一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺。首先利用重力除尘和布袋除尘间的管道作为脱酸流化床反应器脱除高炉煤气中的氯化氢和氰酸，然后高炉煤气进入脱氧反应器催化脱O2，再进入有机硫水解转化反应器将有机硫水解为H2S，最后进入湿法脱硫系统脱除硫化物。该工艺不影响干法除尘、余压透平发电装置回收余压余热发电，同时能高效地脱除高炉煤气中氯化物、氰化物、硫化物，具有脱除精度高，流程简单，压降、温降小，设备简单、投资少，运行成本低、占地面积小的特点，整体技术、经济优势十分明显。经济优势十分明显。经济优势十分明显。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺


[0001]本专利技术涉及一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺，属于煤化工领域。

技术介绍

[0002]在炼铁过程中每消耗1吨焦炭就生成3500~4000m
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高炉煤气，合理有效地利用高炉煤气对循环经济、节能减排有着重要意义。近年来，随着高炉煤气干法除尘、余压透平发电装置(TRT)的普遍应用，高炉煤气的压力能和热能得到了充分的回收，提高企业效益、促进企业发展，但是在煤气中的有害物质（例如，氯化物、硫化物、氰化物）没有进行有效处理不仅会腐蚀管道、发电设备还会在下段的燃烧中排放出SO2、HCl造成严重环境污染。随着《钢铁工业大气污染物超低排放标准》的实施，要求高炉煤气燃烧后的烟气SO2≤30mg/m
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、NO
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≤50mg/m
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、粉尘≤5mg/m
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。因此，高炉煤气的综合利用、净化必须同时进行。
[0003]高炉煤气采用干法除尘与传统的湿法除尘相比较，可以回收与利用煤气显热、节约水电、减少工业占用地、提高TRT发电量和除尘率，因此受各大钢铁企业青睐。湿法除尘能同时脱除煤气中的硫氯氮等有害物质，而节能环保型的干法除尘则需增加净化设备，因此如何高效的脱除高炉煤气中氰酸、氯、硫等杂质，进而减缓或解决设备积盐及腐蚀问题成为了钢铁企业亟需解决的问题。
[0004]专利CN106435077B公开了一种高炉煤气干法净化方法及系统，该方法包括化学链燃烧反应器以及两个吸附塔，通过化学链燃烧反应的放热对载气进行加热，用高温载气脱附再生吸附剂，脱附之后的NH3通入到化学链燃烧反应器中与氧化态载氧体进行还原反应，当吸附塔中的吸附剂脱附完成之后，将空气通入化学链燃烧反应器中进行还原态载氧体的氧化再生过程，并且采用两个并联的吸附塔交替吸附和再生，对高炉煤气净化。该工艺采用化学吸附法吸附酸性气体，而未对羰基硫、二硫化碳等进行处理，这些污染物依然会随高炉煤气进入煤气燃烧单元，导致排放的尾气中有害物质依旧没有得到解决。
[0005]专利CN109609202A公开了一种高炉煤气脱硫净化方法，步骤为：S1、高炉煤气经干法布袋除尘装置除尘后进入有机硫转化装置，将有机硫转化为H2S；S2、然后进入余压透平发电装置回收压力能及热能；S3、降温后的高炉煤气再进入湿法脱硫装置脱除硫化氢，之后去各用户装置。该方法能有效的除去煤气中的硫化物，但是未脱除高炉煤气中的氧气，氧气不仅会导致有机硫水解催化剂硫酸盐化还易和湿法脱硫塔中的脱硫富液反应析出硫单质而导致管道堵塞；此外，该专利技术脱氯需单独设置脱氯塔增加成本投入。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是满足更高的环保要求和需求，针对现有高炉煤气净化工艺的不足开发了一种脱氯脱硫效率高，建设或改建成本低的高炉煤气完全净化工艺。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：首先利用重力除尘和布袋除尘间的管道作为脱酸流化床反应器脱除高炉煤气中的氯化氢和氰酸，然后高炉煤气进入脱氧反应器催化脱O2，再进入有机硫水解转化反应器将有机硫水解为H2S，最后进入湿法脱硫系统脱除
硫化物，具体步骤如下：a.高炉煤气首先进入重力除尘，然后进入布袋除尘过滤煤气中的粉尘，向重力除尘与布袋除尘间的管道内喷撒脱酸粉体吸附剂，在一定条件下，煤气中的氯化氢、氰酸与活性组分发生反应得到脱除，且利用布袋除尘收集脱酸饱和粉体吸附剂，经脱酸的煤气氯小于0.1mg/m3、氰酸小于0.1mg/m3；b.经步骤a处理后的高炉煤气进入脱氧反应器，在一定反应条件和脱氧催化剂作用下，煤气中的O2与H2或CO发生反应生成H2O或CO2脱除氧气，经脱氧反应器后O2含量小于80mg/m3；c.经脱氧的高炉煤气进入余压透平发电装置回收余压、余热发电，然后进入有机硫水解转化反应器，在一定条件和有机硫水解催化剂作用下，高炉煤气中的羰基硫、二硫化碳与水蒸汽发生水解反应转化为易脱除的H2S，水解转化率大于95%；d.经水解转化后的高炉煤气进入湿法脱硫系统脱硫，首先向有机硫水解反应器和脱硫吸收塔间的管道内喷洒脱硫吸收液，对高炉煤气进行降温粗脱硫，然后降温的高炉煤气在脱硫吸收塔内与脱硫吸收液逆流接触进行精脱硫，并在吸收塔进行气液分离，净化后总硫含量小于10mg/Nm3的高炉煤气送缓冲气柜或煤气用户，脱硫吸收富液在再生槽内与空气反应析出并分离硫泡沫得到再生液，再生液循环吸收脱硫。
