一种净化和利用高炉煤气的系统和方法技术方案

一种净化和利用高炉煤气的系统和方法，属于环保技术领域，所述的系统包括顺序连通的原料气入口

【技术实现步骤摘要】
一种净化和利用高炉煤气的系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种高炉煤气净化系统和方法，更具体得说，涉及一种脱除高炉煤气中硫化物
、
氯化物及尘的系统和方法
。

技术介绍

[0002]高炉煤气是高炉生产过程中副产的可燃气体，主要成分是
CO、CO2、 N2，还含有一定量的
COS、H2S、
氯化物
、
粉尘等
。
[0003]高炉煤气中
CO
的体积分率超过
20
％，若直接排放会带来严重的安全隐患，也是能源的极大浪费，故目前高炉煤气常被用作电厂高炉
、
轧钢厂热风炉
、
炼铁厂加热炉的燃料
。
燃烧后，高炉煤气中的
COS、H2S
等硫化物会转化为
SO2，导致烟气中
SO2的含量高达
200mg/m3以上，远大于尾气中
SO2含量不大于
35mg/m3的排放要求，须对高炉煤气进行源头治理或末端治理，使燃烧后尾气中
SO2的量满足环保排放要求
。
[0004]高炉煤气产量大，体积
1080m3的高炉，每小时产出的煤气量超过
20 万标立，且表压大于
0.2MPa
，因此钢厂常通过余压透平发电的方式回收其中的能量
、
提高企业的经济效益
。
高炉煤气中的氯化物
、
硫化氢对管道有非常强烈的腐蚀性，企业需花费大量资金进行管道维护，加剧了企业负担，因此需要对高炉煤气进行除尘
、
脱氯
、
脱硫
。
[0005]常用的除尘方法分为干法除尘和湿法除尘两种，与湿法除尘相比，干法除尘具有压降及显热损耗较小的优点，但干法除尘无法脱除气体中的氯化物和硫化物，当气体中氯化物和硫化物含量较高时，还需再进行湿法脱氯
、
脱硫，若能开发一种兼具除尘
、
脱氯
、
脱硫的方法，将可以节省投资和操作费用，提高企业的经济效益
。
[0006]由于高炉煤气用户较为分散，若每个终端用户均配套脱硫装置，治理成本过大，增加企业的负担，故源头治理具有更好的经济效益
。
目前一般采用先水解将有机硫转化为硫化氢
、
离开水解反应器的高炉煤气进入
TRT 发电装置
、
发电后再进入吸收塔用碱液脱除其中的硫化氢
。
[0007]CN110484307A
公开了一种高炉煤气脱氯
、
脱硫系统及工艺，高炉煤气经重力除尘器
、
干法布袋除尘器后输送到脱氯塔中，经脱氯塔脱氯后的高炉煤气经
TRT
或调压阀组，进入脱硫系统，脱硫系统中的催化塔对其中的
COS
进行催化，使
COS
转化为
H2S
；经催化塔处理后的高炉煤气输送至脱硫系统的脱硫塔，脱硫塔对高炉煤气中的
H2S
进行脱硫处理；处理后的高炉煤气经煤气管网传输至用户使用
。
该方法可有效解决高炉煤气燃烧后烟气
SO2超标问题，另外经脱氯的高炉煤气大大延缓了
TRT 叶片的腐蚀及管道腐蚀，但该处采用固定床干法脱氯，脱氯剂消耗量大，且更换困难，增加了企业的操作成本
。
[0008]CN110452744A
公开了一种炼铁高炉煤气环保综合治理系统及工艺，高炉煤气经重力除尘器
、
干法布袋除尘器后输送到水解塔中，经水解塔对其中的
COS
进行水解转化为
H2S
；处理后的高炉煤气经
TRT/
或调压阀组，传输至高炉煤气脱硫塔，高炉煤气脱硫塔对高炉煤气中的
H2S、Cl
‑
进行脱硫
、
脱氯处理；处理后的高炉煤气经煤气管网传输至用户或存储到煤气柜中，该方法采用同一催化剂进行脱硫
、
脱氯，由于氯化物对脱硫剂的腐蚀作用，使得脱
硫剂永久失活，且寿命缩短
。
[0009]CN112195043A
公开了一种高炉煤气脱硫方法，将经过布袋除尘器精除尘后的高炉煤气送入水解催化塔进行水解催化脱硫，高炉煤气在所述水解催化塔内经水解催化剂作用将其中
COS
被转化成
H2S
，然后高炉煤气由高炉煤气余压透平发电装置或减压阀再经脱硫降温塔喷淋降温脱硫和除雾器除雾，净化后送入煤气管网，该方法中高炉煤气中的氯化物影响有机硫水解催化剂剂强度及寿命，会导致催化剂强度下降
、
粉化严重，影响企业的经济效益
。
[0010]上述高炉煤气净化处理装置和方法通常先对高炉煤气进行除尘
、
脱氯或脱硫之后引入余压透平发电装置，由于采用固体催化剂脱氯或未考虑氯化物对催化剂的影响，导致此种方法一般操作周期较短，且催化剂粉化严重
。
催化脱硫塔中催化剂粉化
、
产生碎屑会导致催化剂寿命缩短
、
剂耗上升，且催化剂粉化产生的碎屑进入
TRT
发电装置，会加剧
TRT
叶片的磨蚀
。
另外，催化剂碎屑及粉尘导致脱硫脱氯过程中压降较大，使得余压透平发电装置的能量回收效率低
。

