高炉煤气脱硫系统及脱硫方法与流程

本发明属于化工和环保，涉及一种高炉煤气脱硫系统及脱硫方法。

背景技术：

1、高炉煤气(bfg)是炼铁行业的主要副产物之一，已经成为钢铁企业节能降耗以及达标排放的关键。目前，高炉煤气脱硫主要包括源头处理和末端处理两种方式。但钢铁企业用高炉煤气加热气点分散，若采用常规末端处理方法，工业设备成本高，日常管理流程较为繁杂。因此，对高炉煤气进行源头治理是一种必要的脱硫方式。高炉煤气源头治理是一个新的发展方向，现有脱硫技术主要分为湿法和干法两大类。常规湿法脱硫存在脱硫液循环量大，设备占地面积大且投资成本较高等缺点，因此关于干法脱硫技术的应用研究较多。

2、而目前，水解转化+吸附法脱除含硫化合物的干法工艺，因其适用性强，操作简单，脱硫效率高等特点在成为目前众多源头脱硫干法工艺中的首选。这其中，活性炭/改性活性炭以其化学性质稳定、比表面积大、表面基团丰富等优点，成为该工艺当前应用广泛的脱硫吸附剂。在活性炭吸附剂上发生的主要脱硫化学反应为：2h2s+o2→2s↓+2h2o。但目前该工艺依然存在着一些问题，这其中较为常见的问题是脱硫塔出口的羰基硫(cos)含量因工艺条件(如水解剂水解效率降低、反应温度升高等)的变动出现激增，导致脱硫出口硫含量超标，根据研究推测，可能存在由co和h2s或co和单质s在一定条件下生成cos的反应。随着脱硫过程的进行，脱硫反应生成的单质硫不断沉积在活性炭表面和孔隙中，尤其当脱硫剂硫容(吸附剂吸收的含硫气体折算成单质硫的质量与吸附剂质量的比值)较高时，上述问题更加明显。

3、因此，目前亟需一种新型高炉煤气脱硫系统以及脱硫方法来解决该问题，从而适应各种变工况条件及短时间水解剂效率降低情景。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉煤气脱硫系统及脱硫方法，以解决背景技术中提出的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高炉煤气脱硫系统，包括脱硫塔本体和在所述脱硫塔本体中从下往上依次布置的第一脱硫模块、第二脱硫模块以及第三脱硫模块，并在所述第一脱硫模块与第二脱硫模块以及所述第二脱硫模块与第三脱硫模块之间均设有可开闭的隔板，以连通或封闭所述第一脱硫模块、第二脱硫模块以及第三脱硫模块之间的通道；

4、在所述第一脱硫模块和第二脱硫模块中靠近所述脱硫塔本体底部的一侧均设有高炉煤气入口管道，在所述第二脱硫模块和第三脱硫模块中靠近脱硫塔本体顶部的一侧均设有高炉煤气出口管道，并在所述第一脱硫模块与第三脱硫模块之间还设有连接管，以连通所述第一脱硫模块与第三脱硫模块。

5、进一步地，所述第一脱硫模块、第二脱硫模块和第三脱硫模块均包括2层脱硫催化剂和1层布置在2层所述脱硫催化剂之间的水解剂。

6、进一步地，所述脱硫催化剂为活性炭催化剂或改性活性炭催化剂。

7、进一步地，所述连接管与第一脱硫模块的连接处布置在所述第一脱硫模块中位于上层的脱硫催化剂与隔板之间，所述连接管与第三脱硫模块的连接处布置在所述第三脱硫模块中位于下层的脱硫催化剂与隔板之间。

8、进一步地，在所述第一脱硫模块、第二脱硫模块以及第三脱硫模块中均还设有布置在位于下层的脱硫催化剂靠近脱硫塔本体底部的一侧的水蒸气喷雾器。

9、进一步地，与所述第一脱硫模块和第二脱硫模块相连的高炉煤气入口管道分别为第一高炉煤气入口管道和第二高炉煤气入口管道；

10、与所述第二脱硫模块和第三脱硫模块相连的高炉煤气出口管道分别为第二煤气出口管道和第一煤气出口管道。

11、另一方面，本发明还提供一种高炉煤气脱硫方法，提供所述的高炉煤气脱硫系统，具体包括以下步骤：

12、步骤1.最初阶段，各个脱硫模块之间的隔板全部打开，含硫高炉煤气从与第一脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道进入到脱硫塔本体中，依次通过第一脱硫模块、第二脱硫模块和第三脱硫模块，随后经过脱硫处理的高炉煤气经与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道离开脱硫塔本体；

