CN219682149U - 一种焦炉煤气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于煤炭清洁技术领域，本实用新型公开了一种焦炉煤气净化装置，包括依次连接的预冷塔、脱硫塔、水解反应器、阻滤塔和碱洗塔；所述预冷塔与所述脱硫塔底部连接。本实用新型装置不利用氢解脱有机硫，采用水解去除有机硫，有效的降低了设备能耗，工艺简单，相应装置设备投资较之以前的脱硫方法设备投资大大降低。
Description
技术领域
本实用新型属于煤炭清洁技术领域，具体涉及一种焦炉煤气净化装置。
背景技术
焦炉煤气，又称焦炉气，由于可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气；焦炉煤气是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。
焦炉煤气是一种复杂的混合物，主要成分是氢气和甲烷，同时还含有少量硫化物和其他杂质。硫化物的存在，不仅影响焦炉煤气燃烧SO2排放量，同时还会严重制约焦炉煤气的深加工，例如制甲醇、天然气和氢气等，因此如何脱除焦炉煤气中的硫化物，达到国家要求和深加工要求就显得尤为重要，
对焦炉煤气脱硫来说，主要是脱除其中的H2S和部分羰基硫(COS)及二硫化碳(CS2)，H2S为无机硫，在常温下即可与碱性物质发生中和反应而脱除，而有机硫(COS、CS2等)相对比较稳定，用常规方难以直接脱除，因此脱除焦炉煤气的主要难点在于脱除其中的有机硫成分。现在焦炉煤气脱硫一般采用湿法脱硫，而脱除有机硫主要采用柴油洗涤和氢解的方法进行，虽然取得一定效果，但存在设备投资大，运行成本高等缺点，本方法采用一种新型的脱硫方法，既能减少建设投资，又能降低运行成本。
因此，如何提供一种简单、高效的焦炉煤气净化装置是亟需解决的一个问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种焦炉煤气脱硫的净化装置，本实用新型不利用氢解脱有机硫，而采用水解去除有机硫，有效的降低了设备能耗，工艺简单，设备投资较之以前的脱硫方法设备投资大大降低。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种焦炉煤气净化方法，所述净化方法中的脱硫工序依次为第一脱除无机硫工艺、水解脱除有机硫工艺和第二脱除无机硫工艺；
其中，所述第一脱除无机硫工艺和第二脱除无机硫工艺采用碳酸钠溶液；
所述水解脱除有机硫工艺采用水解催化剂将有机硫转化为无机硫。
本实用新型方法对有机硫水解的效率进行了大大提高，水解催化剂在大量的H2S未脱除之前，有机硫的转化率达到90％是很困难的，但本实用新型方法首先进行预脱硫，将其中大部分H2S脱除，再进行水解反应，脱除率能够达到99％以上。
优选的，所述碳酸钠溶液的浓度为10％。
优选的，所述水解催化剂为中温有机硫水解催化剂。
优选的，在进入第一级脱硫的脱硫塔时，预先经过预冷塔，预冷塔采用网格塔，冷却水采用温度为18-22℃，这样可以有效将未冷却的萘、粉尘杂质脱除下来。
优选的，所述第一脱除无机硫工艺后焦炉煤气需要经过升温加压处理后行所述水解脱除有机硫工艺。
优选的，水解脱除有机硫工艺和所述第二脱除无机硫工艺之间还包括阻滤工艺。
一种焦炉煤气净化装置，包括依次连接的预冷塔、脱硫塔、水解反应器、阻滤塔和碱洗塔；
所述预冷塔与所述脱硫塔底部连接。
优选的，所述脱硫塔和所述水解反应器中间依次设有电加热器和混合器。
优选的，所述脱硫塔底部和所述碱洗塔底部均与再生塔底部连接，所述再生塔顶部与所述脱硫塔顶部连接。
优选的，所述脱硫塔底部和所述碱洗塔底部与所述再生塔底部之间设有反应槽。
优选的，所述反应槽两侧分别设有液封槽和脱硫液循环泵，所述脱硫液循环泵和所述再生塔连接。
优选的，所述脱硫塔和所述碱洗塔均为吸收塔，填料为聚丙烯阶梯环。
本实用新型脱硫塔和碱洗塔的填料采用聚丙烯阶梯环，可以有效脱除焦炉气中焦油、苯、萘等杂质，还可保证塔不被堵塞，降低塔的清理次数。
优选的，所述碱洗塔内采用DDS催化剂，使得脱硫效率明显提高，降低了塔的运行阻力。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型方法不利用氢解脱有机硫，采用水解去除有机硫，有效的降低了设备能耗，工艺简单，相应装置设备投资较之以前的脱硫方法设备投资大大降低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种焦炉煤气净化装置的结构图；
其中，1-预冷塔、2-脱硫塔、3-电加热器、4-混合器、5-水解反应器、6-阻滤塔、7-碱洗塔、8-液封槽、9-反应槽、10-脱硫液循环泵、11-再生塔、12压缩机。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种焦炉煤气净化装置，具体包括以下结构：
