CN216513718U - 一种高炉煤气吸附精脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉煤气吸附精脱硫系统，包括煤气供应管路、第一煤气管路、喷雾降温装置、若干吸附塔、第二煤气管路和PLC控制器；所述煤气供应管路的出口连接第一煤气管路，所述喷雾降温装置安装在第一煤气管路上，且与PLC控制器相连；所述若干吸附塔并列布置，且各吸附塔底部的进气口通过进气支路与第一煤气管路连通，各吸附塔顶部的出气口通过出气支路与第二煤气管路连通。本实用新型的有益效果为：本实用新型设置喷雾降温装置，并与煤气温度进行联锁，当进入脱硫塔前高炉煤气温度高于70℃时，联锁打开吸附塔前的水喷雾装置，将煤气温度降至70℃以下，可保证吸附剂在适宜的温度下进行工作，保证了吸附效率。

Description

一种高炉煤气吸附精脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁生产技术领域，具体涉及一种高炉煤气吸附精脱硫工艺。

背景技术

高炉煤气是钢铁生产过程中的重要燃料，其燃烧产生的污染物（NOx、SO2等）是钢铁生产排放的大气污染物的主要来源之一。近年来，国家的环保政策日益严格，2019年4月，相关部门发布的政策中对高炉热风炉中主要大气污染物的超低排放限值要求为：颗粒物10mg/m3、二氧化硫50mg/m3、氮氧化物200mg/m3。钢铁企业中类似于高炉热风炉的其他采用高炉煤气燃烧的用户（如轧钢加热炉、自备电厂和燃气锅炉等）数量众多，若不配套相应的脱硫设施处理，其烟气均不可能达到超低排放。

从高炉煤气中硫的赋存形态可知，高炉煤气精脱硫工艺的重点仍应是针对其中羰基硫（有机硫）、硫化氢（无机硫）的控制与削减。尽管目前业内鲜见相关成熟应用的工程业绩，但结合钢铁生产流程各工序对高炉煤气使用要求及其硫含量的组成特点，从满足超低排放限值要求出发，高炉煤气储配及其用户精脱硫治理的技术路线多从以下三个方向进行实施：（1）、基于入炉原料控制的前端治理；（2）、针对用户排放末端的烟气精脱硫治理；（3）、基于高炉煤气输配源头的在线治理。上述三种脱硫路线都是将高炉煤气中的有机硫转化为无机硫，然后脱除无机硫（湿法脱硫工艺）；或者通过物理吸附同时吸附有机硫和无机硫（干法脱硫工艺），进而达到脱硫的目的。

干法脱硫工艺是通过分子筛或微晶材料具有的较高表面和孔体积特征，通过负载改性或人工水热合成等手段获得高效的吸附分离效果，实现高炉煤气的脱硫、脱氯、除湿、除油和精除尘，具体步骤如下：

（1）、从TRT或者减压阀组出来的高炉煤气进入并联运行的吸附塔（内装脱硫吸附剂，采用一塔再生，其他塔吸附方式运行），通过吸附煤气中的有机硫，无机硫、氯离子和油等杂质，使其达到净化的目的，以保障末端用户燃烧后的烟气硫含量排放指标满足环保要求。

（2）、吸附塔达到一定饱和程度后，从吸附塔出口端净煤气管网抽取一定量的净煤气作为解吸气，经过蒸汽煤气换热器将解吸气加热到250℃左右，逆着进气方向对吸附饱和的吸附塔床层进行吹扫，使大量的硫化物等杂质在高温下得以完全脱附。脱附完毕后，停止加热再生气，继续用正常再生气逆着进气方向吹扫吸附塔床层，使之冷却至吸附温度。

（3）、每个塔轮流切换再生，解吸气将吸附塔内的无机硫及有机硫等杂质带走，通过管网送往钢铁厂烧结作为燃料气，燃烧后经烧结机的脱硫设施脱硫，烧结烟气实现脱硫达标后排放。

然而，现有的干法脱硫工艺存在问题：当煤气入口温度超过70℃以后，吸附效率急剧下降。而高炉TRT系统或BPRT正常运行时，煤气温度在70℃～90℃。如果TRT或BPRT不正常生产，减压阀组运行时，则煤气温度有可能超过100℃，需要降温处理才能提高吸附材料的吸附效率。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可保证吸附效率的高炉煤气吸附精脱硫系统。

