括第一隔板网51、第二隔板网52、第三隔板网53、第四隔板网54、第五隔板网55、第六隔板网56、第一烟气导流板57、第二烟气导流板58，各隔板网结构相同，为耐腐蚀钢丝网，所述第一隔板网51、第三隔板网53、第五隔板网55上方平铺一层氧化铝瓷球，以增加焦炉煤气通过第一催化空间、第二催化空间、第三催化空间时的透气性，所述第一隔板网51设置于塔体20内部靠近圆锥形分流板41的一侧，所述第二隔板网52与第一隔板网51在塔体20内部相对设置，形成设置催化剂的第一催化空间，所述第三隔板网53与第二隔板网52在塔体20内部相邻设置，所述第四隔板网54与第三隔板网53在塔体20内部相对设置，形成设置催化剂的第二催化空间，所述第五隔板网55与第四隔板网54在塔体20内部相邻设置，所述第六隔板网56与第五隔板网55在塔体20内部相对设置，形成设置催化剂的第三催化空间，所述第一烟气导流板57设置于第二隔板网52与第三隔板网53之间，以使经过第一催化空间后的焦炉煤气更加均匀的向第二催化空间逸散，所述第二烟气导流板58设置于第四隔板网54与第五隔板网55之间，以使经过第二催化空间后的焦炉煤气更加均匀的向第三催化空间逸散；

所述导流装置为烟气导流单元61，以脱除经第三催化空间后焦炉煤气中残留的无机硫，并对其进行导流，确保焦炉煤气自塔体20中心向塔体20内部均匀逸散；所述第二烟气净化装置为超精细除雾单元71，以进一步去除焦炉煤气中残留的超细小颗粒物及水雾；

所述喷淋装置包括第一喷淋单元81、第二喷淋单元82、第三喷淋单元83，所述第一喷淋单元81设置于塔体20内部第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32的下方，以对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32下方进行冲洗，防止细微含尘滴液堵塞叶片，所述第二喷淋单元82设置于塔体20内部第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32的上方，以对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32上方进行冲洗，防止细微含尘滴液堵塞叶片，所述第三喷淋单元83设置于超精细除雾单元71下方，以对经过第三催化空间的焦炉煤气进一步冲洗，以使焦炉煤气充分雾化；

所述排水装置包括第二排水管91、第三排水管92、排水泵93，所述第二排水管91一端设置于烟气导流单元61一侧，所述第二排水管91另一端与排水泵93连接，将烟气导流单元61一侧即第一整流台611一侧的含尘污水排出至塔体20外部，所述第三排水管92一端设置于塔体20底部一侧，所述第三排水管92另一端与排水泵93连接，以将塔体20底部积聚的含尘污水排出至塔体20外部。

具体的，所述第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32上端外表面设置有第二回流钩311，所述第二回流钩311与第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32外表面之间形成开口向下的槽，以使焦炉煤气经过第二回流钩311时形成局部涡流，进而使焦炉煤气中的颗粒物与液滴更加充分的碰撞，净化效果更好。

具体的，所述圆锥形分流板41与第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32相对设置，以使焦炉煤气通过第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32后的空间减小，焦炉煤气流速增加，进而使焦炉煤气以更快的速度从圆锥形分流板41上的分流孔411通过，提升焦炉煤气通过速率，同时圆锥形分流板41与第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32之间形成低压区，焦炉煤气在通过分流孔411时不断与圆锥形分流板41靠近第一文丘里叶片31及第二文丘里叶片32的一侧碰撞，焦炉煤气中的小滴液不断碰撞后形成较大的滴液，小颗粒物相互碰撞形成较大的颗粒物，颗粒物被吸附在液滴中成为含尘滴液，含尘滴液在自身重力及低压吸附作用下落入第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32内部，含尘滴液逐渐在U型导流槽34中聚集，形成含尘污水，再通过第一排水管35将含尘污水排出至塔体20外部。通过以上设置，高效去除焦炉煤气中残留的颗粒物。

