一种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统的制作方法

本实用新型属于高炉煤气脱硫技术领域，具体涉及一种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统。

背景技术：

随着国家环保要求越来越严格，高炉煤气含硫引发的烟气含硫排放超标问题越来越凸出，很多企业经监测发现纯燃高炉煤气后的烟气含硫量超标，企业面临高炉煤气燃烧后必须脱硫的问题，这样势必造成各个燃烧用户都需要进行燃烧烟气脱硫，产生了诸如烟气脱硫系统选择难、占地大、投资高、人力投入大等系列问题。很多钢企也在考虑加强高炉脱硫，为下游烟气脱硫创造较好的条件，甚至有业主已经在考虑高炉煤气脱硫。

高炉煤气脱硫是国家提倡的煤气源头治理技术，但该技术难度比较大，特别是羰基硫脱除，对高炉煤气这样大流量，成分复杂，含硫量地域差别大的特点，暂还没有统一的稳定技术。目前高炉煤气脱硫技术仍然不成熟，主要由以微晶为代表的干法处理方法和以碱液吸收为代表的湿法处理方法，这些脱硫技术尚处于理论和实验摸索阶段。

微晶脱硫技术，已投入工程应用，该技术特点是：可以吸附硫化氢、羰基硫，吸附精度较高；吸附剂填装在脱硫塔，占地有一定要求且运行有一定阻力，阻力随吸附量逐渐增大，吸附剂为疏水型，能规避煤气含水问题；结构比较稳定，可反复再生，再生可用热煤气(1.5％的总量)或热氮气(再生出的脏煤气可去烧结)；吸附剂同时具有脱除灰尘的作用，需要用水洗灰。微晶技术问题在于运行阻力和占地问题，后期运行阻力较大，由于需要设置大型脱硫塔，占地面积也比较大。

除了微晶技术已有项目在实施，其他仍在技术探索或验证阶段，主要有羰基硫水解技术、络合铁湿法技术、铜铁系湿法技术和铜锌金属氧化物等。

从技术上分析，这些技术不同程度地存在占地大，煤气助力大，操作维护复杂等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中高炉煤气脱硫难度大的问题。

为此，本实用新型提供了一种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统，包括紫外光解氧设备及湿法脱硫模块；

所述紫外光解氧设备用于接收高炉煤气并进行氧化得到含硫氧化物的初次净化煤气；

所述湿法脱硫模块用于利用有机溶剂吸收所述初次净化煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。

优选地，所述湿法脱硫模块包括脱硫塔、循环槽、循环泵及换热器；

所述脱硫塔的第一入口与所述紫外光解氧设备出口连接，所述脱硫塔的顶端排气孔接管网以排出净化煤气，所述脱硫塔的底端与循环槽的底端之间通过热换器连接，所述循环槽的脱硫液出口端依次循环泵及热换器冷却后与所述脱硫塔的顶端接通。

优选地，所述循环槽的内设有蒸汽加热设备。

优选地，所述循环槽的脱硫液出口端设有冷却设备。

优选地，所述紫外光解氧设备用于产生185nm波段且波长范围为170nm-184.9nm的紫外线。

优选地，所述紫外线的能量密度为704kj/mol-647kj/mol。

优选地，用于向所述紫外光解氧设备输送高炉煤气的管道及用于排出净化煤气的管道上均设有温度检测、压力检测、含硫检测和含氧检测的装置。

本实用新型还提供了一种基于紫外光的高炉煤气脱硫方法，包括以下步骤：

步骤一：高炉煤气进入紫外光解氧化设备进行氧化得到含硫氧化物；

步骤二：湿法脱硫模块利用有机溶剂吸收经过紫外氧化后的煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述净化煤气经过管网排出，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。

优选地，所述步骤一之前还包括：高炉煤气经压力检测、温度检测和含硫含氧检测后再进入紫外光解氧化设备。

优选地，所述步骤二具体包括：湿法脱硫模块包括脱硫塔、循环槽、循环泵及换热器；

在脱硫塔中，煤气经逆流方式与脱硫液进行吸收反应，煤气中的so2和so3被脱硫液吸收，净化后的高炉煤气输送到高炉煤气管网中；

经脱硫后的脱硫液在塔底富集，经管道流到换热器，与析出so2和so3的脱硫液进行热交换，被加热后的脱硫液进入脱硫槽中然后进行蒸汽加热析出氧化硫，析出so2和so3的脱硫液被冷却后输送到脱硫塔，在脱硫塔中循环进行脱硫反应。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统，包括紫外光解氧设备及湿法脱硫模块。高炉煤气进入紫外光解氧化设备进行氧化得到含硫氧化物；湿法脱硫模块利用有机溶剂吸收经过紫外氧化后的煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述净化煤气经过管网排出，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。该方案自动化程度高，占地空间小，成本低，能有效地解决高炉煤气含硫引发的烟气含硫排放超标的问题，降低煤气排放的环境污染影响，有利于生态环境的保护。另一方面，用于吸收硫化物的有机溶剂反复循环使用，节约了资源。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统的结构示意图。

附图标记说明：紫外光解氧化设备1，脱硫塔2，循环槽3，循环泵4，换热器5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统，包括紫外光解氧设备及湿法脱硫模块；