本实用新型采用的技术方案为：一种高炉煤气吸附精脱硫系统，包括煤气供应管路、第一煤气管路、喷雾降温装置、若干吸附塔、第二煤气管路和PLC控制器；所述煤气供应管路的出口连接第一煤气管路，所述喷雾降温装置安装在第一煤气管路上，且与PLC控制器相连；所述若干吸附塔并列布置，且各吸附塔底部的进气口通过进气支路与第一煤气管路连通，各吸附塔顶部的出气口通过出气支路与第二煤气管路连通，第二煤气管路与后续各用户管网连通；所述第一煤气管路上设有与PLC控制器相连的煤气温度传感器，煤气温度传感器用于检测第一煤气管路内的高炉煤气温度并将该温度信号发送至PLC控制器，当PLC控制器监测到第一煤气管路内的高炉煤气温度高于70℃时，启动喷雾降温装置对高炉煤气进行降温，将煤气温度降至70℃以下。

按上述方案，所述吸附塔包括塔体，以及沿高度方向自下而上布置在塔体内部的预处理层、若干吸附层和预留层；预处理层侧部的壳体上设检修孔；若干吸附层间隔布置，以便于高炉煤气气流在塔体内再分配，每两层吸附层配置一个检修孔。

按上述方案，所述预处理层的吸附剂采用球形颗粒状吸附材料堆积而成；所述吸附层和预留层结构相同，二者的吸附剂采用块状吸附材料堆积中部，采用球形颗粒状吸附材料堆积四周。

按上述方案，预处理层、各吸附层和预留层均分别由支撑结构安装在塔体内部；所述检修孔方便吸附材料及时更换；吸附塔的外部设有保温结构。

按上述方案，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还增设有解吸气管网，所述解吸气管网包括第一解吸气管路、第二解吸气管路和换热器，所述第一解吸气管路的入口端分别通过各解吸气支路与对应的进气支路连通，第一解吸气管路的出口端与解吸气总管连通；所述第二解吸气管路的入口端与第二煤气管路连通，第二解吸气管路上安装有再生风机，第二解吸气管路的出口与换热器的冷源流道入口连通；所述换热器的冷源流道出口与第三解吸气管路的入口连通，第三解吸气管路通过若干解吸气支路B与对应的出气支路连通。

按上述方案，所述解吸气管网还增设有第五解吸气管路，第五解吸气管路上配置有切断阀，第五解吸气管路的一端与第三解吸气管路连通，第五解吸气管路的另一端与第一解吸气管路连通。

按上述方案，第三解吸气管路上连接有第四解吸气管路，第四解吸气管路与解吸气总管连通。

按上述方案，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还设有煤气旁通管路，煤气旁通管路的一端与煤气供应管路连通，煤气旁通管路的另一端与后续各用户管网连通。

本实用新型的有益效果为：

（1）、本实用新型设置喷雾降温装置，并与煤气温度进行联锁，当进入脱硫塔前高炉煤气温度高于70℃时，联锁打开吸附塔前的水喷雾装置，将煤气温度降至70℃以下，可保证吸附剂在适宜的温度下进行工作，保证了吸附效率。

（2）、对吸附塔进行结构改进，其预处理层的吸附剂采用球形颗粒状吸附材料堆积，可脱除煤气中因喷水降温存在的水分及其他少量粉尘，尽量减少水分和粉尘对后续吸附剂脱硫的影响，提高吸附剂对含硫杂质的吸附效率；预处理层单独设一个检修孔，当吸附运行一段时间后如果发现吸附材料损坏或者塔阻损增大可以随时更换预处理层吸附材料；吸附层每两层设一个检修孔，且每两层之间间隔一定距离，以便于高炉煤气在塔内气流进行再分配及进一步减少吸附塔阻损。

（3）、本实用新型系统配置简单，投资运行及维护成本低。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的整体结构示意图。