13、步骤2.经过一段时间运行后，与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道的硫含量增加到第一指定值，需将第一脱硫模块进行更换，关闭第一脱硫模块和第二脱硫模块之间的隔板，同时关闭与第一脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道，含硫高炉煤气切换至从与第二脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道进入到脱硫塔本体中，并经过第二脱硫模块和第三脱硫模块后，经与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道离开脱硫塔本体，然后对第一脱硫模块区域内进行空气置换，再进行更换第一脱硫模块；

14、步骤3.第一脱硫模块完成后，含硫高炉煤气重新切换至与第一脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道，并进入到脱硫塔本体中，再依次通过第一脱硫模块、第二脱硫模块和第三脱硫模块，随后经过脱硫处理的高炉煤气经与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道离开脱硫塔本体。

15、进一步地，在更换第一脱硫模块后，再经过一段时间运行后，与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道的硫含量增加到第二指定值，需将第二脱硫模块进行更换，具体包括以下步骤：

16、步骤1.关闭第一脱硫模块和第二脱硫模块之间以及第二脱硫模块和第三脱硫模块之间的隔板，同时打开用于连接第一脱硫模块与第三脱硫模块的连接管，含硫高炉煤气从与第一脱硫模块相连的高炉煤气入口管道进入到脱硫塔本体中，依次通过第一脱硫模块、连接管和第三脱硫模块，然后经与第三脱硫模块相连的高炉煤气出口管道排出，最后对第二脱硫模块区域内进行空气置换，并更换第二脱硫模块；

17、步骤2.第二脱硫模块更换完成后，打开两处关闭的隔板，并关闭连接管，含硫高炉煤气通过与第一脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道，并进入到脱硫塔本体中，再依次通过第一脱硫模块、第二脱硫模块和第三脱硫模块，随后经过脱硫处理的高炉煤气经与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道离开脱硫塔本体。

18、进一步地，在更换第二脱硫模块后，再经过一段时间运行后，与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道的硫含量增加到第三指定值，需将第三脱硫模块进行更换，具体包括以下步骤：

19、步骤1.关闭第二脱硫模块和第三脱硫模块之间的隔板和与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道，同时打开与第二脱硫模块的高炉煤气出口管道，含硫高炉煤气从与第一脱硫模块相连的高炉煤气入口管道进入到脱硫塔本体中，依次通过第一脱硫模块和第二脱硫模块，然后经与第二脱硫模块相连的高炉煤气出口管道排出，最后对第三脱硫模块区域内进行空气置换，并更换第三脱硫模块；

20、步骤2.第三脱硫模块更换完成后，打开关闭的隔板，含硫高炉煤气通过与第一脱硫模块连接的高炉煤气脱硫入口管道，并进入到脱硫塔本体中，再依次通过第一脱硫模块、第二脱硫模块和第三脱硫模块，随后经过脱硫处理的高炉煤气经与第三脱硫模块连接的高炉煤气出口管道离开脱硫塔本体。

21、进一步地，所述第一指定值为25ppm，第二指定值为20ppm，第三指定值为30ppm。

22、进一步地，在所述第一脱硫模块、第二脱硫模块以及第三脱硫模块中均还设有水蒸气喷雾器；

23、当检测到高炉煤气出口管道的高炉煤气含水量≤5％，且高炉煤气出口管道的硫含量在0.5～1h增加50％以上，通过水蒸气喷雾器向脱硫塔本体中的含硫高炉煤气喷射水蒸气。

24、本发明的有益效果在于：

25、本发明提供的一种高炉煤气脱硫系统及脱硫方法，脱硫催化剂(活性炭催化剂)与水解剂采用模块化设计，并且该系统可在线更换脱硫催化剂和水解剂，不影响高炉煤气脱硫工序的进行，节约时间、人力和场地，从而保证在高炉煤气出口的硫含量过高时及时进行在线换料，从而解决脱硫反应生成的单质硫不断沉积在活性炭表面和孔隙中，导致由co和h2s或co和单质s在一定条件下生成cos的反应，导致脱硫塔出口的羰基硫(cos)含量激增的问题，并且进一步拓宽了水解转化+吸附法脱除含硫化合物的干法工艺的工艺条件范围(如适宜反应的温度范围)，降低了脱硫出口cos的含量。

26、其次，通过调节含硫高炉煤气进出不同的煤气入口管道、煤气出口管道，并与管道调节阀配合可调节脱硫空速；增设水蒸气喷雾器，可调节高炉煤气含水量，更有助于脱硫反应的进行，有利于提升脱硫效率。

27、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。