[實用新型]一種與氣基豎爐配套的還原氣凈化系統

有效

• 申請號: 201220496879.X
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN202786159U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 吳道洪;史雪君;竇從從;齊健
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10K1/16
• 分類號: C10K1/16;C10K1/00;C21B13/02;F27D7/02
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及一種氣體凈化系統，特別是涉及一種與氣基豎爐配套的還原氣凈化系統。

背景技術

目前，國外多用天然氣重整制還原氣的方式提供CO+H₂的還原氣，與國外相比，由于受到天然氣資源的限制，我國至今沒有大型的豎爐法直接還原鐵生產工廠。然而我國煤炭資源豐富，煤炭的資源利用效率較低，如果將煤氣化后進行深度凈化脫硫處理作為原料氣，再與適量的水蒸氣等混合，進變換爐進行變換反應即可得到H₂/CO在4.6-1.5之間的H₂和CO的混合氣。這些混合氣可以作為直接還原生產海綿鐵的還原性氣體，并且具有價格低廉等優點。

煤氣化的氣體中大多含硫，這種工況對煤氣壓縮機的選型和操作將帶來非常不利的影響，因此要求先進行粗煤氣脫硫，然后在經過壓縮、CO變換、精脫硫、脫碳等工序才能進入氣基豎爐作為還原鐵的工藝氣。在粗煤氣脫硫工藝中，若采取氨水液相催化法、改良ADA法、栲膠法、KCA法等，也能夠滿足脫硫凈化工藝的要求，但由于這些脫硫方法的最大缺陷是溶液硫容低，對于硫含量高且處理氣量大的工況，存在著溶液循環量大、操作強度大、能耗高等弊端。而且粗煤氣脫硫和后續的精脫硫、脫碳等過程是采用不同的工藝技術來完成的。這使得整個裝置流程較為復雜，操作管理不便，設備投資費用較高。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種與氣基豎爐配套的還原氣凈化系統，解決了傳統的脫硫方法中存在的操作強度大、能耗高等問題，以及粗煤氣脫硫和后續的精脫硫、脫碳等過程需要采用不同的工藝技術而導致的裝置流程復雜，設備投資費用高等問題，同時解決爐頂氣凈化和循環利用。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種與氣基豎爐配套的還原氣凈化工藝所用的系統，包括煤制氣單元，粗脫硫單元，第一壓縮單元，變換單元，混合單元，精脫硫脫碳單元，加熱單元，還原豎爐單元，第二壓縮單元，其中，所述煤制氣單元依次連接粗脫硫單元，第一壓縮單元，變換單元，混合單元，精脫硫脫碳單元，加熱單元，還原豎爐單元，第二壓縮單元，混合單元。

所述煤制氣單元與所述加熱單元連接。

所述第二壓縮單元與精脫硫脫碳單元連接。

所述加熱單元為管式加熱爐。

還包括溶液再生單元，所述溶液再生單元分別與所述粗脫硫單元和所述精脫硫脫碳單元連接。

還包括凈化單元，所述凈化單元連接還原豎爐單元與精脫硫脫碳單元。

所述加熱單元的加熱溫度為900℃。

本實用新型提供的技術方案，采用煤氣粗脫硫和還原氣脫硫脫碳均在采用同一種溶劑N-甲基二乙醇胺(即MDEA)的設備中進行，同時脫硫的MDEA與脫硫脫碳的MDEA共用一套溶液再生系統，同時由于豎爐爐頂氣中除了反應生成的CO₂和水外，尚有大量的CO和H₂沒有參加反應，為了提高還原氣的利用率和提高經濟性能，可將豎爐爐頂循環氣的凈化工藝也合并到本發明的凈化系統中，從而簡化系統、節省能耗、提高還原氣的利用率、減少設備數量和投資。

附圖說明

圖1是本實用新型中與氣基豎爐配套的還原凈化系統的工藝流程圖

具體實施方式

為更好的說明本實用新型，下面結合實施例中的附圖，對技術方案進行清楚、完整地描述。

1.粗脫硫：粗煤氣經除塵、洗滌等工藝后進入凈化系統，在脫硫塔中與塔內的MDEA溶液逆流接觸，使得混合氣體重的大部分H₂S及部分SO₂和COS被吸收。出脫硫塔的粗煤氣（常溫）進入塔頂冷卻器，將因吸收升溫的工藝氣體冷卻至40℃，工藝氣進行氣液分離，回收MDEA吸收液。然后工藝氣送煤氣壓縮。脫硫塔底排出的富液，進行脫硫再生，再生后的MDEA溶液經換熱器和溶液冷卻器換熱后回脫硫塔和脫碳塔循環使用。

2.壓縮1：壓縮機將煤氣壓縮至一定壓力后，導入變換工序。

3.變換：煤氣壓縮機出口氣體在一定壓力和溫度下進入變換工序，經油水分離器分離掉壓縮過程中夾帶的油水，與水蒸汽一起進入混合器使蒸汽與煤氣充分混合，約65%的粗煤氣進入熱交換器，用出變換爐的變換氣為入口煤氣換熱升溫。煤氣由130℃升至300～360℃；變換氣由400～350℃降至150～180℃。然后經水冷器，溫度降至40℃左右，然后進入氣液分離器，分離工藝冷凝液后返回煤氣壓縮機，經壓縮機提壓后還原氣中H₂/CO體積比在4.6-1.5之間。