本方案设置有第一催化空间、第二催化空间、第三催化空间以及各催化空间之间的第一烟气导流板57、第二烟气导流板58，所述第一催化空间中设置有若干蜂窝状催化剂，所述蜂窝状催化剂开设的若干竖直通孔与第一隔板网51网孔相连通，将焦炉煤气从无序输送转换为有序输送，以使去除颗粒物后的焦炉煤气沿若干竖直通孔从第一隔板网51向第二隔板网52方向快速通过，进而提升第一催化空间中的焦炉煤气进气速率，以初步脱除焦炉煤气中的硫化碳、噻吩等有机硫，焦炉煤气从第二隔板网52通过，再将焦炉煤气从有序转化为无序；初步脱除硫化碳、噻吩等有机硫的焦炉煤气通过第一烟气导流板57，更加均匀、快速、温度稳定的将焦炉煤气输送至第二催化空间中；所述第二催化空间中设置有若干颗粒状/球状的催化剂，催化剂之间无序排列，输送至第二催化空间中无序的焦炉煤气与若干颗粒状/球状催化剂充分接触，以进一步脱除焦炉煤气中的硫化碳、噻吩等有机硫；进一步脱除硫化碳、噻吩等有机硫的焦炉煤气通过第二烟气导流板58，更加均匀、快速、温度稳定的将焦炉煤气输送至第三催化空间中；所述第三催化空间中设置有若干颗粒状/球状的催化剂，催化剂之间无序排列，输送至第三催化空间中无序的焦炉煤气与若干颗粒状/球状催化剂充分接触，所述第三催化空间中催化剂的尺寸小于第二催化空间中催化剂的尺寸，以提升第三催化空间中催化剂的比表面积，进而提升第三催化空间的催化性能，以进一步脱除焦炉煤气中的硫化碳、噻吩等有机硫；通过设置第一催化空间、第二催化空间、第三催化空间，实现了对焦炉煤气中的硫化碳、噻吩等有机硫高效脱除，确保将焦炉煤气中的有机硫控制在0.01ppm以下。具体的，所述催化剂为CNJ-5或Pd/Ru。

参见图5，进一步，所述圆锥形分流板41上开设有若干分流孔411，所述分流孔411为圆形、椭圆形孔、方孔之一或其组合，各分流孔411沿圆锥形分流板41的平面向弧面方向依次设置，且分流孔411孔径逐步减小，以提升焦炉煤气通过速率，以使经过第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32后的焦炉煤气快速输送至第一催化空间下方。

参见图8，进一步，所述第一烟气导流板57、第二烟气导流板58结构相同，所述第一烟气导流板57包括导流基板571、横向加强筋572、竖向加强筋573，所述导流基板571固定设置于塔体20内壁上，所述导流基板571与塔体20相匹配，所述导流基板571为内部中空的圆形刚性板体，耐腐蚀、导热，所述横向加强筋572设置于导流基板571两侧，所述竖向加强筋573设置于导流基板571两侧，以提升导流基板571两侧强度，所述横向加强筋572与竖向加强筋573垂直交错设置并形成若干导气区，所述横向加强筋572、竖向加强筋573耐腐蚀性强、导热性良好，所述导气区两侧开设有若干第一导气孔574，其孔径为5-20mm。

具体的，焦炉煤气自第二隔板网52或第四隔板网54一侧进入至导流基板571内部的空腔，该侧表面各第一导气孔574周围形成若干局部涡流，导流基板571内部形成低压区，焦炉煤气再从导流基板571内部向第三隔板网53或第五隔板网55一侧快速流出，该侧表面各第一导气孔574周围也形成若干局部涡流，通过以上设置，以使从第一烟气导流板57向第二催化空间输送的焦炉煤气更加均匀、快速，同时使从第二烟气导流板58向第三催化空间输送的焦炉煤气更加均匀、快速。

