CN215388654U - 一种高炉煤气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉煤气净化装置，包括高炉煤气进气管道，高炉煤气进气管道与脱氯机构的进气端相连接，脱氯机构的出气端连接有催化水解机构的进气端，催化水解机构的出气端连接有高炉煤气余压透平，高炉煤气余压透平上连接有脱硫机构的进气端，脱硫机构的出气端与高炉煤气出气管道相连接，脱氯机构采用并联设置的主脱氯塔和备用脱氯塔。本实用新型的高炉煤气净化装置设置合理，脱氯机构和催化水解机构均置于高炉煤气余压透平之前，保证催化塔水解塔能高效催化，脱氯机构采用两个并联设置的脱氯塔，根据阻力降情况，可随时切换或全部投入运行，当床层阻力过大时高炉煤气净化装置切换至备用塔脱氯塔，使得系统阻力降始终维持在一定范围内。

Description

一种高炉煤气净化装置

技术领域

本实用新型适于高炉废气处理技术领域，涉及高炉煤气净化，具体涉及一种高炉煤气净化装置。

背景技术

高炉煤气是高炉在炼铁过程中副产的一种低热值燃气，现有钢铁企业均用该煤气作为焦煤炼焦、铁矿石烧结、热风炉等加热的燃料。由于送入高炉的烧结矿和焦炭及煤粉中含有硫、氯等元素，且高炉内为还原性气氛，因此高炉煤气中含有COS、H₂S、HCl等有害气体，其中COS与H₂S的含量分别占总硫量的70％、20％左右。此外，高炉煤气中还带有一定量的灰尘。目前国内钢企高炉煤气广泛采用干法除尘，然后进入TRT(高炉煤气余压透平发电装置)利用余压发电后经低压管网送至用户的流程，除去其中夹带的灰尘并回收煤气的余压能量。该工艺并不能去除高炉煤气中所含的COS、H₂S、HCl等酸性气体，导致后续煤气管道及其附属设备出现腐蚀问题，形成煤气泄漏隐患，高炉煤气中的COS、H₂S在终端燃烧过程产生的SO₂随尾气排放，对环境造成了一定的影响。

随着国家对环保节能要求的不断加强，生态环境部等五部委联合印发的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》正式出台，要求烟气中的SO₂排放浓度不能高于35mg/Nm3。因此，采用新技术对高炉煤气进行集中治理，脱除其中的氯和硫，是钢铁企业势在必行要实施的环保举措。

现有技术的缺陷如下：

第一，鉴于高炉煤气产量巨大，采用传统的SO₂脱除方法，需要在不同的终端用户处分别建设脱硫装置，建设成本和运营成本相对较大，不能适应新形势下环保要求。

第二，企业为解决酸性气体对管道等的腐蚀问题，尝试过很多措施，如在高炉煤气管道内部喷涂重防腐材料(如环氧玻璃鳞片)，采用抗氯离子腐蚀不锈钢材料。但因防腐涂料易脱落及特种不锈钢资金投入大，收效不太理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种高炉煤气净化装置，在不影响现有高炉及其附属设备运行的条件下，解决现有技术中高炉煤气净化时脱氯、催化水解和脱硫效率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种高炉煤气净化装置，包括高炉煤气进气管道，高炉煤气进气管道与脱氯机构的进气端相连接，所述的脱氯机构的出气端连接有催化水解机构的进气端，催化水解机构的出气端连接有高炉煤气余压透平的进气端；所述的高炉煤气余压透平的出气端连接有脱硫机构的进气端，脱硫机构的出气端与高炉煤气出气管道相连接；

所述的脱氯机构包括主脱氯塔进气管道，主脱氯塔进气管道的进气端与高炉煤气进气管道相连通，主脱氯塔进气管道的出气端与主脱氯塔的顶端相连接；所述的主脱氯塔的底端连通有主脱氯塔出气管道的进气端，主脱氯塔出气管道的出气端与催化水解机构的催化水解机构进气管的进气端相连接；

