[发明专利]一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置

说明书

本发明公开了一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置，该装置包括预处理塔，所述预处理塔顶部的出口通过管路与有机硫水解塔底侧部的进口连接，所述有机硫水解塔顶部的出口通过含硫煤气管二与超重力旋转床上部的进口连接，所述超重力旋转床底侧部的出口通过富胺液管连接胺液缓冲罐顶部一端的进口，所述超重力旋转床顶部的出口通过脱硫后煤气管连接煤气除液罐中侧部的进口。本发明的煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置，通过采用目前最为成熟和经济的胺法脱硫化氢技术，解决了固体脱硫吸附剂再生能耗高或废碱液处理等造成的煤气脱硫成本高，以及固废或大量废碱液难处理的问题。

技术领域

本发明涉及煤气脱硫技术领域，具体来说，涉及一种煤气有机硫水解及湿法脱硫的方法和装置。

背景技术

2019年4月，生态环境部《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）正式公布实施，首次明确提出要“加强源头控制，高炉煤气、焦炉煤气应实施精脱硫”，同时对末端烟气SO₂排放提出了更严的标准，要求钢铁企业热风炉和加热炉排放烟气SO₂含量不超过50mg/m³，煤气发电锅炉排放烟气SO₂含量不超过35mg/m³，焦炉烟道气SO₂含量不超过30mg/m³。

焦炉煤气为炼焦副产品，主要成分为H₂（55~60%）、CH₄（23~27%）、CO（5~8%）、C₂以上不饱和烃（2~4%）、CO₂（1.5~3%）、O₂（0.3~0.8%））、N₂（3~7%），热值约为17~19MJ/m³，可作为高温工业炉燃料和民用煤气。高炉煤气为高炉炼铁过程的副产品，主要成分为CO（20~25%）、CO₂（15~22%）、N₂（55%），H₂和CH₄含量很少，O₂含量一般不超过1%，热值约为3500KJ/m³，高炉煤气在钢铁企业主要作为钢铁企业内部炼铁烧结、球团、高炉热风炉、轧钢加热炉、热处理炉、自备热电厂燃气锅炉等燃料。

钢铁企业焦炉煤气和高炉煤气存在产量大、终端用户分散的情况，煤气中普遍含有H₂S和COS，部分装置生产的煤气还含有少量的CS₂，如果采用煤气燃烧后烟气脱 SO₂工艺，需上多套脱SO₂装置，装置分散，投资大且管理成本高，并且全程管道设备在腐蚀方面存在严重的安全隐患。

钢铁企业生产煤气中硫形态分布情况如下表所示：

表1 煤气中硫形态分布情况

根据调研，国内部分钢铁企业已建成并投用了十多套干法或半干法的煤气脱硫装置。

煤气干法脱硫工艺一般为先对焦炉煤气或TRT后高炉煤气（40-70℃）采用固体吸附剂进行精除尘、除氧、除氯预处理，有些工艺还对煤气先降温除水再升温措施，再采用羰基硫水解催化剂将羰基硫水解为硫化氢，最后采用吸附剂吸附硫化氢，吸附剂吸附饱和后再用预热至200-300℃的净化煤气反吹再生。吸附塔设计为多开一备，间断再生。吸附剂使用周期衰减至一定程度后定期更换。由于固体吸附剂较容易被残留的粉末、氧、氯等杂质引起堵塞和中毒，固体剂更换频繁，劳动强度大，造成煤气脱硫成本成倍增加，煤气先降温除水再升温措施也大幅增加了煤气脱硫成本。

煤气半干法脱硫技术路线为对焦炉煤气或TRT前高炉煤气（100-280℃）采用固体吸附剂进行精除尘、除氧、除氯预处理，再采用固体的常温羰基硫水解催化剂（高炉煤气采用中温水解催化剂）将羰基硫水解为硫化氢，最后采用碱液喷淋脱除焦炉煤气中的硫化氢，如果是高炉煤气，则是在TRT后高炉煤气（40-70℃）采用碱液喷淋脱除煤气中的硫化氢。该技术采用氢氧化钠碱液喷淋脱除硫化氢，因煤气中二氧化碳含量高，会大幅增加碱液消耗，同时排放大量废碱液。