所述紫外光解氧设备用于接收高炉煤气并进行氧化得到含硫氧化物的初次净化煤气；

所述湿法脱硫模块用于利用有机溶剂吸收所述初次净化煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。

如图1所示，高炉煤气自煤气系统接入后，经压力检测、温度检测和含硫含氧检测后，首先进入紫外光解氧化设备1，紫外光解氧化设备1通过管道与脱硫塔2连接，完成煤气脱硫后的净化煤气去管网。湿法脱硫模块由脱硫塔、循环槽3、循环泵4、换热器5等构成，脱硫塔中的循环液在脱硫槽3中，通过管道与循环泵4，循环泵4通过管道与换热器5，换热器通过管道与脱硫塔2，经脱硫后的循环液从脱硫塔2流出，通过管道与换热器5连接，然后进入循环槽3中，完成脱硫液的循环。

优选的方案，利用紫外光氧化技术，紫外光解氧化设备产生特定波段(185nm)波段的紫外线，在波长范围170nm-184.9nm(704kj/mol-647kj/mol)的紫外线照射下，破坏硫化氢、羰基硫等气体的化学键，形成游离态的原子和各种活性基团，硫化氢和羰基硫的h-s键、c＝s键被破坏；另外紫外线使空气中的氧分子产生游离态的氧，即活性氧，使得硫化氢和羰基硫被氧化，因此，煤气经过紫外光解氧化设备净化后，生成so2、so3等无机物。

优选的方案，经紫外光氧化生成so2、so3等无机物，通过有机溶剂进行吸收，然后进行加热使得有机溶剂释放二氧化硫，从而有机溶剂恢复吸收硫氧化物的功能，使得脱硫液能够循环使用。

优选的方案，高炉煤气脱硫前进行温度、压力、含硫量和含氧量检测；脱硫完成后进行温度、压力和含硫量检测。可以通过检测温度、压力、含硫量和含氧量，来控制有机溶剂的浓度及容量，以最高效率的吸收硫化物。

由于采用了以上方案，本实用新型的方法能用于脱除高炉煤气主要含硫成分(硫化氢和羰基硫)，具体分析如下：

(1)本方法采用紫外光氧化技术，高炉煤气经紫外光照射后，硫化氢和羰基硫的h-s键、c＝s键被破坏，并且硫化氢和羰基硫本身易被氧化，因此，煤气经过本设备净化后，生成co2、h2o、so2、so3等无机物。

(2)经紫外光氧化生成so2、so3等无机物，通过有机溶剂进行吸收，然后进行加热使得有机溶剂释放二氧化硫，从而有机溶剂恢复吸收硫氧化物的功能，使得脱硫液能够循环使用。

(3)关于煤气助力，高炉煤气经过紫外光解氧化设备几乎煤气助力下降，煤气经过单个脱硫塔助力降比较小，因此系统整体上助力降比较小。

(4)关于系统占地问题，紫外光解氧化设备可利用管网已形成的区域进行布置；脱硫塔采用立式布置方法，其他辅助设施整体占地较小，而且可以利用脱硫塔附近进行布置，可以解决占地问题。

本实用新型还提供了一种基于紫外光的高炉煤气脱硫方法，包括以下步骤：

步骤一：高炉煤气进入紫外光解氧化设备进行氧化得到含硫氧化物；

步骤二：湿法脱硫模块利用有机溶剂吸收经过紫外氧化后的煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述净化煤气经过管网排出，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。

参考图1，本方法提供的高炉煤气脱硫过程如下：

①高炉煤气首先经过温度检测、压力检测、含硫检测和含氧检测；

②经检测后的高炉煤气进入紫外光解氧化设备1，高炉煤气中的硫化氢和羰基硫光解氧化为so2和so3；

③光解后的高炉煤气进入脱硫塔2；

④在脱硫塔2中，煤气经逆流方式与脱硫液进行吸收反应，煤气中的so2和so3被脱硫液吸收，净化后的高炉煤气输送到高炉煤气管网中；高炉煤气脱硫后进行温度、压力、含硫检测；

⑤在脱硫塔2中，经脱硫后的脱硫液在塔底富集，经管道流到换热器5，与析出so2和so3的脱硫液进行热交换，被加热后的脱硫液进入脱硫槽3中；

⑥富含so2和so3的脱硫液在脱硫槽3中经过蒸汽加热，析出so2，so2经管道送到外界处理；

⑦析出so2和so3的脱硫液从脱硫槽3排出，经循环泵4后输送到换热器5，与富含so2和so3的脱硫液进行热交换，析出so2和so3的脱硫液被冷却后输送到脱硫塔2，在脱硫塔2中进行脱硫反应；

⑧脱硫液经过④～⑦完成脱硫循环。

至此，高炉煤气脱硫过程完成高炉煤气脱硫的整套动作，该系统可全部实现在计算机系统编程完成，从而实现整个过程的全自动化操作。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种基于紫外光的高炉煤气脱硫循环系统，包括紫外光解氧设备及湿法脱硫模块。高炉煤气进入紫外光解氧化设备进行氧化得到含硫氧化物；湿法脱硫模块利用有机溶剂吸收经过紫外氧化后的煤气内的含硫氧化物得到脱硫液及净化煤气，所述净化煤气经过管网排出，所述脱硫液经过加热释放二氧化硫后得到有机溶剂以循环利用。该方案自动化程度高，占地空间小，成本低，能有效地解决高炉煤气含硫引发的烟气含硫排放超标的问题，降低煤气排放的环境污染影响，有利于生态环境的保护。另一方面，用于吸收硫化物的有机溶剂反复循环使用，节约了资源。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。