具体的，单位时间内更多的焦炉煤气从导流基板571快速通过，焦炉煤气与导流基板571、横向加强筋572、竖向加强筋573不断换热，促使第一烟气导流板57、第二烟气导流板58温度局部升高，进而使第一烟气导流板57、第二烟气导流板58两侧的焦炉煤气温度相一致，提高焦炉煤气通过催化装置时温度的稳定性，避免出现飞温，有效防止催化剂局部失效，有利于焦炉煤气通过催化剂时，其含有的硫化碳、噻吩等有机硫稳定、持续的正向转化为无机硫，避免焦炉煤气温度局部降低时发生可逆反应，确保焦炉煤气中的硫化碳、噻吩等有机硫在第一催化空间、第二催化空间、第三催化空间中充分转化为无机硫，以将焦炉煤气中有机硫降低至最低水平。再将经过第一催化空间、第二催化空间、第三催化空间后的焦炉煤气输送至第一整流台611中，进一步脱除焦炉煤气中残留的无机硫，脱除无机硫后的焦炉煤气再通过分流筒613进入塔体20内部，然后通过超精细除雾层叶片713，去除焦炉煤气中的超细小颗粒物及水雾，焦炉煤气再从塔体20顶部出气口22输送至外部缓冲罐或甲烷化工序。经实验检测，甲烷化工序入口端焦炉煤气中有机硫含量小于0.01ppm。

参见图2、图3、图9，进一步，所述烟气导流单元61包括第一整流台611、第二整流台612、分流筒613，所述第一整流台611设置于第六隔板网56上方，所述第一整流台611为刚性耐腐蚀空心锥台，所述第一整流台611两端开设有若干通孔，以使经催化装置后的焦炉煤气从第一整流台611向分流筒613、第二整流台612方向通过，所述第二整流台612设置于第三喷淋单元83下方，所述第二整流台612为刚性耐腐蚀实心锥台，所述分流筒613设置于第一整流台611与第二整流台612之间，所述分流筒613为刚性耐腐蚀圆筒，所述分流筒613筒壁上开设有若干第二导气孔6131。

具体的，所述第一整流台611中填充有中温氧化锌球粒，以与通过催化装置后焦炉煤气中残留的无机硫反应，将无机硫转化为ZnS，确保焦炉煤气中不含无机硫，去除无机硫的焦炉煤气再从分流筒613向塔体20内部逸散，此时焦炉煤气中仍含有超细小颗粒物及水雾。

参见图2，进一步，所述第一喷淋单元81包括第一输水管811、第一微型喷雾器812，所述第一输水管811设置于第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32下方，所述第一输水管811为刚性耐腐蚀管体，并与第一排水管35接触或固定，以支撑第一排水管35，防止其受力变形，所述第一输水管811上设置有若干第一微型喷雾器812，所述第一微型喷雾器812输出端与第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32相对设置，以对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32喷淋水雾，以使焦炉煤气充分雾化，并对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32下方充分冲洗，以去除第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32中的细微含尘滴液，以防止第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32下方的缝隙堵塞，细微含尘滴液逐渐在塔体20底部聚集并与塔体20底部中的积水混合后形成含尘污水，所述第二喷淋单元82包括第二输水管821、第二微型喷雾器822，所述第二输水管821设置于第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32上方，所述第二输水管821为刚性耐腐蚀管体，所述第二输水管821上设置有若干第二微型喷雾器822，所述第二微型喷雾器822输出端与第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32相对设置，以对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32喷淋水雾，以使焦炉煤气雾化，并对第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32上方充分冲洗，以去除第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32中的细微含尘滴液，以防止第一文丘里叶片31、第二文丘里叶片32上方的缝隙堵塞，细微含尘滴液逐渐在U型导流槽34中聚集，形成含尘污水，所述第三喷淋单元83包括第三输水管831、第三微型喷雾器832，所述第三输水管831设置于第二整流台612上方，所述第三输水管831为刚性耐腐蚀管体，所述第三输水管831上设置有若干第三微型喷雾器832，所述第三微型喷雾器832输出端与第一整流台611相对设置，以对分流筒613向塔体20内部逸散的焦炉煤气充分喷淋水雾，以使焦炉煤气充分雾化。