图2为本实施例中脱硫塔的整体结构示意图。

图3为预处理层吸附剂的示意图。

图4为吸附层吸附剂的示意图。

其中：1、煤气供应管路；2、第一煤气管路；3、喷雾降温装置；4、吸附塔；4.1、塔体；4.2、预处理层；4.3、吸附层；4.4、预留层；4.5、检修孔；4.6、支撑结构；4.7、球形颗粒状吸附材料；4.8、块状吸附材料；5、第二煤气管路；6、进气支路；7、出气支路；8、煤气旁通管路；9、换热器；10、第一解吸气管路；11、第二解吸气管路；12、第三解吸气管路；13、第四解吸气管路；14、第五解吸气管路；15、再生风机；16、解吸气支路A；17、解吸气支路B；18、蒸汽发生器；19、蒸汽管路；20、解吸气总管；21、切断阀。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

如图1所示的一种高炉煤气吸附精脱硫系统，包括煤气供应管路1、第一煤气管路2、喷雾降温装置3、若干吸附塔4、第二煤气管路5和PLC控制器；所述煤气供应管路1的出口连接第一煤气管路2，所述喷雾降温装置3安装在第一煤气管路2上，且与PLC控制器相连；所述若干吸附塔4并列布置，且各吸附塔4底部的进气口通过进气支路6与第一煤气管路2连通，各吸附塔4顶部的出气口通过出气支路7与第二煤气管路5连通，第二煤气管路5与后续各用户管网连通；所述第一煤气管路2上设有与PLC控制器相连的煤气温度传感器，煤气温度传感器用于检测第一煤气管路2内的高炉煤气温度并将该温度信号发送至PLC控制器，当PLC控制器监测到第一煤气管路2内的高炉煤气温度高于70℃时，启动喷雾降温装置3对高炉煤气进行降温，将煤气温度降至70℃以下，以保证吸附剂在适宜的温度下进行工作。

本实用新型中，煤气供应管路1内的煤气为依次经过重力除尘器、布袋除尘系统、TRT发电或调压阀组后的低压煤气；所述换热器9为蒸汽煤气换热器9，蒸汽煤气换热器9的热源流体为蒸汽，蒸汽换热器9的热源流道与蒸汽管路19连通，蒸汽管路19与蒸汽发生器18连通；蒸汽管路19上设有与PLC控制器相连的流量调节阀；所述喷雾降温装置3为现有设备，这里不再赘述。

优选地，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还设有煤气旁通管路8，煤气旁通管路8的一端与煤气供应管路1连通，煤气旁通管路8的另一端与后续各用户管网连通。

优选地，如图2所示，所述吸附塔4包括塔体4.1，以及沿高度方向自下而上布置在塔体4.1内部的预处理层4.2、若干吸附层4.3和预留层4.4；预处理层4.2侧部的壳体上设检修孔4.5；若干吸附层4.3间隔布置，以便于高炉煤气气流在塔体4.1内再分配，每两层吸附层4.3配置一个检修孔4.5。如图3所示，所述预处理层4.2的吸附剂采用球形颗粒状吸附材料4.7堆积而成，预留层4.4的高度可根据处理高炉煤气量进行定量调整；如图4所示，所述吸附层4.3和预留层4.4结构相同，二者的吸附剂采用规则块状吸附材料4.8堆积中部，采用球形颗粒状吸附材料4.7堆积四周。

本实用新型中，预处理层4.2、各吸附层4.3和预留层4.4均分别由支撑结构4.6安装在塔体4.1内部；所述检修孔4.5方便吸附材料及时更换；吸附塔4的外部设有保温结构；除上述配置外，吸附塔4的其他设置及结构均为现有成熟技术，这里不再赘述。

优选地，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还增设有解吸气管网，所述解吸气管网包括第一解吸气管路10、第二解吸气管路11和换热器9，所述第一解吸气管路10的入口端分别通过各解吸气支路与对应的进气支路6连通，第一解吸气管路10的出口端与解吸气总管20连通；所述第二解吸气管路11的入口端与第二煤气管路5连通，第二解吸气管路11上安装有再生风机15，第二解吸气管路11的出口与换热器9的冷源流道入口连通；所述换热器9的冷源流道出口与第三解吸气管路12的入口连通，第三解吸气管路12通过若干解吸气支路B17与对应的出气支路7连通。

