[發明專利]一種基于濕法除塵的高爐煤氣脫硫系統及方法

在審

• 申請號: 202110930215.3
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113717759A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 李紅;鄭華偉;于剛;夏秋雨;胡正剛
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C10K1/02
• 分類號: C10K1/02;C10K1/00;C10K1/34;C10K1/06;C21B7/22
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了一種基于濕法除塵的高爐煤氣脫硫系統，包括旋風除塵器、濕法除塵器、旋流板脫水器、TRT、洗凈塔和水解反應器，所述旋風除塵器的入口與高爐煤氣供應管道連通，旋風除塵器的出口與濕法除塵器的入口連通；所述濕法除塵器的第一出口與旋流板脫水器的第一入口連通，旋流板脫水器的出口與TRT的進氣口連通，TRT的出氣口與洗凈塔的入口連通，洗凈塔的出口與凈煤氣供應管路連通；水解反應器的入口與濕法除塵器的第二出口連通，水解反應器的出口與旋流板脫水器的第二入口連通。本發明還公開了一種高爐煤氣脫硫方法。本發明的有益效果為：本發明所述技術方案可大大減少水解反應耗水量，且運行能耗低，尤其是在高爐煤氣量大且持續產生的情況下，優勢更加明顯。

技術領域

本發明涉及冶金技術，具體涉及一種基于濕法除塵的高爐煤氣脫硫系統及方法。

背景技術

我國鋼鐵行業能耗約占工業總能耗23％，占全國總能16％，污染物排放約占全國排放總量17％，是國家重點推動節能減排的重點行業。2019年，國家對鋼鐵行業超低排放指標提出了更高的要求，具體來看，燒結機機頭、球團焙燒煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值分別不高于10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米；其他主要污染源顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值原則上分別不高于10毫克/立方米、50毫克/立方米、200毫克/立方米，達到超低排放的鋼鐵企業每月至少95％以上時段小時均值排放濃度滿足上述指標。

高爐在長流程鋼鐵生產工藝中具有重要的地位，生產每噸鐵水副產1600立方米～2000立方米的高爐煤氣，熱值700大卡/立方米～800大卡/立方米，煤氣中含有一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣等組分，同時伴有塵、硫等污染物。

高爐煤氣中的硫可分為有機硫和無機硫這兩大類。有機硫主要成分有：羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)、甲硫醇(CH₄S)、乙硫醇(C₂H₆S)、噻吩(C₄H₄S)等；無機硫主要成分有：硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO₂)等。其它有機硫對于COS來說要低得多，如CS₂約低于COS 2～3數量級含量，高爐煤氣為還原氣氛，無機硫SO₂含量極少。高爐煤氣中以羰基硫(COS)為主的有機硫，占比約80％；以硫化氫(H₂S)為主的無機硫，占比約20％。

高爐煤氣中COS大致按下列模式生成并與H₂S并存，如下式所示：

高爐煤氣中被熱風爐、燒結、加熱爐、發電等工序利用后的二氧化硫排放濃度為100毫克/立方米～200毫克/立方米，有的生產廠排放的煙氣中SO₂的含量甚至高達250mg/m³以上，遠高于超低排放指標要求的35毫克/立方米、50毫克/立方米，給環境和人們的身體健康造成了嚴重威脅。

為了解決這些問題，業內研究者們作出了許多努力，但大多集中在如何進行有效脫硫的工藝上。傳統酸堿中和的脫硫工藝無法高效去除，同時會增加后續熱風爐、燒結機、球團爐、加熱爐、鍋爐發電等高爐煤氣用戶的環保投資。

較為成熟的方法是在TRT裝置后設置濕法洗滌裝置進行酸性氣體的脫除，該種方法又稱為前端脫硫，可以有效的脫除高爐煤氣中的酸性氣體H₂S、SO₂、SO₃等酸性氣體，但無法脫除高爐煤氣中的COS，因此必需先將高爐煤氣中COS水解轉化為H₂S(反應式2)，再采用常規濕式氧化脫硫對H₂S進行脫除，水解反應公式如下所示：

COS+H₂O＝H₂S+CO₂+35.53kJ/mol (2)。