具体的，含尘污水排放至塔体20外部后，经净化仪器去除其中含有的颗粒物、超细小颗粒物、硫化物及其它杂质后，可供循环使用或其它工序使用。

参见图2、图6，进一步，所述超精细除雾单元71包括第二固定环711、支撑杆712、超精细除雾层叶片713，所述第二固定环711设置于塔体20内壁上，所述第二固定环711为刚性耐腐蚀圆环，所述第二固定环711靠近塔体20中线的一侧开设有若干与超精细除雾层叶片713截面相应的卡槽，用于设置超精细除雾层叶片713，所述支撑杆712端部开设有若干与超精细除雾层叶片713截面相应的卡槽，用于设置超精细除雾层叶片713，所述支撑杆712固定设置于第三输水管831上方，以确保第二固定环711与支撑杆712之间设置的锥台状超精细除雾层叶片713牢固、稳定，所述超精细除雾层叶片713一端设置于第二固定环711一侧的卡槽中，所述超精细除雾层叶片713另一端设置于支撑杆712端部的卡槽中，所述超精细除雾层叶片713形成锥台形状。

具体的，焦炉煤气经第三微型喷雾器832充分喷淋水雾后，焦炉煤气充分雾化，而焦炉煤气中仍含有超细小颗粒物，超细小颗粒物随焦炉煤气上升，在惯性离心力的作用下，超细小颗粒物在锥台形状的超精细除雾层叶片713的表面不断附着、碰撞，与水雾相结合后形成超细小颗粒物滴液，超细小颗粒物滴液不断碰撞、聚集，聚集到一定程度时，在自身重力作用下脱离超精细除雾层叶片713，从而彻底去除焦炉煤气中残留的超细小颗粒物及水雾，确保甲烷化入口端焦炉煤气中有机硫含量小于0.01ppm，同时焦炉煤气中不含颗粒物及超细小颗粒物，显著提升焦炉煤气质量，从而大幅延长甲烷化过程中催化剂使用寿命。

参见图7，进一步，所述超精细除雾层叶片713截面呈带回流钩多弯结构，所述超精细除雾层叶片713弯道最顶端还设置有若干第一回流钩7131，所述第一回流钩7131与超精细除雾层叶片713表面之间设置有开口向下的槽，以促使焦炉煤气通过第一回流钩7131时产生局部涡流，增加离心加速度，进而使焦炉煤气中的超细小颗粒物与水雾接触更加充分，以进一步提升超精细除雾层叶片713对超细小颗粒物的脱除效果。

进一步，所述塔体20底部一侧还设置有液位计221，以实时显示塔体20底部中含尘污水水量，以便于及时将其通过第三排水管92排出至塔体20外部。

参见图1至图9，本实用新型还提供了一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除工艺，包括以下步骤：

(S1)预处理：所述除油塔101入口处焦炉煤气进气量＞3500Nm3，温度为35～50℃，压力为0.25～0.35MPa，氧含量＜0.5％，硫化氢含量＜50mg/Nm3，氨含量＜50mg/Nm3，苯萘含量＜2～3g/Nm3，粉尘含量＜0.1mg/Nm3，经除油塔101对焦炉煤气脱油，以使除油塔101出口处焦炉煤气中焦油含量＜3mg/Nm3；

(S2)一次换热升温：将预加氢及一级加氢反应器103出口中的焦炉煤气输送至第一换热器102第二入口中，以使预加氢及一级加氢反应器103出口中的330～360℃焦炉煤气与第一换热器102第一入口中的35～50℃焦炉煤气换热，以将第一换热器102第一出口中的焦炉煤气加热至220～240℃；

具体的，先将经除油塔101后的焦炉煤气输送至第一换热器102中，将其温度加热至220～240℃，再将220～240℃焦炉煤气输送至并联的预加氢反应器1031及一级加氢反应器1032中，以脱除焦炉煤气中的大部分有机硫，而有机硫转化为无机硫过程中释放较多热量，致使预加氢及一级加氢反应器103出口焦炉煤气温度上升至330～360℃，该焦炉煤气中含有大量热量，如直接输送至冷凝器104中冷凝，将浪费大量热能资源。本方案将预加氢及一级加氢反应器103出口中的330～360℃焦炉煤气分为两路，一路与第一换热器102第一入口中的35～50℃焦炉煤气换热，以使高温焦炉煤气和低温焦炉煤气在第一换热器102中充分热交换，进而将第一换热器102第一出口中的焦炉煤气加热至220～240℃，既充分利用了焦炉煤气中的大量高温热量，又不需额外设置空预器，从而大幅降低除油塔101至预加氢及一级加氢反应器103之间焦炉煤气的热处理成本。

