一种高炉煤气全硫脱除方法技术

本发明专利技术涉及一种高炉煤气全硫脱除方法，包括如下步骤：(1)将高炉煤气通入装填有催化剂的水解塔中，使高炉煤气中的COS和CS2在所述催化剂的作用进行水解反应转化为H2S；(2)然后将转化形成的H2S随高炉煤气一起通入至装填有脱硫剂的干法吸附塔中进行脱硫处理实现全硫脱除；所述催化剂为负载有改性炭材料活性氧化铝；所述脱硫剂为改性多孔三氧化二铁。本发明专利技术方法能够脱除高炉煤气中的绝大部分硫，通过水解催化不仅能高效脱除COS和CS2，后续通过脱硫剂能够将COS和CS2转化产生的H2S以较高效率去除，实现高炉煤气全脱硫。实现高炉煤气全脱硫。实现高炉煤气全脱硫。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气全硫脱除方法


[0001]本专利技术涉及脱硫处理
，具体涉及一种高炉煤气全硫脱除方法。

技术介绍

[0002]高炉煤气主要成分包括氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，同时含有少量的硫化氢、有机硫以及粉尘。高炉煤气中总硫含量为60～160mg/Nm3，其中硫化氢含量20％～40％，有机硫含量60％～80％，有机硫中以羰基硫(COS)为主，含有微量CS2。
[0003]羰基硫，又称氧硫化碳或羰酰硫，分子式为COS或OCS，分子结构简单，为线性分子结构，氧碳硫原子之间以双键相连，分子结构紧凑，近似椭球型，故化学性质较为稳定。在化学吸收中它的反应性差，甚至使溶液降解；在物理吸收中，COS与CO2的溶解度接近，造成选择性分离困难。由于COS不易离解及液化，难以用常规的脱硫方法脱除。
[0004]常规脱除COS的方法是加氢或水解转化成H2S再将其脱除。COS和CS2在水解催化剂的作用下与原料气中微量的水蒸气反应转化为H2S，反应式如下：
[0005]COS+H2O
→
H2S+CO2，CS2+2H2O
→
2H2S+CO2；
[0006]上述反应为一级可逆放热反应，低温环境有利于反应向右进行，提高平衡转化率。因此，工业上在满足一定速率的前提下希望水解反应温度越低越好，而高温易导致水解催化剂氧中毒。常温催化剂(使用温度30～100℃)仅能脱除COS，中温催化剂(使用温度100～250℃)不仅能脱除COS还能脱除CS2。
[0007]高炉煤气硫排放的治理技术路线主要包括前端控制即脱除高炉煤气中的硫、末端控制高炉煤气燃烧后，在用户端设立脱硫脱硝装置。采用前端控制，在用户使用前集中处理，将煤气中的硫含量控制在燃烧后不超标的浓度，该种方式装置集中，相对末端控制投资低。如果采用末端控制，高炉煤气燃烧后，有机硫和无机硫都转变成SO2随烟气一起排入大气，那么需要在使用高炉煤气工段加装脱硫设施，鉴于高炉煤气下游用户多且分散，若采用末端治理设备投资大，运行管理困难，而且脱硫副产物难以处理。
[0008]因此如何从高炉煤气的源头治理，减少下游用户SO2的排放量，实现高炉煤气前端控制脱硫是本专利技术要解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，而提供一种高炉煤气全硫脱除方法。本专利技术方法能够脱除高炉煤气中的绝大部分硫，通过水解催化不仅能高效脱除COS和CS2，后续通过脱硫剂能够将COS和CS2转化产生的H2S以较高效率去除，实现高炉煤气全脱硫。
[0010]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0011]一种高炉煤气全硫脱除方法，包括如下步骤：
[0012](1)将高炉煤气通入装填有催化剂的水解塔中，使高炉煤气中的COS和CS2在所述催化剂的作用进行水解反应转化为H2S；
[0013](2)然后将转化形成的H2S随高炉煤气一起通入至装填有脱硫剂的干法吸附塔中
进行脱硫处理实现全硫脱除；
[0014]所述催化剂为负载有改性炭材料活性氧化铝(γ－Al2O3)；所述脱硫剂为改性多孔三氧化二铁。
[0015]进一步地，所述催化剂的制备方法是：将活性氧化铝、淀粉、尿素、水进行搅拌反应，混合均匀后烘干，于550℃煅烧3h获得第一产物；将所述第一产物与水溶性碳酸盐的水溶液混合反应，烘干后于350℃再次煅烧3h即获得负载有改性炭材料活性氧化铝。
[0016]再进一步地，所述活性氧化铝、所述淀粉、所述尿素的质量比为5:1:1；所述第一产物与所述水溶性碳酸盐的质量比为1:0.1；所述水溶性碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠；所述搅拌反应的时间是3h，所述混合反应的时间是8h。
