1.本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种高炉煤气的粗脱硫方法。
背景技术：
2.高炉煤气中含有机硫，高炉煤气燃烧利用过程有机硫会燃烧生成二氧化硫。在大气中，二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响，在1～3ppm时多数人开始感到刺激，在400～500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/l，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化。
3.常用的有机硫脱硫技术包括采用双碱法，利用碱性物质吸收硫化物，但是存在水消耗量大，产生硫酸钙固体废弃物的问题；水解法，将有机硫转化硫化氢后脱硫，该法操作温度为50～80℃，超过80℃后有机硫容易转化成二氧化硫导致催化剂中毒；氢解法，即将有机硫转化为硫化氢后脱硫，该法操作温度为250～380℃，但是氢气浓度要求达到合适的浓度，才能有效转化有机硫。现有的高炉煤气中氢气的体积含量一般低于2％，氢解有机硫难度大。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉煤气的粗脱硫方法。本发明提供的粗脱硫方法提高了高炉煤气中氢气的含量，实现了氢解脱硫。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种高炉煤气的粗脱硫方法，包括以下步骤：
7.将高炉煤气与含氢气体混合或者将高炉煤气与变换产氢催化剂发生变换产氢反应，得到预处理高炉煤气，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量为3～8％；
8.将所述预处理高炉煤气与有机硫转化催化剂进行脱硫反应，得到转化气；
9.将所述转化气进行干法脱硫化氢，得到净化气。
10.优选地，所述含氢气体为焦炉气、合成弛放气或电解氢气。
11.优选地，所述变换产氢催化剂为耐硫变换催化剂。
12.优选地，所述变换产氢反应的温度为110～250℃。
13.优选地，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量为5～8％。
14.优选地，所述脱硫反应的温度为110～250℃。
15.优选地，所述高炉煤气中一氧化碳的体积浓度为18～35％，氧气的体积浓度为0.1～0.8％，有机硫的浓度为100～300ppm。
16.优选地，所述高炉煤气的温度为110～350℃，压力为0.1～0.3mpa。
17.优选地，所述粗脱硫方法在复合催化剂床中进行，所述复合催化剂床装填有变换产氢催化剂和有机硫转化催化剂。
18.本发明提供了一种粗脱硫方法，包括以下步骤：将高炉煤气与含氢气体混合或者将高炉煤气与变换产氢催化剂发生变换产氢反应，得到预处理高炉煤气，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量为3～8％；将所述预处理高炉煤气与有机硫转化催化剂进行脱硫反应，得到转化气；将所述转化气进行干法脱硫化氢，得到净化气。
19.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
20.本发明通过直接加入含氢气体提高了高炉煤气中氢气的体积含量，或利用变换产氢催化剂，利用高炉煤气中的一氧化碳首先与水汽发生变换产氢反应，生成了氢气与二氧化碳，同时氧气与氢气、一氧化碳反应产生热量，实现了高炉煤气中氢气含量的提高并提高有机硫加氢反应温度，能够足量转化cos(有机硫)，氢气继续与有机硫进行脱硫反应生成硫化氢，使有机硫浓度降低到1～20ppm(转化气)，转化气不降温进行干法脱硫化氢，得到净化气，净化气总硫达到1～30ppm。
21.进一步地，本发明中含氢气体为焦炉气、合成弛放气或电解氢气，含氢气体采用廉价的氢气气源，来源广泛，而不是转化一氧化碳成为氢气。
22.进一步地，本发明中粗脱硫方法在复合催化剂床中进行，所述复合催化剂床装填有变换产氢催化剂和有机硫转化催化剂，在同一个催化剂床发生双目标反应。
具体实施方式
23.本发明提供了一种粗脱硫方法，包括以下步骤：
24.将高炉煤气与含氢气体混合或者将高炉煤气与变换产氢催化剂发生变换产氢反应，得到预处理高炉煤气，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量为3～8％；
25.将所述预处理高炉煤气与有机硫转化催化剂进行脱硫反应，得到转化气；
26.将所述转化气进行干法脱硫化氢，得到净化气。
27.本发明将高炉煤气与含氢气体混合或者将高炉煤气与变换产氢催化剂发生变换产氢反应，得到预处理高炉煤气，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量为3～8％。
28.在本发明中，所述高炉煤气中一氧化碳的体积浓度优选为18～35％，更优选为25％，氧气的体积浓度优选为0.1～0.8％，更优选为0.2～0.3％，有机硫的浓度优选为100～300ppm，更优选为120～220ppm，氢气的体积浓度优选为0.8～1.5％。
29.本发明对所述高炉煤气的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。
30.在本发明中，所述高炉煤气的温度优选为110～350℃，更优选为160～250℃，压力优选为0.1～0.3mpa，更优选为0.2～0.25mpa。
31.在本发明中，所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量优选为5～8％。
32.在本发明中，所述含氢气体优选为焦炉气、合成弛放气或电解氢气。本发明对所述含氢气体的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。本发明对所述含氢气体的用量没有特殊的限定，能够使所述预处理高炉煤气中氢气的体积含量达到3～8％即可。
33.本发明对所述变换产氢催化剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的催化剂即可。在本发明的具体实施例中，所述变换产氢催化剂优选为耐硫变换催化剂。
34.在本发明中，所述变换产氢反应的温度优选为160～250℃，更优选为200～220℃。
35.在本发明中，所述变换产氢反应的原理如下：
36.co+h2o＝co2+h237.h2+cos＝co+h2s
38.2h2+o2＝2h2o