(S3)预加氢转化及一级加氢转化：所述预加氢反应器1031与一级加氢反应器1032并联，使220～240℃的焦炉煤气依次通过预加氢反应器1031、一级加氢反应器1032，所述预加氢反应器1031与一级加氢反应器1032中分别填装有铁锰催化剂，将焦炉煤气中的大部分有机硫转化为硫化氢，将焦炉煤气中的氧加氢转化为水，将焦炉煤气中的不饱和烃转化为饱和烃，上述反应为放热反应，预加氢转化及一级加氢转化出口温度升至330～360℃；

(S4)冷凝：将经预加氢反应器1031、一级加氢反应器1032转化后的焦炉煤气输送至冷凝器104中，将焦炉煤气温度降低至35～50℃，并脱除焦炉煤气中的游离水；

(S5)常温脱硫；将经冷凝后的焦炉煤气输送至常温脱硫塔105中，以脱除焦炉煤气中的硫化氢，将硫化氢含量降低至20mg/Nm3以下，同时脱除焦炉煤气中残留的氨、苯萘、焦油、氯化氢、砷、粉尘等杂质；

(S6)二次换热升温：将预加氢及一级加氢反应器103出口中的焦炉煤气输送至第二换热器106第二入口中，以使预加氢及一级加氢反应器103出口中的330～360℃焦炉煤气与第二换热器106第一入口中的35～50℃焦炉煤气换热，以将第二换热器106第一出口中的焦炉煤气加热至260～290℃；

具体的，本方案将预加氢及一级加氢反应器103出口中的330～360℃焦炉煤气分为两路，另一路与第二换热器106第一入口中的35～50℃焦炉煤气换热，以使高温焦炉煤气和低温焦炉煤气在第二换热器106中充分热交换，进而将第二换热器106第一出口中的焦炉煤气加热至260～290℃，既充分利用了焦炉煤气中的大量高温热量，又不需额外设置空预器，从而大幅降常温脱硫塔105至二级加氢反应器107之间焦炉煤气的热处理成本。

(S7)二级加氢转化：将260～290℃焦炉煤气输送至二级加氢反应器107中，所述二级加氢反应器107中填装有铁锰催化剂和/或铁钼催化剂，将焦炉煤气中剩余的小部分有机硫转化为无机硫，同时将焦炉煤气中残留的氧、不饱和烃转化为水、饱和烃，此时焦炉煤气中仍残留有以硫化碳、噻吩为主的微量有机硫，所述二级加氢反应器107出口焦炉煤气温度为310～330℃；

(S8)钴钼加氢转化：将经二级加氢反应器107后的焦炉煤气输送至钴钼加氢反应器108中，所述钴钼加氢反应器108中填装有钴钼催化剂，进一步将焦炉煤气中残留的微量有机硫转化为无机硫，所述钴钼加氢反应器108出口温度为320～340℃；

由于步骤S7有机硫中残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫难以去除，而步骤S9中氧化锌脱除有机硫的能力相对于硫化氢较弱，可以脱除无机硫，但难以有效脱除焦炉煤气中残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫。如不在二级加氢反应器107与精脱硫塔109之间设置钴钼加氢反应器108，则经精脱硫塔109脱硫后的焦炉煤气中有机硫含量通常大于0.1ppm，有机硫含量偏高，易引起后续甲烷化工序中催化剂中毒。

本方案在二级加氢反应器107与精脱硫塔109之间设置钴钼加氢反应器108，以进一步脱除步骤S7中残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫，将焦炉煤气中的残留的微量硫化碳、噻吩等有机硫转化为无机硫，确保精脱硫塔109中残留的有机硫含量小于0.03ppm。