所述的脱氯机构还包括与主脱氯塔进气管道并联设置的备用脱氯塔进气管道，备用脱氯塔进气管道的进气端与高炉煤气进气管道相连通，备用脱氯塔进气管道的出气端与备用脱氯塔的顶端相连接；所述的备用脱氯塔的底端设置有备用脱氯塔出气管道的进气端，备用脱氯塔出气管道的出气端与催化水解机构进气管的进气端相连接；所述的主脱氯塔和备用脱氯塔为并联设置。

本实用新型还具有如下特征：

所述的主脱氯塔进气管道上设置有主脱氯塔进气阀门；所述的主脱氯塔出气管道上设置有主脱氯塔出气阀门；所述的备用脱氯塔进气管道上设置有备用脱氯塔进气阀门；所述的备用脱氯塔出气管道上设置有备用脱氯塔出气阀门。

所述的主脱氯塔和备用脱氯塔的结构相同，所述的主脱氯塔包括脱氯塔外壳，脱氯塔外壳内的空间为脱氯塔内腔；所述的脱氯塔内腔内设置有脱氯填料层，脱氯填料层的顶端和底端分别设置有上陶瓷垫层和下陶瓷垫层；所述的下陶瓷垫层的底端设置有底层多孔支撑板。

所述的催化水解机构包括与脱氯机构连通的催化水解机构进气管道的进气端，催化水解机构进气管道的出气端与第一催化水解塔的顶端相连接；所述的第一催化水解塔的底端设置有第一催化水解塔连接管道的出气端，第一催化水解塔连接管道的出气端与第二催化水解塔的顶端相连接，第二催化水解塔的底端连通有催化水解机构出气管道的进气端；所述的催化水解机构出气管道的出气端与高炉煤气余压透平的进气端相连接。

所述的第一催化水解塔和第二催化水解塔的结构相同，所述的第一催化水解塔包括催化水解塔外壳，催化水解塔外壳内的空间为催化水解塔内腔；所述的催化水解塔内腔内设置有外多孔套筒，外多孔套筒的顶端可拆卸设置有与外多孔套筒等径的催化剂封闭压板，外多孔套筒的底端设置有中心开孔的圆环形的催化剂支撑板，催化剂支撑板安装在催化水解塔内腔的内壁上；所述的外多孔套筒内的催化剂支撑板上同轴向上设置有内多孔套筒，内多孔套筒的顶端和底端分别于与外多孔套筒的顶端和底端平齐；所述的外多孔套筒、内多孔套筒、催化剂封闭压板和催化剂支撑板形成的空间内填充有催化剂填层；

从催化水解机构进气管道进入的高炉煤气输入至催化水解塔外壳内的顶部，经过催化水解塔外壳的侧壁和外多孔套筒之间的空隙，径向进入催化剂填层中，最后经内多孔套筒从催化剂支撑板的中心开孔输出。

所述的内多孔套筒内的催化剂支撑板上同轴向上设置有顶端和底端均开放的气折流筒，气折流筒开放的底端为催化剂支撑板的中心开孔，气折流筒的筒高小于内多孔套筒的筒高。

所述的高炉煤气进气管道上连通有旁路煤气进气管道的进气端，旁路煤气进气管道的出气端连接有所述的高炉煤气余压透平；所述的旁路煤气进气管道上设置有煤气切换阀门。

所述的脱硫机构包括脱硫塔进气管道，脱硫塔进气管道的进气端与所述的高炉煤气余压透平的出气端相连通，脱硫塔进气管道的出气端连接在脱硫塔上；所述的脱硫塔上还连接有碱液补充管的一端，碱液补充管的另一端连接有碱液补充泵，碱液补充泵通过碱液连接管与碱液补充罐相连通；所述的脱硫塔的顶端设置有高炉煤气出气管道，脱硫塔的底部设置有通向废液槽的废液管。

