本发明专利技术公开了一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统及方法，系统包括：制焦炉，高温分离器，换热器，克劳斯反应器，制焦炉设有物料入口、还原气入口和产物出口；高温分离器设有产物入口、产物气体出口和固体出口，产物入口与产物出口连通；换热器的放热通道的放热侧入口与产物气体出口连通；克劳斯反应器设有产物气体入口、H2S气体入口、尾气出口和硫磺出口，产物气体入口与放热侧出口连通。本发明专利技术的系统和方法，将石膏与煤粉混匀后，送入制焦炉中在H2S气体气氛下进行还原及制焦，实现含有氧化钙的活性焦的高效制备，制焦产生的二氧化硫气体与硫化氢在克劳斯反应器中反应生成硫磺，实现工业固废石膏及H2S尾气的资源化利用。源化利用。源化利用。
【技术实现步骤摘要】
含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统及方法
[0001]本专利技术涉及活性焦制备领域，具体而言，本专利技术涉及一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统及方法。
技术介绍
[0002]活性焦作为一种廉价易制的、可重复利用的吸附材料，在污染物处理、空气净化、水处理等方面得到广泛应用，但是新鲜活性焦对硫化氢吸附和催化氧化能力较差，通常需要对其进行碱金属氧化物改性。目前，在工业中常用的改性方法为氧化钙改性，使用碳酸钙在活性焦上负载氧化钙，其主要通过碳酸钙溶液浸渍活性焦，高温煅烧产生含有氧化钙的活性焦，在生产过程中会产生二氧化碳污染气体。
[0003]我国工业副产石膏产生量约1.18亿吨，综合利用率仅为38％。其中，脱硫石膏约4300万吨，综合利用率约为56％；磷石膏约5000万吨，综合利用率约20％；其他副产石膏约2500万吨，综合利用率约40％。目前工业副产石膏累积堆存量已超过3亿吨，其中，脱硫石膏5000万吨以上，磷石膏2亿吨以上。工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染，已经成为制约我国燃煤机组烟气脱硫和磷肥企业可持续发展的重要因素。
[0004]硫化氢(H2S)是一种剧毒、恶臭的酸性气体，不仅会引起金属等材料的腐蚀，在化工生产中还容易导致催化剂中毒失活；H2S还会危害人体健康，造成环境污染。随着我国高硫原油加工量的增多，炼油加氢精制单元副产含H2S酸性尾气量逐年增加。由于多数酸性尾气中H2S浓度较低，目前还没有较好的处理方式。因此，对石油、天然气、煤和矿产加工等工业领域中产生的大量H2S气体进行无害化处理技术，已经成为人们关注的热点。
[0005]因此，含有氧化钙的活性焦的高效低成本制备以及工业副产石膏和含H2S工业尾气的资源化利用具有重要意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：在工业中常用的活性焦改性方法为氧化钙改性，其主要通过碳酸钙溶液浸渍活性焦，高温煅烧产生含有氧化钙的活性焦，产生大量二氧化碳气体。工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染。石油、天然气、煤和矿产加工等工业领域中产生大量H2S气体，需要进行无害化处理技术。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统及方法，将石膏与煤粉均匀混合后，送入制焦炉中在H2S气体气氛下进行还原及制焦，实现含有氧化钙的活性焦的高效制备，制焦产生的二氧化硫气体与硫化氢在克劳斯反应器中反应生成硫磺，实现工业固废石膏及H2S尾气的资源化利用。
[0008]本专利技术实施例的一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统，包括：
[0009]制焦炉，所述制焦炉设有物料入口、还原气入口和产物出口，所述物料入口用于送入煤粉和石膏，所述还原气入口用于通入H2S和/或CO；
[0010]高温分离器，用于将所述制焦炉中反应后的混合产物进行气固分离，所述高温分离器设有产物入口、产物气体出口和固体出口，所述产物入口与所述产物出口连通；
[0011]换热器，所述换热器具有放热通道和吸热通道，所述放热通道设有放热侧入口和放热侧出口，所述放热侧入口与所述产物气体出口连通，所述吸热通道设有吸热侧入口和吸热侧出口；
[0012]克劳斯反应器，所述克劳斯反应器设有产物气体入口、H2S气体入口、尾气出口和硫磺出口，所述产物气体入口与所述放热侧出口连通。
[0013]本专利技术实施例的含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统带来的优点和技术效果：煤粉和石膏送入制焦炉中与还原气体H2S和/或CO反应，不仅可以获得含有氧化钙的活性焦，同时可以处理工业固废石膏和硫化氢尾气。生成的混合产物经高温分离器进行气固分离得到含有氧化钙的活性焦和含SO2的气体，含SO2的气体温度过高，需要经换热器进行降温，然后通入克劳斯反应器中与外源H2S气体进行反应，制得硫磺。
[0014]本专利技术实施例中，以硫酸钙为原料，采用煤粉还原硫化钙制备含有氧化钙的活性焦，制备过程中无二氧化碳排放。同时，硫酸钙分解过程中产生二氧化硫，与含H2S的工业尾气反应联产硫磺，实现硫化氢的资源化利用。氧化钙为低碳产品；氧化钙添加至活性焦内，在制备过程中强化活化过程，提高活性焦的性能。
