一种高炉煤气分步干法脱酸系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高炉煤气分步干法脱酸方法，包括步骤：将高炉炉顶产生的荒煤气经过重力除尘器、布袋除尘器之后的净煤气通过煤气输入管道送入脱水干燥塔内进行脱水，脱水干燥塔内中部安装有脱水干燥剂床层，内填充有无水CaCl2干燥剂；通过脱水干燥塔的煤气通过管道被送入无机酸脱除塔脱除HCl、H2S，无机酸脱除塔内中部安装有无机酸吸附剂床层，内填充有CaO吸附剂；通过无机酸脱除塔的煤气通过管道被送入有机硫水解塔进行COS水解，有机硫水解塔内中部安装有水解催化剂床层，内填充有COS水解催化剂；通过有机硫水解塔的煤气通过管道被送入脱硫塔脱除H2S，脱硫塔内中部安装有脱硫剂床层，内填充有Fe2O3脱硫剂，通过脱硫塔的煤气进入煤气输出管道。煤气进入煤气输出管道。煤气进入煤气输出管道。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气分步干法脱酸系统及方法


[0001]本专利技术涉及高炉煤气净化，尤其涉及干法脱除高炉煤气中包括硫和氯的酸性组分的系统和方法。

技术介绍

[0002]高炉煤气的干法除尘工艺和余压余热发电技术是国家推进钢铁行业节能减排、发展循环经济的先进技术。高炉煤气干法除尘技术以其节水、除尘效率高、充分利用煤气显热、煤气余压发电量高等诸多优点，逐渐取代传统的湿法除尘，成为高炉煤气除尘技术的首选。实践证明，与传统的湿法除尘相比，采用干法除尘技术可节约投资35％，节约循环水7～9t，节电60～70％，新增发电30％，大量减少污水、污泥的排放。但是，干法除尘后的高炉煤气会导致煤气管道、余压透平发电装置(简称TRT)叶片及其他附属设备的严重腐蚀，由此引发TRT叶片振动、煤气泄漏和热风炉格子砖蓄热效率降低等，严重影响余压余热回收装置的正常运转和高炉正常冶炼并带来重大的安全生产隐患。造成腐蚀的原因是干法除尘后高炉煤气中的酸性腐蚀组分不能像湿法除尘那样被液体带走而残留在煤气中，与由于煤气温度的下降而析出的冷凝水进一步形成酸性液体环境，对设备表面侵蚀造成腐蚀。
[0003]高炉炉顶煤气主要成分是0.5～2.5％H2、2～4％C
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H
n
、18～24％CO、16～22％CO2和56～63％N2，其他组分包括：COS、H2S、NO
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和HCl等，此外还含有一定量的炉尘和水蒸气。干法除尘后高炉煤气冷凝水分析发现，高炉煤气管网冷凝水介质pH值在1～2，属于强酸性溶液；并且该溶液属于高盐水，其中含盐量高达32623mg/L，而Cl
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含量高达26548mg/L，占总盐量的85％，SO
42
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含量为611mg/L，因此高炉煤气中的含Cl、S等强酸性组分是导致腐蚀问题的罪魁祸首。而含Cl、S等强酸性组分在高炉煤气中的主要存在形态为气态的HCl、H2S、和COS，其中HCl、H2S为无机酸，常规碱性吸附剂可以脱除，而COS作为有机硫常规方法难以脱除，需要催化剂对其进行水解转化后脱除。若想彻底解决高炉煤气造成的酸性腐蚀问题，需要将HCl、H2S、和COS三种组分都脱除。
[0004]因此，本领域的技术人员致力于开发一种干法脱除高炉煤气中酸性组分的系统装置及方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种干法脱除高炉煤气中酸性组分的系统装置及方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种高炉煤气分步干法脱酸系统，除尘后高炉净煤气供送子系统、脱水干燥塔脱水子系统、无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统、有机硫水解塔水解COS子系统、脱硫塔脱除H2S子系统、脱酸剂更换子系统，其中，除尘后高炉净煤气供送子系统将高炉炉顶产生的荒煤气经过重力除尘器、布袋除尘器之后的净煤气通过煤气输入管道送入脱水干燥塔脱水子系统内；脱水干燥塔脱水子系统的脱水干燥塔内中部安装有脱水干燥剂床层，内填充有无水CaCl2干燥剂；通过脱水干燥塔脱水子系统的煤气通过
管道被送入无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统中，无机酸脱除塔内中部安装有无机酸吸附剂床层，内填充有CaO吸附剂；通过无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统的煤气通过管道被送入有机硫水解塔水解COS子系统中，有机硫水解塔内中部安装有水解催化剂床层，内填充有COS水解催化剂；通过有机硫水解塔水解COS子系统的煤气通过管道被送入脱硫塔脱除H2S子系统中，脱硫塔内中部安装有脱硫剂床层，内填充有Fe2O3脱硫剂；通过脱硫塔脱除H2S子系统的煤气进入煤气输出管道。
[0007]进一步地，脱水干燥塔上端与管道连接处为法兰连接，脱水干燥塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；脱水干燥塔下端与管道连接处为法兰连接，脱水干燥塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。
[0008]进一步地，无机酸脱除塔上端与管道连接处为法兰连接，无机酸脱除塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；无机酸脱除塔下端与管道连接处为法兰连接，无机酸脱除塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。