所述的脱硫塔上还连接有碱液抽取管的一端，碱液抽取管的另一端连接有碱液循环泵；所述的碱液循环泵上连接有碱液输送管的一端，碱液输送管的另一端连接在脱硫塔上。

所述的脱硫塔包括脱硫塔外壳，脱硫塔外壳内的空间为脱硫塔内腔，脱硫塔内腔的下部设置有与碱液抽取管相连通的碱洗溶液池；所述的碱洗溶液池的上方设置有与碱液输送管相连通的碱洗雨淋管组，碱洗溶液池的下方设置有废液管相连通的废液池；所述的碱洗雨淋管组的上方设置有碱洗除沫网。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型流程的高炉煤气净化装置设置合理，有害成分被分级分步脱除，脱氯机构和催化水解机构均置于高炉煤气余压透平之前，保证了催化剂在最佳工艺条件下工作，同时对催化水解机构中的催化剂进行高效保护，避免了HCl对催化剂载体和活性成分的破坏，脱氯机构采用两个并联设置的脱氯塔保证了脱氯效率。

(Ⅱ)本实用新型的脱氯机构中通过阀门控制切换主脱氯塔和备用脱氯塔，根据阻力降情况，主脱氯塔和备用脱氯塔可单独运行或两个同时运行，设置备用脱氯塔能够保证高炉煤气净化装置的运行周期与高炉的运行周期一致，由于高炉煤气中含有一定的灰尘，会逐步增加脱氯塔的床层阻力，当床层阻力增大至一定程度后，高炉煤气净化装置切换至备用塔脱氯塔，使得整个装置的阻力降始终维持在一定范围内。

(Ⅲ)本实用新型的主脱氯塔和备用脱氯塔均采用高空速的轴向塔，并在脱氯塔内采用具有穿透氯容大，磨耗率低的专用吸附脱氯剂，与传统喷淋脱氯法相比，脱氯效率更高。

(Ⅳ)本实用新型中的两个催化水解塔均采用低空速的径向塔，确保了净化装置的低阻力降特性，能将高炉煤气中超过95％以上的COS水解成易于脱除的H₂S，在保证脱除效率的同时，能以相对小的设备尺寸净化处理大流量高炉煤气；由于COS催化水解过程相对困难，本实用新型采用两个串联的催化水解塔保证了COS的催化水解率。

(Ⅴ)本实用新型的高炉煤气净化装置在高效脱除高炉煤气中有害物时，不会对现有高炉的运行造成任何影响，当系统故障导致净化装置运行出问题时，高炉煤气可直接切换进入高炉煤气余压透平，避免影响高炉正常运行。

(Ⅵ)本实用新型的脱硫过程在脱硫塔内完成，通过碱洗雨淋管能将H₂S完全脱除，脱硫效率高，脱硫塔内的碱液可循环利用，节能环保。

(Ⅶ)本实用新型通过吸附、水解、碱洗串联的方法同时去除高炉煤气中氯、硫，有毒有害物去除率高，可有效预防腐蚀，并达到环保要求的排放指标，环保效益好，整套净化装置在运行过程中仅有少量的Na₂S碱液外排，无其它废渣、废气、废液排放。

附图说明

图1为本实用新型的高炉煤气净化装置的整体示意图；

图2为本实用新型的主脱氯塔和备用脱氯塔的结构示意图；

图3为本实用新型的第一催化水解塔和第二催化水解塔的结构示意图；

图4为本实用新型的脱硫塔的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-高炉煤气进气管道，2-脱氯机构，3-催化水解机构，4-高炉煤气余压透平，5-脱硫机构，6-高炉煤气出气管道，7-旁路煤气进气管道，8-煤气切换阀门；

201-主脱氯塔进气管道，202-主脱氯塔，203-主脱氯塔出气管道，204-备用脱氯塔进气管道，205-备用脱氯塔，206-备用脱氯塔出气管道，207-主脱氯塔进气阀门，208-主脱氯塔出气阀门，209-备用脱氯塔进气阀门，210-备用脱氯塔出气阀门；

301-催化水解机构进气管道，302-第一催化水解塔，303-催化水解塔连接管道，304-第二催化水解塔，305-催化水解机构出气管道；

501-脱硫塔进气管道，502-脱硫塔，503-碱液补充管，504-碱液补充泵，505-碱液连接管，506-碱液补充罐，507-废液槽，508-废液管，509-碱液抽取管，510-碱液循环泵，511-碱液输送管；

