一种节能节水型高炉煤气净化方法技术

本发明专利技术公开了一种节能节水型高炉煤气净化方法。本发明专利技术利用脱氯除尘塔、催化转化塔、脱硫塔对高炉煤气进行净化纯利，具体通过水洗、降温冷凝的方式除去氯化物和尘，并通过催化转化、脱硫后实现了高炉煤气高效净化；洗涤喷淋废液通过净化处理后，净水回用至循环冷却水系统；循环冷却水用于煤气降温，采用热泵回收循环水的余热并用于煤气再热，降低了系统蒸汽耗量和蒸发水耗。量和蒸发水耗。

【技术实现步骤摘要】
一种节能节水型高炉煤气净化方法


[0001]本专利技术属于高炉煤气净化
，具体涉及一种节能节水型高炉煤气净化系统及方法。

技术介绍

[0002]高炉煤气作为钢铁行业主要的二次利用能源之一，高炉煤气中除了包含CO、CO2、N2、H2等主要组分外，还含有微量的硫化物(H2S、COS、CS2)、氯化物(HCl、NH4Cl)、粉尘等。
[0003]随着钢铁行业超低排放的要求，需要对高炉煤气进行源头精脱硫处理，现有高炉煤气精脱硫工艺一般采用水解转化先将有机硫转化为硫化氢，再采用吸附或反应脱除硫化氢。干法精脱硫技术因其适用性强，操作简单，脱硫效率高等特点在工业中广泛使用，但是高炉煤气干法脱硫温度一般低于煤气温度，在冷却过程中可能携带液态水，液态水不仅腐蚀管道，同样会引起催化剂堵塞、中毒、失活。
[0004]此外由于高炉煤气水解反应温度窗口与脱硫反应温度窗口不同，需要对煤气进行升温、降温，造成大量的能量损失。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种节能节水型高炉煤气净化方法。
[0006]为此，本专利技术所提供的方法节能节水型高炉煤气净化包括：
[0007]30
‑
150℃高炉煤气在脱氯除尘塔内与喷淋液逆流接触，同时被脱氯除尘塔内的多级冷凝器冷却，得到脱氯除尘后的第一煤气，且第一煤气的温度低于脱硫塔内温度10～20℃；其中最早与高炉煤气接触的冷凝器为预冷器；
[0008]第一煤气被加热装置加热至60～120℃后进入催化转化塔内，第一煤气中的有机硫被催化降解产生含H2S的煤气；所述催化转化塔内温度为60～120℃；
[0009]含H2S的煤气被冷却装置冷却至30～70℃后进入脱硫塔内经脱硫处理得洁净煤气；所述脱硫塔内温度为30～70℃；
[0010]回收脱氯除尘塔内的喷淋废液，对喷淋废液进行净化生成水，净化后的水作为所述冷却装置的冷却介质与含H2S的煤气进行热交换回收含H2S的煤气中的热量后，作为预冷器的冷却介质继续回收高炉煤气的热量后作为加热装置的热源对第一煤气进行加热，之后被冷却与新产生的喷淋废液循环使用。
[0011]优选的方案是，所述喷淋废液中的氯离子质量百分比浓度＜1％。
[0012]优选的方案是，所述高炉煤气的含水率大于等于30g/m3。
[0013]优选的方案是，所述第一煤气的温度为10～50℃。
[0014]优选的方案是，所述高炉煤气在脱氯除尘塔内与多级喷淋液逆流接触，且多级喷淋液与多级冷凝器间隔设置。
[0015]优选的方案是，脱氯除尘塔内与高炉煤气入口最近的喷淋液来自喷淋废液；喷淋废液后续的喷淋液的温度为常温。
[0016]可选的方案是，所述净化采用电解气浮法。
[0017]优选的方案是，高炉煤气被脱氯除尘塔内的两级级冷凝器冷却，预冷器后的冷凝器所采用的冷却介质为冷冻水。
[0018]实现上述方法的节能节水型高炉煤气净化系统包括脱氯除尘塔、催化转化塔和脱硫塔；
[0019]所述脱氯除尘塔包括塔体，塔体底部设有高炉煤气入口和喷淋废液出口；塔体顶部设有第一煤气出口；塔体内由底部至顶部依次设有多级冷凝器，所述塔体内设有喷淋装置；其中最早与高炉煤气接触的冷凝器为预冷器；
[0020]所述催化转化塔底部设有第一煤气进口，顶部设有含H2S煤气出口；所述脱硫塔底部设有含H2S煤气入口，顶部设有净化煤气出口；
[0021]所述第一煤气出口通过加热装置与第一煤气进口连接；所述含H2S煤气出口通过第一冷却装置与含H2S煤气入口连接；
[0022]所述喷淋废液出口连接有净化装置，该净化装置与第一冷却装置连接；所述第一冷却装置与预冷器连接，所述预冷器中的冷却介质与加热装置内的待加入煤气发生热交换后进入第二冷却装置，第二冷却装置与第一冷却装置连接。