[0015]在一些实施例中，还包括脱硫塔，所述脱硫塔具有活性焦入口、尾气入口和脱硫活性焦出口，所述活性焦入口与所述固体出口连通，所述尾气入口与所述尾气出口连通，所述脱硫活性焦出口与所述吸热侧入口连通。
[0016]在一些实施例中，还包括硫磺储罐，所述硫磺储罐设有硫磺入口，所述硫磺入口与所述硫磺出口连通；
[0017]和/或，还包括活性焦储仓，所述活性焦储仓设有固体入口，所述固体入口与所述固体出口连通。
[0018]在一些实施例中，还包括煤粉储仓、石膏储仓和搅拌器，所述煤粉储仓、石膏储仓分别通过给料机与所述搅拌器连通，所述搅拌器通过送料机与所述制焦炉的物料入口连通。
[0019]本专利技术实施例的一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的方法，采用本专利技术实施例的系统，包括以下步骤：
[0020](1)将煤粉和石膏混合得到混合物，将所述混合物与H2S气体在制焦炉中进行还原及制焦反应，得到混合产物；
[0021](2)将所述混合产物进行气固分离，分离得到的固体为含有氧化钙的活性焦，分离得到的气体为含有SO2的气体；
[0022](3)所述含有SO2的气体与H2S气体在克劳斯反应器中进行克劳斯反应，制得硫磺。
[0023]本专利技术实施例的含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的方法带来的优点和技术效果：将石膏与煤粉均匀混合后，送入制焦炉中在H2S气体气氛下进行还原及制焦反应，制备含有氧化钙的活性焦，热解产生的二氧化硫气体与硫化氢在克劳斯反应器中反应生成硫磺。
[0024]本专利技术实施例中，使用硫化氢气体进行还原可以降低硫酸钙的分解温度。以硫酸钙为原料，煤中碳具有还原性，采用煤粉还原硫化钙制备含有氧化钙的活性焦，同时生成二氧化硫，制备过程中无二氧化碳排放。本专利技术实施例中，实现了石膏的还原，得到氧化钙，煤粉热解和活化，氧化钙添加至活性焦内，活性焦制备过程中，氧化钙强化成孔过程，形成孔隙结构丰富的活性焦，提高活性焦的性能。制得的含氧化钙活性焦具备物理和化学吸附性能，可以用于处理多源污染气体。
[0025]本专利技术实施例中，相比较其他硫磺回收工艺，该工艺采用克劳斯硫磺回收工艺，系统稳定性高。进入克劳斯反应器的高浓度H2S气体和制焦炉产生的SO2气体直接反应，可以省略克劳斯工艺的第一个阶段，即省略硫化氢与氧气反应制备二氧化硫过程，提高反应的效率。本专利技术实施例中，将难以处理的工业副产石膏以及含H2S工业尾气资源化协同利用生产高价值硫磺，为目前难以处理的工业副产石膏及低浓度H2S尾气提供了可持续的无污染的处理方式，实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统，其特征在于，包括：制焦炉，所述制焦炉设有物料入口、还原气入口和产物出口，所述物料入口用于送入煤粉和石膏，所述还原气入口用于通入H2S和/或CO；高温分离器，用于将所述制焦炉中反应后的混合产物进行气固分离，所述高温分离器设有产物入口、产物气体出口和固体出口，所述产物入口与所述产物出口连通；换热器，所述换热器具有放热通道和吸热通道，所述放热通道设有放热侧入口和放热侧出口，所述放热侧入口与所述产物气体出口连通，所述吸热通道设有吸热侧入口和吸热侧出口；克劳斯反应器，所述克劳斯反应器设有产物气体入口、H2S气体入口、尾气出口和硫磺出口，所述产物气体入口与所述放热侧出口连通。2.根据权利要求1所述的含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统，其特征在于，还包括脱硫塔，所述脱硫塔具有活性焦入口、尾气入口和脱硫活性焦出口，所述活性焦入口与所述固体出口连通，所述尾气入口与所述尾气出口连通，所述脱硫活性焦出口与所述吸热侧入口连通。3.根据权利要求1所述的含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统，其特征在于，还包括硫磺储罐，所述硫磺储罐设有硫磺入口，所述硫磺入口与所述硫磺出口连通；和/或，还包括活性焦储仓，所述活性焦储仓设有固体入口，所述固体入口与所述固体出口连通。4.根据权利要求1所述的含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的系统，其特征在于，还包括煤粉储仓、石膏储仓和搅拌器，所述煤粉储仓、石膏储仓分别通过给料机与所述搅拌器连通，所述搅拌器通过送料机与所述制焦炉的物料入口连通。5.一种含有氧化钙的活性焦脱除硫化氢联产硫磺的方法，其特征在于，采用权利要求1
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4中任一项所述的系统，包括以下步骤：(1)将煤粉和石膏混合得到混合物，将所述混合物与H2S气体在制焦炉中进行还原及制焦反应，得到混合产物；(2)将所述混合产物进行气固分离，分离得到的固体为含有氧化钙的活性焦，分离得到的气体为含有...
【专利技术属性】
技术研发人员：楚良，李阳，杨成龙，张立强，张军，张宝华，朱鹏，周杰，李勇，赵瀚辰，蔡铭，贾晨光，王哲帆，崔义，井庆贺，李德军，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司山东大学扎赉诺尔煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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