20201-脱氯塔外壳，20202-脱氯塔内腔，20203-脱氯填料层，20204-上陶瓷垫层，20205-下陶瓷垫层，20206-底层多孔支撑板；

30201-催化水解塔外壳，30202-催化水解塔内腔，30203-外多孔套筒，30204-催化剂封闭压板，30205-催化剂支撑板，30206-内多孔套筒，30207-催化剂填层，30208-气折流筒；

50201-脱硫塔外壳，50202-脱硫塔内腔，50203-碱洗溶液池，50204-碱洗雨淋管组，50205-废液池，50206-碱洗除沫网。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本实用新型主要是提供一种高炉煤气净化装置，在不影响现有高炉及其附属设备运行的条件下，除去高炉煤气中硫、氯元素，以减少高炉煤气对管道和设备的腐蚀，减少安全隐患，提高使用寿命，满足钢铁行业对SO₂超低排放意见的要求。

需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种高炉煤气净化装置，如图1至图4所示，包括高炉煤气进气管道1，高炉煤气进气管道1与脱氯机构2的进气端相连接，脱氯机构2的出气端连接有催化水解机构3的进气端，催化水解机构3的出气端连接有高炉煤气余压透平4的进气端；高炉煤气余压透平4的出气端连接有脱硫机构5的进气端，脱硫机构5的出气端与高炉煤气出气管道6相连接；

脱氯机构2包括主脱氯塔进气管道201，主脱氯塔进气管道201的进气端与高炉煤气进气管道1相连通，主脱氯塔进气管道201的出气端与主脱氯塔202的顶端相连接；主脱氯塔202的底端连通有主脱氯塔出气管道203的进气端，主脱氯塔出气管道203的出气端与催化水解机构3的催化水解机构进气管301的进气端相连接；

脱氯机构2还包括与主脱氯塔进气管道201并联设置的备用脱氯塔进气管道204，备用脱氯塔进气管道204的进气端与高炉煤气进气管道1相连通，备用脱氯塔进气管道204的出气端与备用脱氯塔205的顶端相连接；备用脱氯塔205的底端设置有备用脱氯塔出气管道206的进气端，备用脱氯塔出气管道206的出气端与催化水解机构进气管301的进气端相连接；主脱氯塔202和备用脱氯塔205为并联设置。

作为本实施例的一种优选方案，正常操作时一台脱氯塔运行，另一台备用，保证煤气经过脱氯塔时催化剂床层阻力保持在一定范围内。

本实施例中，主脱氯塔进气管道201上设置有主脱氯塔进气阀门207；主脱氯塔出气管道203上设置有主脱氯塔出气阀门208；备用脱氯塔进气管道204上设置有备用脱氯塔进气阀门209；备用脱氯塔出气管道206上设置有备用脱氯塔出气阀门210。

本实施例中，主脱氯塔进气阀门207、主脱氯塔出气阀门208、备用脱氯塔进气阀门209和备用脱氯塔出气阀门210均为电动阀门。

作为本实施例的一种优选方案，主脱氯塔202和备用脱氯塔205的结构相同，主脱氯塔202包括脱氯塔外壳20201，脱氯塔外壳20201内的空间为脱氯塔内腔20202；脱氯塔内腔20202内设置有脱氯填料层20203，脱氯填料层20203的顶端和底端分别设置有上陶瓷垫层20204和下陶瓷垫层20205；下陶瓷垫层20205的底端设置有底层多孔支撑板20206。

本实施例中，主脱氯塔202和备用脱氯塔205为高炉煤气自上而下流动的轴向结构，其内部自上而下分别为上陶瓷垫层20204、脱氯填料层20203、下陶瓷垫层20205和底层多孔支撑板20206。

本实施例中，脱氯塔外壳20201的材质为Q235B碳钢材质，脱氯塔外壳20201内衬有环氧树脂，用于避免碳钢壳体的氯、硫腐蚀。

本实施例中，脱氯填料层20203的具体填充物为HCl气体吸附剂，HCl气体吸附剂具体为Φ3-Φ5mm的白色或灰白色球状颗粒，正常工况条件下以质量百分数记，HCl气体吸附剂的堆密度为0.65～0.85kg/L，磨耗率<3％，穿透氯容>10％。