[0023]可选的方案是，所述脱氯除尘塔内设有多级喷淋装置，且多级喷淋装置与多级冷凝器间隔设置。所述脱氯除尘塔内与高炉煤气入口最近的喷淋装置与喷淋废液出口连接。所述预冷器通过换热装置与第二冷却装置连接，所述换热装置通过热泵机组与加热装置连接。所述脱氯除尘塔内设有两级冷凝器，预冷器后的冷凝器连接有冷冻水机组。所述净化装置采用电解气浮装置。所述高炉煤气进口连接有TRT机组。所述系统包括两套并联的脱氯除尘塔。
[0024]本专利技术采用喷淋吸收、相变冷凝、除雾分离的方式，脱除煤气中的氯化物、尘和水，以保证精脱硫系统的高效、稳定运行，脱氯后的洗涤液经过净化处理后可回用至循环冷却水系统；并且采用深度降温的方式，有效去除了煤气中携带的水，防止了水导致的催化剂失活、脱硫效果变差等问题；后续回收煤气中的余热，降低系统的能耗和蒸发水耗。
[0025]本专利技术系统与TRT机组后端，可适应不同温度煤气的脱硫、脱氯一体净化。本专利技术尤其适用于具有一定含水率的高炉煤气。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中节能节水型高炉煤气净化系统的示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的电解气浮装置结构示意图。
具体实施方式
[0028]除非有特殊说明，本文中的术语根据相关领域普通技术人员的认识理解。
[0029]本文所述上方、下方、底部、顶部、侧部等方向或方位与说明书附图中的相应方向或方位一致，需要说明的是，说明书附图中所指的方向或方位为本专利技术的一种具体示例，本领域技术人员在本文所公开内容基础上所做的同等旋转、调换均在本专利技术的保护范围之内。
[0030]本专利技术所述脱氯除尘在现有技术基础上添加了冷却过程，氯除尘塔内所用的喷淋
液为现有技术使用的高炉煤气净化用喷淋液，例如但不限于水或处理后的工业废水，具体用喷淋液吸收煤气中的氯离子，同时脱除煤气中的尘；塔内添加冷却手段，可对煤气进行降温并将煤气中的携带的水冷凝析出。相应的脱氯除尘塔是在现有脱硫除尘塔内的合理部位安装合理数量的冷凝器。具体方案中的多级冷凝器可采用相同或不同结构，具体通过控制冷却介质的温度实现目标冷却温度；结构方面可选用热交换管道结构。如图1所示方案中共两级冷凝器，其中的预冷器的冷却介质来自第一冷却装置使用后的冷却介质，第二级的冷却介质采用冷冻水，具体可用冷冻水机组27供应。
[0031]本专利技术所述有机硫催化降解、脱硫等涉及的反应原理和反应条件均为本领域常规技术，各反应过程所涉及的原料物一方面为被处理煤气中含有的物质，另一方面为外加物，例如但不限于如催化转化塔内所用催化剂可选自铝基、钛基和贵金属催化剂及多种的混合物，更具体例如Al2O3基、TiO2基的一种或其混合物，并浸渍一定量碱金属、碱土金属以或过渡金属等；脱硫塔内的脱硫剂可选自氧化铁、氧化锌、氧化锰、活性炭和分子筛等的一种或多种的混合物。相应的实现上述反应所用的设备即催化转化塔和脱硫塔为相应领域技术人员公知设备。具体方案中，本专利技术所述的催化转化塔内温度为60～120℃，优选70～90℃；脱硫塔内温度为30～70℃，优选40～50℃；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能节水型高炉煤气净化方法，其特征在于，方法包括：30
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150℃高炉煤气在脱氯除尘塔内与喷淋液逆流接触，同时被脱氯除尘塔内的多级冷凝器冷却，得到脱氯除尘后的第一煤气，且第一煤气的温度低于脱硫塔内温度10～20℃；其中最早与高炉煤气接触的冷凝器为预冷器；第一煤气被加热装置加热至60～120℃后进入催化转化塔内，第一煤气中的有机硫被催化降解产生含H2S的煤气；所述催化转化塔内温度为60～120℃；含H2S的煤气被冷却装置冷却至30～70℃后进入脱硫塔内经脱硫处理得洁净煤气；所述脱硫塔内温度为30～70℃；回收脱氯除尘塔内的喷淋废液，对喷淋废液进行净化生成水，净化后的水作为所述冷却装置的冷却介质与含H2S的煤气进行热交换回收含H2S的煤气中的热量后，作为预冷器的冷却介质继续回收高炉煤气的热量后作为加热装置的热源对第一煤气进行加热，...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳虎，冯想红，吕刚，吕文豪，冷健，陈艳艳，王守春，付柯，康瑞龙，牛博伟，
申请(专利权)人：西安航天源动力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：