包括依次连接的预冷塔1、脱硫塔2、水解反应器5、阻滤塔6和碱洗塔7；预冷塔1与脱硫塔2底部连接；
脱硫塔2和水解反应器5中间依次设有电加热器3和混合器4；
预冷塔1用冷却水自成循环系统，从塔底排出的热水经泵送往冷却器，用低温水部分换热后进入预冷塔顶部喷洒用于冷却煤气，同时加入少量的碳酸钠溶液；其中碳酸钠溶液浓度为10％，加入量为50mg碳酸钠/m3焦炉煤气。
脱硫塔2底部和碱洗塔7底部均与再生塔11底部连接，再生塔11顶部与脱硫塔2顶部连接；
脱硫塔2底部和碱洗塔7底部与再生塔11底部之间依次设有反应槽9和脱硫液循环泵10，脱硫塔2底部和反应槽9之间还设有液封槽8；
再生塔7和压缩机12连接，提供压缩空气；
脱硫塔2和碱洗塔7均为吸收塔，填料为聚丙烯阶梯环；
碱洗塔7内采用DDS催化剂。
一种焦炉煤气净化方法，具体包括以下流程：
(1)从精脱萘岗位送来的焦炉煤气，一般硫含量4-6g/m3，其中有机硫含量为200-600mg/m3，同时含有煤粉、萘等杂质，温度55-60℃左右，首先进入直冷式预冷塔，冷却水采用温度为18-22℃，在预冷塔用制冷水冷却至33±3℃，在冷却过程中，可以有效将未冷却的萘、粉尘杂质脱除下来，煤气得到初步净化，然后进入脱硫塔；
(2)从预冷塔冷却并初步净化的焦炉煤气进入脱硫塔底部与脱硫塔顶喷淋的浓度为10％碳酸钠脱硫液逆向接触脱除H2S、HCN后由塔顶排出去往电加热器，此时的焦炉煤气主要含有少量杂质和COS(羰基硫)及CS2，非常适合利用水解的方法进行处理；
(3)焦炉煤气在电加热器内被加热到160℃后，进入到混合器，在混合器内与外界来的压力为0.5MPa的水蒸气进行混合，混合均匀后，进入装有高效水解催化剂的反应器进行反应，水解反应器中采用ZTS中温有机硫水解催化剂(厂家为山东国舜)，脱除其中的COS和CS2，其中主要反应为：
COS+H20——H2S+CO2
CS2+H2O——H2S+CO2
由于在一级脱硫中脱除了大部分H2S，克服了上面可逆反应的发生，水解效果明显提高，可达到99％以上；
(4)在反应器内反应属于放热反应，因此反应器出口温度为150℃，从反应器中出来的焦炉煤气进入阻滤塔，阻滤塔通入制冷水，可将焦炉煤气中所含的粉尘和所含的其他杂质脱除出来；
(5)经过阻滤塔的焦炉煤气，再进入碱洗塔，碱洗塔内采用DDS催化剂，碱洗塔的顶部喷入10％碳酸钠溶液，将其中的H2S脱除出来，经过碱洗以后，焦炉煤气中的硫含量降到0.1ppm；
(6)从脱硫塔和碱洗塔底排出的脱硫液经液封槽进入反应槽，再由脱硫液循环泵送出，一部分经过冷却器冷却后与另一部分未冷却液体混合后经预混喷嘴送入再生塔底部，同时在再生塔底部鼓入压缩空气，使脱硫液在塔内得以再生，再生后的脱硫液于塔上部经液位调节器流回脱硫塔循环使用，上浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，产生的硫泡沫用泵送至硫处理工序进行处理。
一级脱硫只能脱除无机硫，脱硫后H2S含量高达200mg/m3，并且有机硫无法脱除，而采用该方法不仅能脱除无机硫，并且能完全脱硫有机硫，且脱硫出口H2S含量仅为0.1ppm，能够满足焦炉煤气的各种应用。
在现有技术氢解脱硫的过程中，由于采用加压和变压设备，操作繁琐，生产成本高，设备投资大，很多焦炉煤气加工企业都不愿上氢解脱硫，而该方法投资仅为氢解脱有机硫的1/4，运行成本仅为1/3，且操作简单，易为多数厂家接受。
氢解由于收到萘存在的影响，大大影响催化剂的活性，反应差，有机硫脱除效率仅为90％，而本实用新型水解方法不受萘的影响，并且操作温度和压力都比氢解温度低，脱硫效率却比氢解方法高很多，达到99％。且氢解温度为280℃，压力为2MPa，本实用新型水解为160℃，压力为常压即可。
各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种焦炉煤气净化装置，其特征在于，包括依次连接的预冷塔、脱硫塔、水解反应器、阻滤塔和碱洗塔；
所述预冷塔与所述脱硫塔底部连接；
所述脱硫塔和所述水解反应器中间依次设有电加热器和混合器。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气净化装置，其特征在于，所述脱硫塔底部和所述碱洗塔底部均与再生塔底部连接，所述再生塔顶部与所述脱硫塔顶部连接。
3.根据权利要求2所述的一种焦炉煤气净化装置，其特征在于，所述脱硫塔底部和所述碱洗塔底部与所述再生塔底部之间设有反应槽。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气净化装置，其特征在于，所述脱硫塔和所述碱洗塔均为吸收塔，填料为聚丙烯阶梯环。
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