上陶瓷垫层20204和下陶瓷垫层20205能够有效防止气流扰动脱氯填料层20203，避免HCl气体吸附剂的磨损和流失，上陶瓷垫层20204和下陶瓷垫层20205具体填充物为颗粒大小不同陶瓷球，陶瓷球的直径范围为Φ3-Φ26mm，其中与催化剂接触的为颗粒为较小的陶瓷球，能够压实催化剂避免其随气流移动，距离脱氯填料层20203越远的陶瓷球的粒径越大。

本实施例中，下陶瓷垫层20205的底端的底层多孔支撑板20206用于支持上陶瓷垫层20204、下陶瓷垫层20205和脱氯填料层20203，底层多孔支撑板20206的开孔尺寸为Φ5-Φ10mm，开孔率为70-80％，底层多孔支撑板20206的材质为304不锈钢材料。

本实施例中，催化水解机构3包括与脱氯机构2连通的催化水解机构进气管道301的进气端，催化水解机构进气管道301的出气端与第一催化水解塔302的顶端相连接；第一催化水解塔302的底端设置有催化水解塔连接管道303的进气端，催化水解塔连接管道303的出气端与第二催化水解塔304的顶端相连接，第二催化水解塔304的底端连通有催化水解机构出气管道305的进气端；催化水解机构出气管道305的出气端与高炉煤气余压透平4的进气端相连接。

本实施例中，第一催化水解塔302和第二催化水解塔304的结构相同，第一催化水解塔302包括催化水解塔外壳30201，催化水解塔外壳30201内的空间为催化水解塔内腔30202；催化水解塔内腔30202内设置有外多孔套筒30203，外多孔套筒30203的顶端可拆卸设置有与外多孔套筒30203等径的催化剂封闭压板30204，外多孔套筒30203的底端设置有中心开孔的圆环形的催化剂支撑板30205，催化剂支撑板30205安装在催化水解塔内腔30202的内壁上；外多孔套筒30203内的催化剂支撑板30205上同轴向上设置有内多孔套筒30206，内多孔套筒30206的顶端和底端分别于与外多孔套筒30203的顶端和底端平齐；外多孔套筒30203、内多孔套筒30206、催化剂封闭压板30204和催化剂支撑板30205形成的空间内填充有催化剂填层30207；

从催化水解机构进气管道301进入的高炉煤气输入至催化水解塔外壳30201内的顶部，经过催化水解塔外壳30201的侧壁和外多孔套筒30203之间的空隙，径向进入催化剂填层30207中，最后经内多孔套筒30206从催化剂支撑板30205的中心开孔输出。

作为本实施例中的一种优选方案，内多孔套筒30206内的催化剂支撑板30205上同轴向上设置有顶端和底端均开放的气折流筒30208，气折流筒30208开放的底端为催化剂支撑板30205的中心开孔，气折流筒30208的筒高小于内多孔套筒30206的筒高。

本实施例中，第一催化水解塔302和第二催化水解塔304的结构为高炉煤气自塔体内壁向塔中心流动的径向结构；高炉煤气进入塔内后，径向依次穿过外多孔套筒30203和内多孔套筒30206后，从气折流筒30208顶端折流向下经催化剂支撑板30205的中心开孔输出。

本实施例中，催化水解塔外壳30201的材质为Q235B碳钢，催化水解塔外壳30201内衬有环氧树脂，外多孔套筒30203、内多孔套筒30206、气折流筒30208、催化剂封闭压板30204和催化剂支撑板30205的材质均为304不锈钢材料。

本实施例中，外多孔套筒30203和内多孔套筒30206上均匀分布有尺寸为Φ2mm的小孔，外多孔套筒30203和内多孔套筒30206的开孔率均为80％，气折流筒30208的筒高度为催化剂填层30207高度的50-70％，气折流筒30208的最优筒高度为催化剂填层30207高度的60％左右。

本实施例中，高炉煤气进气管道1上连通有旁路煤气进气管道7的进气端，旁路煤气进气管道7的出气端连接有高炉煤气余压透平4；旁路煤气进气管道7上设置有煤气切换阀门8。

本实施例中，高炉煤气余压透平的进口气源有两路，一路来自催化水解机构3的高炉煤气，另一路来自进入高炉煤气净化装置但未经过脱氯机构2和催化水解机构3的旁路煤气。正常运行时，高炉煤气余压透平接收来自脱氯机构2和催化水解机构3的高炉煤气。当脱氯机构2和催化水解机构3出现运行故障时，高炉煤气余压透平的进口气源由催化水解机构3来气切换至旁路高炉煤气。