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的技术问题是提供一种净化和利用高炉煤气的系统和方法，避免水解反应器床层压降高
、
水解反应器易堵塞
、
后续管道腐蚀严重
、
水解剂易失活
、
燃烧后尾气氧化硫含量超标等技术问题
。
[0012]第一方面，本专利技术提供一种净化和利用高炉煤气的系统，包括顺序连通的原料气入口
、
换热器1管程
、TRT
发电装置
2、
预吸收器3，所述的预吸收器3的气体出口经换热器1壳程后顺序连通水解反应器9和再吸收器 10。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种净化和利用高炉煤气的方法，采用上述的系统，高炉煤气原料经换热降温后进入余压透平发电装置进行发电；发电后的高炉煤气进入预吸收塔，与碱液接触脱除其中的氯化物
、
硫化氢和粉尘，并且脱除明水；然后与高炉煤气原料换热后进入水解反应器，与有机硫水解催化剂接触反应，将有机硫化合物水解转化为硫化氢；反应后的高炉煤气进入再吸收器，与碱液接触脱除硫化氢，实现高炉煤气的洁净化
。
[0014]本专利技术提供的净化和利用高炉煤气的系统和方法的有益效果为：
[0015]采用本专利技术提供的净化和利用高炉煤气的系统和方法，可脱除高温原料气中的氯化氢
、
含硫化合物和其他杂质，尤其能够处理含尘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，包括顺序连通的原料气入口
、
换热器
(1)
管程
、TRT
发电装置
(2)、
预吸收器
(3)
，所述的预吸收器
(3)
的气体出口经换热器
(1)
壳程后顺序连通水解反应器
(9)
和再吸收器
(10)。2.
按照权利要求1所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，在所述的水解反应器之前设有加热炉，所述的预吸收器的气体出口经换热器壳程后，再经加热炉
(8)
后，连通所述的水解反应器
(9)。3.
按照权利要求1或2所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，所述的预吸收器
(3)
为喷淋式气液顺流或逆流接触的反应器，其中所述的预吸收器底部的吸收液出口经预吸收液循环罐
(4)、
预吸收液循环泵
(7)
与所述的预吸收器顶部的吸收液入口连通；优选地，所述的预吸收器为气液逆流接触反应器，气体入口设置于所述的预吸收器下部，气体出口设置于所述的预吸收器上部
。4.
按照权利要求3所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，所述的预吸收器底部的吸收液出口经预吸收液循环罐
、
预吸收液循环泵，连通所述的预吸收器顶部的吸收液入口；优选地，所述的预吸收器为气液逆流接触反应器，气体入口设置于所述的预吸收器下部，气体出口设置于所述的预吸收器上部
。5.
按照权利要求3所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，预吸收器内部设有一层或数层液体分布器和喷嘴，所述的吸收液入口连通所述的液体分布器和喷嘴，各层液体分布器和喷嘴呈并联模式；优选地，所述的预吸收器底部设有盘环形集液器
。6.
按照权利要求3所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，所述的预吸收器由顶部的扩大段和下部直管段组成，在所述的扩大段内设有除雾器；优选地，所述的扩大段与下部直管段的管径比为
1.2
‑3：
1。7.
按照权利要求3所述的净化和利用高炉煤气的系统，其特征在于，所述的预吸收器的气体出口经气液沉降器
(5)
与所述的换热器的壳程连通
。8.
按照权利要求1或2所述的净化和利用高炉煤气的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同旺，何金龙，李庚鸿，朱丙田，袁清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：