(S9)精脱硫：将经钴钼加氢反应器108后的焦炉煤气输送至精脱硫塔109中，所述精脱硫塔109中填装有中温氧化锌脱硫剂，脱除焦炉煤气中残留的无机硫，所述精脱硫塔109第一出口焦炉煤气中残留的有机硫含量小于0.03ppm；

(S10)超精脱硫：将经精脱硫塔109后的焦炉煤气输送至超精脱硫塔110中，进一步将焦炉煤气中残留的极微量有机硫转化为无机硫，同时脱除焦炉煤气中残留的无机硫及颗粒物，所述超精脱硫塔110第一出口温度为290-310℃，焦炉煤气中残留的有机硫含量小于0.01ppm。

具体的，所述超精脱硫塔110中填装有CNJ-5或Pd/Ru催化剂，进一步将焦炉煤气中残留的极微量有机硫转化为无机硫，所述超精脱硫塔110中还填装有中温氧化锌脱硫剂，进一步脱除焦炉煤气中残留的无机硫，还设置有第一烟气净化装置、分流装置，进一步脱除焦炉煤气中残留的颗粒物，还设置有第二烟气净化装置，进一步脱除焦炉煤气中含有的超细小颗粒物及水雾，大幅提升焦炉煤气质量。

具体的，通过在精脱硫塔109后再设置超精脱硫塔110，将焦炉煤气中有机硫含量从0.03ppm降低至0.01ppm以下，解决了精脱硫塔109对焦炉煤气脱硫后有机硫含量较易波动的难题，确保焦炉煤气中有机硫含量持续、稳定的低于0.01ppm，显著提升甲烷化工序中催化剂使用寿命，提高甲烷化工艺稳定性。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：包括除油塔、第一换热器、预加氢及一级加氢反应器、冷凝器、常温脱硫塔、第二换热器、二级加氢反应器、钴钼加氢反应器、精脱硫塔、超精脱硫塔，所述除油塔入口与焦炉煤气管道连接，所述第一换热器第一入口与除油塔出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器入口与第一换热器第一出口连接，所述预加氢及一级加氢反应器出口与第一换热器第二入口连接，所述预加氢及一级加氢反应器出口还与第二换热器第二入口连接，所述冷凝器第一入口与第一换热器第二出口连接，所述冷凝器第一入口还与第二换热器第二出口连接，所述常温脱硫塔入口与冷凝器第一出口连接，所述第二换热器第一入口与常温脱硫塔出口连接，所述二级加氢反应器入口与第二换热器第一出口连接，所述钴钼加氢反应器入口与二级加氢反应器出口连接，所述精脱硫塔第一入口与钴钼加氢反应器出口连接，所述超精脱硫塔第一入口与精脱硫塔第一出口连接，所述超精脱硫塔第一出口与外部缓冲罐或甲烷化工序连接。

2.如权利要求1所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述冷凝器第二入口与外部水源连接，所述冷凝器第二出口一侧还设置有热水储存罐，所述热水储存罐出口与精脱硫塔第二入口连接，所述热水储存罐出口还与超精脱硫塔第二入口连接。