作为本实施例中的一种优选方案，脱硫机构5包括与高炉煤气余压透平4相连接的脱硫塔进气管道501的一端，脱硫塔进气管道501的另一端连接在脱硫塔502上；脱硫塔502上还连接有碱液补充管503的一端，碱液补充管503的另一端连接有碱液补充泵504，碱液补充泵504通过碱液连接管505与碱液补充罐506相连通；脱硫塔502的顶端设置有高炉煤气出气管道6，脱硫塔502的底部设置有通向废液槽507的废液管508。

作为本实施例中的一种优选方案，脱硫塔502上还连接有碱液抽取管509的一端，碱液抽取管509的另一端连接有碱液循环泵510；碱液循环泵510上连接有碱液输送管511的一端，碱液输送管511的另一端连接在脱硫塔502上。

作为本实施例中的一种优选方案，脱硫塔502包括脱硫塔外壳50201，脱硫塔外壳50201内的空间为脱硫塔内腔50202，脱硫塔内腔50202的下部设置有与碱液抽取管509相连通的碱洗溶液池50203；碱洗溶液池50203的上方设置有与碱液输送管511相连通的碱洗雨淋管组50204，碱洗溶液池50203的下方设置有废液管508相连通的废液池50205；碱洗雨淋管组50204的上方设置有碱洗除沫网50206。

本实施例中，碱液循环泵509将碱洗溶液池50203内的碱液抽出，经塔顶的碱洗雨淋管组50204返回脱硫塔内腔50202，脱硫塔502底部还配备有pH测量计和液位计。

本实施例中，碱液补充罐506上设置有就地液位测量仪表；碱液补充罐506内装有一定量的NaOH溶液，当碱洗溶液池50203内的碱液液位太低，或者碱液pH值太低后，碱液补充泵504启动，向碱洗溶液池50203内补充NaOH溶液，当pH大于一定值时，碱液补充泵504停止运行。

本实施例中，碱洗雨淋管组50204包括三层碱液喷淋管，碱洗雨淋管组50204均匀向塔截面喷撒雾化碱液，高炉煤气与碱液逆流而行，进行充分接触后煤气中的H₂S与碱液反应生成Na₂S，煤气得到净化；碱洗雨淋管组50204由不同直径的环管组成，且相邻环管通过一定数量的支管联通，环管和支管上开有大小和方向不同的斜孔，保证喷出的碱液在整个塔截面均匀分布。

本实施例中，碱洗除沫网50206具体为丝网除沫器。

本实用新型的装置的工作过程如下所述：

第一，H₂S含量为1.0mg/Nm3、COS含量为135.0mg/Nm3、HCl含量为30.0mg/Nm3的高炉煤气先进行除尘处理，除尘后的高炉煤气中粉尘含量小于15.0mg/Nm3。

第二，除尘后的高炉煤气进入主脱氯塔202塔内，此时备用脱氯塔205处于备用状态，依次经过上陶瓷垫层20204、脱氯填料层20203、下陶瓷垫层20205和底层多孔支撑板20206后，经主脱氯塔202脱氯后的高炉煤气中的HCl含量低于1.0mg/Nm3。

第三，脱氯后的高炉煤气依次进入两个串联设置的第一催化水解塔302和第二催化水解塔304，高炉煤气自催化水解塔外壳30201与外多孔套筒30203之间的催化水解塔内腔30202环隙进入催化剂填层30207，经催化剂催化水解后自内多孔套筒30206流出后，再经气折流筒30208折流后自第一催化水解塔302和第二催化水解塔304的底端流出。从催化水解机构3中流出的高炉煤气中90％以上的COS水解生成H₂S和CO₂，高炉煤气中COS含量降至10.0mg/Nm3以下，H₂S含量升至约126.0mg/Nm3。