[0008]步骤a所述的脱酸粉体吸附剂主要活性成分为氧化镁，助剂为氧化钙、氧化锰、氧化铁，粉体的临界流化速度为0.012m
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S-1
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[0009]步骤a所述的向重力除尘与布袋除尘间的管道内喷撒脱酸粉体吸附剂是利用管道作为脱酸流化床反应器；所述的一定的条件是温度为110~250℃，高炉煤气流速度大于粉体吸附剂临界流化速度。
[0010]经步骤a处理的高炉煤气中氯和氰小于0.1mg/m3；脱氰、脱氯可保护脱氧催化剂和有机硫水解催化剂，避免其中毒。
[0011]步骤b所述的脱氧反应器、步骤c所述的有机硫水解转化反应器均采用径向流反应器，降低气体通过反应器的压力降，单台反应器阻力小于3kPa。
[0012]步骤b所述的脱氧反应器装有脱氧催化剂，该催化剂以大孔球状A型分子筛、三叶草条状的丝光沸石中的至少一种为载体，以Cu、Mn、Ti、Ce、Mo为活性组分、镧系金属为助剂。
[0013]步骤b所述的一定反应条件是空速为3750~10000h-1
，温度为100~230℃。
[0014]步骤c所述的机硫水解转化反应器装填有机硫水解催化剂，该催化剂以三叶草条状的X型分子筛或Y型分子筛中的至少一种为载体，以Na、Mg、Ca、Fe、Co、Ti、Mo、W中的多种元素为活性组分。
[0015]步骤c所述的一定反应条件是空速为4000~10000h-1
，温度为50~120℃。
[0016]步骤d所述的湿法脱硫系统采用PDS法、栲胶法、络合铁法中的任意一种；经湿法脱硫后的高炉煤气中总硫含量小于10mg/Nm3。
[0017]本专利技术所述的高炉煤气净化工艺具有如下有益效果：（1）充分利用重力除尘与布袋除尘间的管道作为脱酸流化床反应器，节约投资成本；在布袋除尘前脱除氯能减缓整个净化系统的腐蚀问题；（2）脱氧反应器、有机硫水解转化反应器均采用径向流反应器，能有效降低气体通过反应器的压力降，单台反应器阻力小于3kPa；（3）充分利用有机硫水解反应器和湿法脱硫系统之间的管道作为脱硫吸收反应器可减小脱硫吸收塔的设计容量，同时能在管道能尽可能地降低煤气的温度，减少冷却塔或换热设备成本投入；（4）脱除煤气中的氧
气可避免管道内或吸收塔内的脱硫富液与氧气反应析出单质硫而导致管道堵塞；（5）脱硫粉体吸附剂、脱氧催化剂、有机硫水解催化剂适用温度范围广，不需换热改变高炉煤气温度可直接使用。综上，本专利技术的工艺可同时脱除高炉煤气中的硫化物、氯化物及氰酸等，具有脱除精度高，流程简单，压降、温降小，设备简单、投资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺，其特征在于所述的工艺包括如下步骤：a.高炉煤气首先进入重力除尘，然后进入布袋除尘过滤煤气中的粉尘，向重力除尘与布袋除尘间的管道内喷撒脱酸粉体吸附剂，在一定条件下，煤气中的氯化氢、氰酸与活性组分发生反应得到脱除，且利用布袋除尘收集脱酸饱和粉体吸附剂；经脱酸的煤气氯小于0.1mg/m3、氰酸小于0.1mg/m3；b.经步骤a处理后的高炉煤气进入脱氧反应器，在一定反应条件和脱氧催化剂作用下，煤气中的O2与H2或CO发生反应生成H2O或CO2脱除氧气，经脱氧反应器后O2含量小于80mg/m3；c.经脱氧的高炉煤气进入余压透平发电装置回收余压、余热发电，然后进入有机硫水解转化反应器，在一定条件和有机硫水解催化剂作用下，高炉煤气中的羰基硫、二硫化碳与水蒸汽发生水解反应转化为易脱除的H2S，水解转化率大于95%；d.经水解转化后的高炉煤气进入湿法脱硫系统脱硫，首先向有机硫水解反应器和脱硫吸收塔间的管道内喷洒脱硫吸收液，对高炉煤气进行降温粗脱硫，然后降温的高炉煤气在脱硫吸收塔内与脱硫吸收液逆流接触进行精脱硫，并在吸收塔进行气液分离，净化后总硫含量小于10mg/Nm3的高炉煤气送缓冲气柜或煤气用户，脱硫吸收富液在再生槽内与空气反应析出并分离硫泡沫得到再生液，再生液循环吸收脱硫。2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺，其特征在于：步骤a所述的脱酸粉体吸附剂主要活性成分为氧化镁，助剂为氧化钙、氧化锰、氧化铁，粉体的临界流化速度为0.012m
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。3.根据权利要求1所述的一种高炉煤气脱氯脱硫净化工艺，其特征在于：步骤a所述的向重力除尘与布袋除尘间的管道内喷撒脱酸粉体吸附剂是利用管道作为脱酸流化床反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先茂，郑峰伟，王泽，王瑜，金建涛，陈凯，周正，瞿玖，王国兴，
申请(专利权)人：武汉科林化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：