39.2co+o2＝2co240.得到预处理高炉煤气后，本发明将所述预处理高炉煤气与有机硫转化催化剂进行脱硫反应，得到转化气。
41.本发明对所述有机硫转化催化剂的具体种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可。在本发明中，所述有机硫转化催化剂优选先进行预硫化处理。
42.在本发明中，所述脱硫反应的温度优选为160～250℃，更优选为200～220℃。
43.以mno2为例，所述脱硫反应的原理如下：
44.mno2+2cos＝mns2+2co245.mno2+2h2s＝mns2+2h2o
46.mns2+2h2o＝mno2+2h2s
47.在本发明中，所述转化气中有机硫浓度优选为1～20ppm。
48.在本发明中，所述粗脱硫方法优选在复合催化剂床中进行，所述复合催化剂床优选装填有变换产氢催化剂和有机硫转化催化剂。
49.得到转化气后，本发明将所述转化气进行干法脱硫化氢，得到净化气。
50.在本发明中，所述干法脱硫化氢优选在干法脱硫化氢床中进行。本发明对所述干法脱硫化氢的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
51.本发明优选将所述转化气不降温送入干法脱硫化氢床。
52.在本发明中，所述净化气总硫含量优选为1～30ppm。
53.为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的高炉煤气的粗脱硫方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
54.实施例1
55.高炉煤气气量34000nm3/h，压力0.2mpa，一氧化碳体积浓度18％，氧气体积浓度0.2％，有机硫120ppm，水汽饱和，温度250℃。将高炉煤气送入装填有催化起活温度180℃的耐硫变换催化剂与有催化起活温度180℃有机硫转化催化剂的复合催化剂床，在催化剂床中一氧化碳首先与水汽发生变换反应，生成氢气与二氧化碳，使氢气体积浓度达到6％，同一催化剂床中，氢气继续与有机硫反应(200℃，反应空速300h-1
)生成硫化氢110ppm，有机硫浓度降低到10ppm，称为转化气，转化气于250℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体称为净化气，净化气总硫达到20ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
56.实施例2
57.高炉煤气气量100000nm3/h，压力0.25mpa，一氧化碳体积浓度25％，氧气体积浓度0.3％，有机硫220ppm，水汽饱和，温度190℃。将高炉煤气送入装填有催化起活温度150℃的耐硫变换催化剂与有催化起活温度150℃有机硫转化催化剂的复合催化剂床，在催化剂床中一氧化碳首先与水汽发生变换反应，生成氢气与二氧化碳，使氢气体积浓度达到8％，同一催化剂床中，氢气继续与有机硫反应(250℃，反应空速600h-1
)生成硫化氢205ppm，有机硫浓度降低到15ppm，称为转化气，转化气于190℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体
称为净化气，净化气总硫达到11ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
58.实施例3
59.高炉煤气气量200000nm3/h，压力0.29mpa，一氧化碳体积浓度35％，氧气体积浓度0.4％，有机硫280ppm，水汽饱和，温度170℃。将高炉煤气送入装填有催化起活温度150℃的耐硫变换催化剂与有催化起活温度150℃有机硫转化催化剂的复合催化剂床，在催化剂床中一氧化碳首先与水汽发生变换反应，生成氢气与二氧化碳，使氢气体积浓度达到8％，同一催化剂床中，氢气继续与有机硫反应(250℃，反应空速400h-1
)生成硫化氢275ppm，有机硫浓度降低到5ppm，称为转化气，转化气于170℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体称为净化气，净化气总硫达到12ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
60.实施例4
61.高炉煤气气量34000nm3/h，压力0.2mpa，一氧化碳体积浓度18％，氧气体积0.2％，有机硫120ppm，水汽饱和，温度250℃。将2500nm3/h电解氢加入高炉煤气中，随后送入装填有催化起活温度180℃的有机硫转化催化剂床，在催化剂床中，氢气与有机硫反应生成硫化氢110ppm，有机硫浓度降低到10ppm，称为转化气，转化气250℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体称为净化气，净化气总硫达到3ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
62.实施例5
63.高炉煤气气量60000nm3/h，压力0.2mpa，一氧化碳体积浓度22％，氧气体积0.2％，有机硫160ppm，水汽饱和，温度250℃。将8000nm3/h电解氢加入高炉煤气中，随后送入装填有催化起活温度180℃的有机硫转化催化剂床，在催化剂床中，氢气与有机硫反应生成硫化氢150ppm，有机硫浓度降低到10ppm，称为转化气，转化气250℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体称为净化气，净化气总硫达到12ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
64.实施例6
65.高炉煤气气量100000nm3/h，压力0.28mpa，一氧化碳体积浓度21％，氧气体积浓度0.3％，有机硫210ppm，水汽饱和，温度190℃。将高炉煤气送入装填有催化起活温度150℃的耐硫变换催化剂与有催化起活温度150℃有机硫转化催化剂的复合催化剂床，在催化剂床中一氧化碳首先与水汽在180℃发生变换反应，生成氢气与二氧化碳，使氢气体积浓度达到4％，同一催化剂床中，氢气继续与有机硫反应(250℃，反应空速600h-1
)生成硫化氢210ppm，有机硫浓度降低到10ppm，称为转化气，转化气于190℃送入干法脱硫化氢床，出脱硫化氢床的气体称为净化气，净化气总硫达到15ppm，该气体送后工序使用，实现了粗脱硫目标。
66.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。