第四，高炉煤气从催化水解机构3中流出后进入高炉煤气余压透平4，高炉煤气携带的余压余热能量，由发电机9发电，从高炉煤气余压透平4流出的高炉煤气压力由240KPa降至20KPa，温度由150℃降至50℃。

第五，高炉煤气从高炉煤气余压透平4流出后进入脱硫塔502塔内，碱液循环泵509将碱洗溶液池50203内的含有NaOH的碱液抽出，经碱液抽取管509和碱液输送管511从脱硫塔502碱洗雨淋管组50204喷淋而下，高炉煤气与喷淋下来的碱液逆流接触，其中的H₂S与碱液中的NaOH反应，生成Na₂S和H₂O；当碱洗溶液池50203内Na₂S富集到一定量后，富含Na₂S的浓液自碱洗溶液池50203底排入废液池50205，废液池50205中的废液经废液管508排至脱硫塔502外的废液槽507中。

第六，当碱液中的NaOH消耗至一定量后，碱洗溶液池50203中碱液的pH值降低，当碱液的pH值低于12时，碱液补充泵504从碱液补充罐506中抽取新的NaOH溶液，经碱液连接管505和碱液补充管503输送至碱洗溶液池50203，加入新的NaOH溶液会使碱洗溶液池50203中碱液的pH值升高，当碱液的pH值到达14时，碱液补充泵504停止运行。

第七，从脱硫塔502中流出的高炉煤气中的H₂S浓度降至5mg/Nm3，经由高炉煤气出气管道6流出。

Claims (10)

1.一种高炉煤气净化装置，包括高炉煤气进气管道(1)，高炉煤气进气管道(1)与脱氯机构(2)的进气端相连接，其特征在于，所述的脱氯机构(2)的出气端连接有催化水解机构(3)的进气端，催化水解机构(3)的出气端连接有高炉煤气余压透平(4)的进气端；所述的高炉煤气余压透平(4)的出气端连接有脱硫机构(5)的进气端，脱硫机构(5)的出气端与高炉煤气出气管道(6)相连接；

所述的脱氯机构(2)包括主脱氯塔进气管道(201)，主脱氯塔进气管道(201)的进气端与高炉煤气进气管道(1)相连通，主脱氯塔进气管道(201)的出气端与主脱氯塔(202)的顶端相连接；所述的主脱氯塔(202)的底端连通有主脱氯塔出气管道(203)的进气端，主脱氯塔出气管道(203)的出气端与催化水解机构(3)的催化水解机构进气管(301)的进气端相连接；

所述的脱氯机构(2)还包括与主脱氯塔进气管道(201)并联设置的备用脱氯塔进气管道(204)，备用脱氯塔进气管道(204)的进气端与高炉煤气进气管道(1)相连通，备用脱氯塔进气管道(204)的出气端与备用脱氯塔(205)的顶端相连接；所述的备用脱氯塔(205)的底端设置有备用脱氯塔出气管道(206)的进气端，备用脱氯塔出气管道(206)的出气端与催化水解机构进气管(301)的进气端相连接；所述的主脱氯塔(202)和备用脱氯塔(205)为并联设置。

2.如权利要求1所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的主脱氯塔进气管道(201)上设置有主脱氯塔进气阀门(207)；所述的主脱氯塔出气管道(203)上设置有主脱氯塔出气阀门(208)；所述的备用脱氯塔进气管道(204)上设置有备用脱氯塔进气阀门(209)；所述的备用脱氯塔出气管道(206)上设置有备用脱氯塔出气阀门(210)。

3.如权利要求1所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的主脱氯塔(202)和备用脱氯塔(205)的结构相同，所述的主脱氯塔(202)包括脱氯塔外壳(20201)，脱氯塔外壳(20201)内的空间为脱氯塔内腔(20202)；所述的脱氯塔内腔(20202)内设置有脱氯填料层(20203)，脱氯填料层(20203)的顶端和底端分别设置有上陶瓷垫层(20204)和下陶瓷垫层(20205)；所述的下陶瓷垫层(20205)的底端设置有底层多孔支撑板(20206)。