3.如权利要求1所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述超精脱硫塔包括固定座、塔体、第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置、喷淋装置、排水装置，所述固定座设置于水平面上，所述塔体设置于固定座上方，所述第一烟气净化装置、分流装置、催化装置、导流装置、第二烟气净化装置自下而上依次设置于塔体内部，所述喷淋装置设置于第一烟气净化装置一侧，所述喷淋装置还设置于第二烟气净化装置一侧，所述排水装置设置于塔体一侧，所述第一烟气净化装置包括第一文丘里叶片、第二文丘里叶片、第一固定环、导流槽、第一排水管，所述第一文丘里叶片一端设置于第一固定环一侧，所述第一文丘里叶片另一端设置于导流槽一侧，所述第二文丘里叶片与第一文丘里叶片在塔体内部倾斜且相对设置，所述第一固定环设置于塔体内壁上，所述导流槽设置于第一排水管上方，所述第一排水管一端与导流槽连通，所述第一排水管另一端设置于塔体外部，所述分流装置为圆锥形分流板，所述催化装置包括第一隔板网、第二隔板网、第三隔板网、第四隔板网、第五隔板网、第六隔板网、第一烟气导流板、第二烟气导流板，所述第一隔板网设置于塔体内部靠近圆锥形分流板的一侧，所述第二隔板网与第一隔板网在塔体内部相对设置，所述第三隔板网与第二隔板网在塔体内部相邻设置，所述第四隔板网与第三隔板网在塔体内部相对设置，所述第五隔板网与第四隔板网在塔体内部相邻设置，所述第六隔板网与第五隔板网在塔体内部相对设置，所述第一烟气导流板设置于第二隔板网与第三隔板网之间，所述第二烟气导流板设置于第四隔板网与第五隔板网之间，所述导流装置为烟气导流单元，所述第二烟气净化装置为超精细除雾单元，所述喷淋装置包括第一喷淋单元、第二喷淋单元、第三喷淋单元，所述第一喷淋单元设置于塔体内部第一文丘里叶片、第二文丘里叶片的下方，所述第二喷淋单元设置于塔体内部第一文丘里叶片、第二文丘里叶片的上方，所述第三喷淋单元设置于超精细除雾单元下方，所述排水装置包括第二排水管、第三排水管、排水泵，所述第二排水管一端设置于烟气导流单元一侧，所述第二排水管另一端与排水泵连接，所述第三排水管一端设置于塔体底部一侧，所述第三排水管另一端与排水泵连接。

4.如权利要求3所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述圆锥形分流板上开设有若干分流孔，所述分流孔为圆形、椭圆形孔、方孔之一或其组合。

5.如权利要求3所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述第一烟气导流板、第二烟气导流板结构相同，所述第一烟气导流板包括导流基板、横向加强筋、竖向加强筋，所述导流基板为内部中空的圆形刚性板体，所述横向加强筋设置于导流基板两侧，所述竖向加强筋设置于导流基板两侧，所述横向加强筋与竖向加强筋垂直交错设置并形成若干导气区，所述导气区两侧开设有若干第一导气孔。

6.如权利要求3所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述烟气导流单元包括第一整流台、第二整流台、分流筒，所述第一整流台设置于第六隔板网上方，所述第二整流台设置于第三喷淋单元下方，所述分流筒设置于第一整流台与第二整流台之间，所述分流筒筒壁上开设有若干第二导气孔。

7.如权利要求3所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述第一喷淋单元包括第一输水管、第一微型喷雾器，所述第一输水管设置于第一文丘里叶片、第二文丘里叶片下方，并与第一排水管接触，所述第一输水管上设置有若干第一微型喷雾器，所述第一微型喷雾器输出端与第一文丘里叶片、第二文丘里叶片相对设置，所述第二喷淋单元包括第二输水管、第二微型喷雾器，所述第二输水管设置于第一文丘里叶片、第二文丘里叶片上方，所述第二输水管上设置有若干第二微型喷雾器，所述第二微型喷雾器输出端与第一文丘里叶片、第二文丘里叶片相对设置，所述第三喷淋单元包括第三输水管、第三微型喷雾器，所述第三输水管设置于第二整流台上方，所述第三输水管上设置有若干第三微型喷雾器，所述第三微型喷雾器输出端与第一整流台相对设置。

8.如权利要求3所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述超精细除雾单元包括第二固定环、支撑杆、超精细除雾层叶片，所述第二固定环设置于塔体内壁上，所述第二固定环靠近塔体中线的一侧开设有若干与超精细除雾层叶片截面相应的卡槽，所述支撑杆端部开设有若干与超精细除雾层叶片截面相应的卡槽，所述支撑杆设置于第三输水管上方，所述超精细除雾层叶片一端设置于第二固定环一侧的卡槽中，所述超精细除雾层叶片另一端设置于支撑杆端部的卡槽中，所述超精细除雾层叶片形成锥台形状。

9.如权利要求8所述的焦炉煤气中有机硫的超深度脱除装置，其特征在于：所述超精细除雾层叶片截面呈带回流钩多弯结构，所述超精细除雾层叶片弯道最顶端还设置有若干第一回流钩。

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