[0009]进一步地，有机硫水解塔上端与管道连接处为法兰连接，有机硫水解塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；有机硫水解塔下端与管道连接处为法兰连接，有机硫水解塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。
[0010]进一步地，脱硫塔上端与管道连接处为法兰连接，脱硫塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；脱硫塔下端与管道连接处为法兰连接，脱硫塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。
[0011]进一步地，还包括旁通管道，旁通管道连接煤气出口管道和煤气入口管道，旁通管道上设置有单向返流阀和增压风机。
[0012]进一步地，在脱水干燥塔、无机酸脱除塔、有机硫水解塔和脱硫塔反应床层上方内设置有气体压力检测装置。
[0013]本专利技术其次提供了一种高炉煤气分步干法脱酸方法，包括步骤：
[0014]将高炉炉顶产生的荒煤气经过重力除尘器、布袋除尘器之后的净煤气通过煤气输入管道送入脱水干燥塔内进行脱水，脱水干燥塔内中部安装有脱水干燥剂床层，内填充有无水CaCl2干燥剂；通过脱水干燥塔的煤气通过管道被送入无机酸脱除塔脱除HCl、H2S，无机酸脱除塔内中部安装有无机酸吸附剂床层，内填充有CaO吸附剂；通过无机酸脱除塔的煤气通过管道被送入有机硫水解塔进行COS水解，有机硫水解塔内中部安装有水解催化剂床层，内填充有COS水解催化剂；通过有机硫水解塔的煤气通过管道被送入脱硫塔脱除H2S，脱硫塔内中部安装有脱硫剂床层，内填充有Fe2O3脱硫剂，通过脱硫塔的煤气进入煤气输出管道。
[0015]进一步地，还包括步骤：当脱水干燥塔内无水CaCl2干燥剂失效后，通过拆卸法兰连接，清空脱水干燥塔内失效的无水干燥剂，装入新的无水CaCl2干燥剂；当无机酸脱除塔内CaO吸附剂失效后，通过拆卸法兰连接，清空无机酸脱除塔内失效的CaO吸附剂，装入新的CaO吸附剂；当有机硫水解塔内COS水解催化剂失效后，通过拆卸法兰连接，清空有机硫水解塔内失效的COS水解催化剂，装入新的COS水解催化剂；当脱硫塔内Fe2O3脱硫剂失效后，通过拆卸法兰连接，清空脱硫塔内失效的Fe2O3脱硫剂，装入新的Fe2O3脱硫剂。
[0016]进一步地，还包括步骤：调整连接煤气入口管道和煤气出口管道的旁通管道上的单向返流阀开度和增压风机的转速，使煤气出口管道内的部分煤气反流回煤气入口管道，并与煤气入口管道内的煤气混合，以得到需要的反应物浓度和压力。
[0017]本专利技术利用分步工艺将高炉煤气中HCl和H2S无机酸的脱除、有机硫COS的水解转化都涉及到并全部脱除，弥补了传统工业只能单方面脱除高炉煤气中HCl或者含硫组分的缺陷；并且根据旁通管道增压循环部分反应后煤气，以脱酸过程的最佳反应条件设置脱水干燥工艺、有机硫水解前无机酸脱除工艺。
[0018]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气分步干法脱酸系统，其特征在于，包括除尘后高炉净煤气供送子系统、脱水干燥塔脱水子系统、无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统、有机硫水解塔水解COS子系统、脱硫塔脱除H2S子系统、脱酸剂更换子系统，其中，除尘后高炉净煤气供送子系统将高炉炉顶产生的荒煤气经过重力除尘器、布袋除尘器之后的净煤气通过煤气输入管道送入脱水干燥塔脱水子系统内；脱水干燥塔脱水子系统的脱水干燥塔内中部安装有脱水干燥剂床层，内填充有无水CaCl2干燥剂；通过脱水干燥塔脱水子系统的煤气通过管道被送入无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统中，无机酸脱除塔内中部安装有无机酸吸附剂床层，内填充有CaO吸附剂；通过无机酸脱除塔脱除HCl、H2S子系统的煤气通过管道被送入有机硫水解塔水解COS子系统中，有机硫水解塔内中部安装有水解催化剂床层，内填充有COS水解催化剂；通过有机硫水解塔水解COS子系统的煤气通过管道被送入脱硫塔脱除H2S子系统中，脱硫塔内中部安装有脱硫剂床层，内填充有Fe2O3脱硫剂；通过脱硫塔脱除H2S子系统的煤气进入煤气输出管道。2.如权利要求1所述的高炉煤气分步干法脱酸系统，其中，脱水干燥塔上端与管道连接处为法兰连接，脱水干燥塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；脱水干燥塔下端与管道连接处为法兰连接，脱水干燥塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。3.如权利要求1所述的高炉煤气分步干法脱酸系统，其中，无机酸脱除塔上端与管道连接处为法兰连接，无机酸脱除塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；无机酸脱除塔下端与管道连接处为法兰连接，无机酸脱除塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。4.如权利要求1所述的高炉煤气分步干法脱酸系统，其中，有机硫水解塔上端与管道连接处为法兰连接，有机硫水解塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；有机硫水解塔下端与管道连接处为法兰连接，有机硫水解塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。5.如权利要求1所述的高炉煤气分步干法脱酸系统，其中，脱硫塔上端与管道连接处为法兰连接，脱硫塔上半部分的塔盖与塔身采用法兰连接；脱硫塔下端与管道连接处为法兰连接，脱硫塔下半部分的塔底与塔身采用法兰连接。6.如权利要求1所述的高炉煤气分步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉文，祝凯，董辉，耿淑华，鲁雄刚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：