[发明专利]一种基于湿法除尘的高炉煤气脱硫系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于湿法除尘的高炉煤气脱硫系统，包括旋风除尘器、湿法除尘器、旋流板脱水器、TRT、洗净塔和水解反应器，所述旋风除尘器的入口与高炉煤气供应管道连通，旋风除尘器的出口与湿法除尘器的入口连通；所述湿法除尘器的第一出口与旋流板脱水器的第一入口连通，旋流板脱水器的出口与TRT的进气口连通，TRT的出气口与洗净塔的入口连通，洗净塔的出口与净煤气供应管路连通；水解反应器的入口与湿法除尘器的第二出口连通，水解反应器的出口与旋流板脱水器的第二入口连通。本发明还公开了一种高炉煤气脱硫方法。本发明的有益效果为：本发明所述技术方案可大大减少水解反应耗水量，且运行能耗低，尤其是在高炉煤气量大且持续产生的情况下，优势更加明显。

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体涉及一种基于湿法除尘的高炉煤气脱硫系统及方法。

背景技术

我国钢铁行业能耗约占工业总能耗23％，占全国总能16％，污染物排放约占全国排放总量17％，是国家重点推动节能减排的重点行业。2019年，国家对钢铁行业超低排放指标提出了更高的要求，具体来看，烧结机机头、球团焙烧烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值分别不高于10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米；其他主要污染源颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值原则上分别不高于10毫克/立方米、50毫克/立方米、200毫克/立方米，达到超低排放的钢铁企业每月至少95％以上时段小时均值排放浓度满足上述指标。

高炉在长流程钢铁生产工艺中具有重要的地位，生产每吨铁水副产1600立方米～2000立方米的高炉煤气，热值700大卡/立方米～800大卡/立方米，煤气中含有一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气等组分，同时伴有尘、硫等污染物。

高炉煤气中的硫可分为有机硫和无机硫这两大类。有机硫主要成分有：羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)、甲硫醇(CH₄S)、乙硫醇(C₂H₆S)、噻吩(C₄H₄S)等；无机硫主要成分有：硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO₂)等。其它有机硫对于COS来说要低得多，如CS₂约低于COS 2～3数量级含量，高炉煤气为还原气氛，无机硫SO₂含量极少。高炉煤气中以羰基硫(COS)为主的有机硫，占比约80％；以硫化氢(H₂S)为主的无机硫，占比约20％。

高炉煤气中COS大致按下列模式生成并与H₂S并存，如下式所示：

高炉煤气中被热风炉、烧结、加热炉、发电等工序利用后的二氧化硫排放浓度为100毫克/立方米～200毫克/立方米，有的生产厂排放的烟气中SO₂的含量甚至高达250mg/m³以上，远高于超低排放指标要求的35毫克/立方米、50毫克/立方米，给环境和人们的身体健康造成了严重威胁。

为了解决这些问题，业内研究者们作出了许多努力，但大多集中在如何进行有效脱硫的工艺上。传统酸碱中和的脱硫工艺无法高效去除，同时会增加后续热风炉、烧结机、球团炉、加热炉、锅炉发电等高炉煤气用户的环保投资。

较为成熟的方法是在TRT装置后设置湿法洗涤装置进行酸性气体的脱除，该种方法又称为前端脱硫，可以有效的脱除高炉煤气中的酸性气体H₂S、SO₂、SO₃等酸性气体，但无法脱除高炉煤气中的COS，因此必需先将高炉煤气中COS水解转化为H₂S(反应式2)，再采用常规湿式氧化脱硫对H₂S进行脱除，水解反应公式如下所示：

COS+H₂O＝H₂S+CO₂+35.53kJ/mol (2)。