[0017]进一步地，所述脱硫剂的制备方法是：所述脱硫剂的制备方法是：将氢氧化铁、淀粉、尿素、水进行搅拌反应，混合均匀后烘干，于300℃煅烧3h获得第二产物；将所述第二产物与水溶性碳酸盐的水溶液混合反应，烘干后于350℃再次煅烧3h即获得改性多孔三氧化二铁。
[0018]再进一步地，所述氢氧化铁与、所述淀粉、所述尿素的质量比为5:1:1；所述第二产物与所述水溶性碳酸盐的质量比为1:0.1；所述水溶性碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠；所述搅拌反应的时间是4h，所述混合反应的时间是3h。
[0019]进一步地，所述水解反应的条件是：在无氧条件下以纯度超过4N的氮气作为平衡气，在气体流量80
‑
100mL/min下，水解温度65
‑
80℃、5
‑
15％水蒸气、反应空速为5000
‑
30000h
‑1。
[0020]进一步地，所述脱硫处理的反应条件是：在无氧条件下以纯度超过4N的氮气作为平衡气，在气体流量80
‑
100mL/min下，脱硫温度50
‑
100℃、5
‑
15％水蒸气、反应空速为5000
‑
30000h
‑1。
[0021]进一步地，所述催化剂在所述水解塔中的装填量为塔体高度的至少3％。
[0022]进一步地，所述脱硫剂在所述干法吸附塔中的装填量为塔体高度的至少3％。一般催化剂或脱硫剂的装填量是填满塔体内该高度的体积量。
[0023]有益技术效果：
[0024]本专利技术通过淀粉与尿素共改性活性氧化铝并负载活性成分钾获得水解高炉煤气有机硫的催化剂，通过淀粉与尿素共改性三氧化二铁并负载活性成分钾获得吸附由有机硫转化产生的无机硫的脱硫剂，将其用于高炉煤气有机硫与无机硫的脱除，可实现高炉煤气全硫脱除的目的，从源头接近实际生产中二氧化硫超标问题。本专利技术的催化剂能实现有机硫的吸附与催化、脱硫剂实现无机硫的脱除，制备方法简单、成本低等优点，可广泛用于实际工厂中有机硫特别是羰基硫、H2S的去除。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的工艺路线示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下
对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0028]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定中间产物，仅仅是为了便于对各步骤中产生的中间产物进行区别，如没有另行声明，上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气全硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将高炉煤气通入装填有催化剂的水解塔中，使高炉煤气中的COS和CS2在所述催化剂的作用进行水解反应转化为H2S；(2)然后将转化形成的H2S随高炉煤气一起通入至装填有脱硫剂的干法吸附塔中进行脱硫处理实现全硫脱除；所述催化剂为负载有改性炭材料活性氧化铝；所述脱硫剂为改性多孔三氧化二铁。2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气全硫脱除方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法是：将活性氧化铝、淀粉、尿素、水进行搅拌反应，混合均匀后烘干，于550℃煅烧3h获得第一产物；将所述第一产物与水溶性碳酸盐的水溶液混合反应，烘干后于350℃再次煅烧3h即获得负载有改性炭材料活性氧化铝。3.根据权利要求2所述的一种高炉煤气全硫脱除方法，其特征在于，所述活性氧化铝、所述淀粉、所述尿素的质量比为5:1:1；所述第一产物与所述水溶性碳酸盐的质量比为1:0.1；所述水溶性碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠；所述搅拌反应的时间是3h，所述混合反应的时间是8h。4.根据权利要求1所述的一种高炉煤气全硫脱除方法，其特征在于，所述脱硫剂的制备方法是：将氢氧化铁、淀粉、尿素、水进行搅拌反应，混合均匀后烘干，于300℃煅烧3h获得第二产物；将所述第二产物与水溶性碳酸盐的水溶液混合反应，烘干后于350℃再次煅烧3h即获得改性多孔三氧化二铁。5.根据权利要求4所述的一种高炉煤气全硫脱除方法，其特征在于，所述氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红映，顾云，黄寿强，张文欣，谢林志，杜心月，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：