本发明涉及煤气脱硫,尤其涉及一种高炉煤气精脱硫单元及其系统。
背景技术:
1、高炉煤气作为钢铁企业最重要的二次能源之一,用途广泛,但作为燃料用于燃烧加热的场合,排放烟气中的二氧化硫容易对大气环境造成污染,是造成酸雨等大气环境污染的重要组成部分,目前此类烟气脱硫一般采用末端治理的方式,工程占地、投资和运行成本高,通过高炉煤气脱硫的源头治理是最理想也是目前倡导的环境治理技术。
2、高炉煤气精脱硫技术是一种用于处理高炉煤气中有机硫(主要是羰基硫)和无机硫(主要是硫化氢)的源头治理技术,其中关键在于煤气中羰基硫(cos)的控制与削减。羰基硫是一个结构上与二硫化碳类似的碳化合物,气态的羰基硫分子为直线型,其性质稳定,在高炉煤气无氧环境中难于与其他化合物直接发生化学反应,碱液吸收效率较低。工业气体中脱除羰基硫一般采用先将羰基硫转化硫化氢(h2s),再通过脱除硫化氢的方式进行处一步处理。
3、羰基硫的转化主要有氢解和吸附工艺。氢解反应对高炉煤气中的羰基硫有比较好的转化效果,但加氢处理需要用到高活性催化剂,并且需要高温高压的条件,可行性难度高。而羰基硫的吸附脱除工艺,通常采用分子筛或微晶材料吸附材料,需要频繁对吸附剂进行脱附操作,并且脱附需要较高的温度,存在吸附剂吹扫时间长、加热不均匀、加热效率低等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高炉煤气精脱硫单元及其系统,以解决现有高炉煤气的精脱硫问题。
2、为了达到上述目的,本发明提供了一种高炉煤气精脱硫单元,包括顺次连接的洗涤塔、加热器、水解塔、冷却器及脱硫塔,其中:
3、所述洗涤塔,用于对高炉煤气进行洗涤以脱除所述高炉煤气中的酸性气体;
4、所述加热器,用于对所述洗涤后的高炉煤气进行加热;
5、所述水解塔,用于对所述加热后的高炉煤气进行水解处理以将所述高炉煤气中的有机硫转化为硫化氢;
6、所述冷却器,用于对所述水解处理后的高炉煤气进行冷却降温;
7、所述脱硫塔,用于脱除所述降温后的高炉煤气中的硫化氢。
8、可选的,所述洗涤塔采用水或碱液对所述高炉煤气进行洗涤。
9、可选的,所述高炉煤气精脱硫单元还包括换热器,所述换热器的升温侧的两端分别与所述洗涤塔及所述加热器连接,所述换热器的降温侧的两端分别与所述水解塔及所述冷却器连接。
10、可选的,所述换热器的换热元件及所述加热器的加热元件均采用耐腐蚀材质。
11、可选的,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在所述洗涤塔与所述换热器之间的除雾器,所述除雾器用于去除所述洗涤后的高炉煤气中的液态水。
12、可选的,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在加热器与所述水解塔之间的预处理塔,所述预处理塔用于脱除所述高炉煤气中的卤素组分。
13、可选的,进入所述水解塔的高炉煤气的温度介于80℃-100℃之间。
14、可选的,进入所述脱硫塔的高炉煤气的温度介于35℃-50℃之间。
15、基于同一技术构思,本发明还提供了一种高炉煤气精脱硫系统,包括至少两个并联设置的如上所述的高炉煤气精脱硫单元。
16、可选的,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在洗涤塔与换热器之间的除雾器,所有所述高炉煤气精脱硫单元共用一个所述洗涤塔及所述除雾器。
17、在本发明提供的高炉煤气精脱硫单元及其系统中,至少具有以下有益效果之一:
18、1)高炉煤气经洗涤塔处理后,能够脱除高炉煤气中大部分的酸性组分,然后通过加热器加热后进入水解塔,以提高有机硫转化为硫化氢的效率,再经过冷却器冷却后进入脱硫塔,以高效脱除所述高炉煤气中大部分的硫化氢,从而实现了高炉煤气的精脱硫;
19、2)通过增设换热器对水解后的高温煤气与进入加热器前的低温煤气进行换热,既可以实现低温煤气的一次升温,又可以实现水解后高温煤气的一次降温,即通过高温煤气与低温煤气的换热,保证热能在系统内循环使用,从而降低了系统能耗;
20、3)通过在所述洗涤塔与所述换热器之间的除雾器之间增设除雾器,能够有效去除高炉煤气中的液态水,既可以减少酸性气体溶于水中对系统的腐蚀性,也可以降低后续煤气加热的能耗;
21、4)通过在所述加热器与所述水解塔之间增设预处理塔,能够进一步去除高炉煤气中的氟、氯等卤素组分,为水解和脱硫提供相对洁净的原料气,减少卤素组分对水解催化剂和脱硫催化剂的不利影响。
1.一种高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,包括顺次连接的洗涤塔、加热器、水解塔、冷却器及脱硫塔,其中:
2.根据权利要求1所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,所述洗涤塔采用水或碱液对所述高炉煤气进行洗涤。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,所述高炉煤气精脱硫单元还包括换热器,所述换热器的升温侧的两端分别与所述洗涤塔及所述加热器连接,所述换热器的降温侧的两端分别与所述水解塔及所述冷却器连接。
4.根据权利要求3所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,所述换热器的换热元件及所述加热器的加热元件均采用耐腐蚀材质。
5.根据权利要求3所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在所述洗涤塔与所述换热器之间的除雾器,所述除雾器用于去除所述洗涤后的高炉煤气中的液态水。
6.根据权利要求1所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在加热器与所述水解塔之间的预处理塔,所述预处理塔用于脱除所述高炉煤气中的卤素组分。
7.根据权利要求1所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,进入所述水解塔的高炉煤气的温度介于80℃-100℃之间。
8.根据权利要求1所述的高炉煤气精脱硫单元,其特征在于,进入所述脱硫塔的高炉煤气的温度介于35℃-50℃之间。
9.一种高炉煤气精脱硫系统,其特征在于,包括至少两个并联设置的根据权利要求1-8中任一项所述的高炉煤气精脱硫单元。
10.一种高炉煤气精脱硫系统,其特征在于,所述高炉煤气精脱硫单元还包括设置在洗涤塔与换热器之间的除雾器,所有所述高炉煤气精脱硫单元共用一个所述洗涤塔及所述除雾器。