4.如权利要求1所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的催化水解机构(3)包括与脱氯机构(2)连通的催化水解机构进气管道(301)的进气端，催化水解机构进气管道(301)的出气端与第一催化水解塔(302)的顶端相连接；所述的第一催化水解塔(302)的底端设置有催化水解塔连接管道(303)的进气端，催化水解塔连接管道(303)的出气端与第二催化水解塔(304)的顶端相连接，第二催化水解塔(304)的底端连通有催化水解机构出气管道(305)的进气端；所述的催化水解机构出气管道(305)的出气端与高炉煤气余压透平(4)的进气端相连接。

5.如权利要求4所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的第一催化水解塔(302)和第二催化水解塔(304)的结构相同，所述的第一催化水解塔(302)包括催化水解塔外壳(30201)，催化水解塔外壳(30201)内的空间为催化水解塔内腔(30202)；所述的催化水解塔内腔(30202)内设置有外多孔套筒(30203)，外多孔套筒(30203)的顶端可拆卸设置有与外多孔套筒(30203)等径的催化剂封闭压板(30204)，外多孔套筒(30203)的底端设置有中心开孔的圆环形的催化剂支撑板(30205)，催化剂支撑板(30205)安装在催化水解塔内腔(30202)的内壁上；所述的外多孔套筒(30203)内的催化剂支撑板(30205)上同轴向上设置有内多孔套筒(30206)，内多孔套筒(30206)的顶端和底端分别于与外多孔套筒(30203)的顶端和底端平齐；所述的外多孔套筒(30203)、内多孔套筒(30206)、催化剂封闭压板(30204)和催化剂支撑板(30205)形成的空间内填充有催化剂填层(30207)；

从催化水解机构进气管道(301)进入的高炉煤气输入至催化水解塔外壳(30201)内的顶部，经过催化水解塔外壳(30201)的侧壁和外多孔套筒(30203)之间的空隙，径向进入催化剂填层(30207)中，最后经内多孔套筒(30206)从催化剂支撑板(30205)的中心开孔输出。

6.如权利要求5所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的内多孔套筒(30206)内的催化剂支撑板(30205)上同轴向上设置有顶端和底端均开放的气折流筒(30208)，气折流筒(30208)开放的底端为催化剂支撑板(30205)的中心开孔，气折流筒(30208)的筒高小于内多孔套筒(30206)的筒高。

7.如权利要求1所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的高炉煤气进气管道(1)上连通有旁路煤气进气管道(7)的进气端，旁路煤气进气管道(7)的出气端连接有所述的高炉煤气余压透平(4)；所述的旁路煤气进气管道(7)上设置有煤气切换阀门(8)。

8.如权利要求1所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的脱硫机构(5)包括脱硫塔进气管道(501)，脱硫塔进气管道(501)的进气端与所述的高炉煤气余压透平(4)的出气端相连通，脱硫塔进气管道(501)的出气端连接在脱硫塔(502)上；所述的脱硫塔(502)上还连接有碱液补充管(503)的一端，碱液补充管(503)的另一端连接有碱液补充泵(504)，碱液补充泵(504)通过碱液连接管(505)与碱液补充罐(506)相连通；所述的脱硫塔(502)的顶端设置有高炉煤气出气管道(6)，脱硫塔(502)的底部设置有通向废液槽(507)的废液管(508)。

9.如权利要求8所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的脱硫塔(502)上还连接有碱液抽取管(509)的一端，碱液抽取管(509)的另一端连接有碱液循环泵(510)；所述的碱液循环泵(510)上连接有碱液输送管(511)的一端，碱液输送管(511)的另一端连接在脱硫塔(502)上。

10.如权利要求9所述的高炉煤气净化装置，其特征在于，所述的脱硫塔(502)包括脱硫塔外壳(50201)，脱硫塔外壳(50201)内的空间为脱硫塔内腔(50202)，脱硫塔内腔(50202)的下部设置有与碱液抽取管(509)相连通的碱洗溶液池(50203)；所述的碱洗溶液池(50203)的上方设置有与碱液输送管(511)相连通的碱洗雨淋管组(50204)，碱洗溶液池(50203)的下方设置有废液管(508)相连通的废液池(50205)；所述的碱洗雨淋管组(50204)的上方设置有碱洗除沫网(50206)。

Images