优选地，所述解吸气管网还增设有第五解吸气管路14，第五解吸气管路14上配置有切断阀，第五解吸气管路14的一端与第三解吸气管路12连通，第五解吸气管路14的另一端与第一解吸气管路10连通。

优选地，第三解吸气管路12上连接有第四解吸气管路13，第四解吸气管路13与解吸气总管20连通。

本实用新型中，各管路上均分别配置有阀门；其中第一解吸气管路10、第三解吸气管路12、第四解吸气管路13、第五解吸气管路14上分别配置有切断阀21。

本实用新型的工作原理为：高炉煤气经过重力除尘器、布袋除尘系统除尘后，通过TRT发电或调压阀组后呈低压煤气，经煤气供应管路1进入所述高炉煤气吸附精脱硫系统，通过吸附塔4内吸附材料同时脱除高炉煤气中的有机硫和无机硫。吸附塔4内的吸附剂达到相对饱和程度后，从吸附塔4出口端的第二煤气管路5抽取一定量的净煤气作为再生解吸气，经换热器9加热后，对饱和的吸附塔4进行吹扫，使大量的硫化物等杂质在高温下得以完全脱附；脱附过程可通过定时自动控制或者通过吸附塔进出口压差显示进行手动控制，脱附完毕后，停止加热再生解吸气，继续用正常再生解吸气对吸附塔4进行吹扫，使之冷却至吸附温度；脱附后的硫化物等杂质随解吸气通过管网送往钢铁厂烧结作为燃料气，燃烧后经烧结机的烟气脱硫设施脱硫，达标后排放。

最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，包括煤气供应管路、第一煤气管路、喷雾降温装置、若干吸附塔、第二煤气管路和PLC控制器；所述煤气供应管路的出口连接第一煤气管路，所述喷雾降温装置安装在第一煤气管路上，且与PLC控制器相连；所述若干吸附塔并列布置，且各吸附塔底部的进气口通过进气支路与第一煤气管路连通，各吸附塔顶部的出气口通过出气支路与第二煤气管路连通，第二煤气管路与后续各用户管网连通；所述第一煤气管路上设有与PLC控制器相连的煤气温度传感器，煤气温度传感器用于检测第一煤气管路内的高炉煤气温度并将该温度信号发送至PLC控制器。

2.如权利要求1所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，所述吸附塔包括塔体，以及沿高度方向自下而上布置在塔体内部的预处理层、若干吸附层和预留层；预处理层侧部的壳体上设检修孔；若干吸附层间隔布置，以便于高炉煤气气流在塔体内再分配，每两层吸附层配置一个检修孔。

3.如权利要求2所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，所述预处理层的吸附剂采用球形颗粒状吸附材料堆积而成；所述吸附层和预留层结构相同，二者的吸附剂采用块状吸附材料堆积中部，采用球形颗粒状吸附材料堆积四周。

4.如权利要求2所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，预处理层、各吸附层和预留层均分别由支撑结构安装在塔体内部；所述检修孔方便吸附材料及时更换；吸附塔的外部设有保温结构。

5.如权利要求1所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还增设有解吸气管网，所述解吸气管网包括第一解吸气管路、第二解吸气管路和换热器，所述第一解吸气管路的入口端分别通过各解吸气支路与对应的进气支路连通，第一解吸气管路的出口端与解吸气总管连通；所述第二解吸气管路的入口端与第二煤气管路连通，第二解吸气管路上安装有再生风机，第二解吸气管路的出口与换热器的冷源流道入口连通；所述换热器的冷源流道出口与第三解吸气管路的入口连通，第三解吸气管路通过若干解吸气支路B与对应的出气支路连通。

6.如权利要求5所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，所述解吸气管网还增设有第五解吸气管路，第五解吸气管路上配置有切断阀，第五解吸气管路的一端与第三解吸气管路连通，第五解吸气管路的另一端与第一解吸气管路连通。

7.如权利要求5所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，第三解吸气管路上连接有第四解吸气管路，第四解吸气管路与解吸气总管连通。

8.如权利要求1所述的高炉煤气吸附精脱硫系统，其特征在于，所述高炉煤气吸附精脱硫系统还设有煤气旁通管路，煤气旁通管路的一端与煤气供应管路连通，煤气旁通管路的另一端与后续各用户管网连通。

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