[發明專利]一種煤氣有機硫水解及濕法脫硫的方法和裝置

在審

• 申請號: 202111301576.8
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114196446A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 喻武鋼;劉相楊;王英海;王秋梅;徐安科;熊朝亮;嚴業峰;居中正;梁瑋;吳新紅;徐振華
• 申請（專利權）人: 寧波章甫能源科技有限公司
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/02;C10K1/08;C10K1/16
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 劉艷艷

本發明公開了一種煤氣有機硫水解及濕法脫硫的方法和裝置，該裝置包括預處理塔，所述預處理塔頂部的出口通過管路與有機硫水解塔底側部的進口連接，所述有機硫水解塔頂部的出口通過含硫煤氣管二與超重力旋轉床上部的進口連接，所述超重力旋轉床底側部的出口通過富胺液管連接胺液緩沖罐頂部一端的進口，所述超重力旋轉床頂部的出口通過脫硫后煤氣管連接煤氣除液罐中側部的進口。本發明的煤氣有機硫水解及濕法脫硫的方法和裝置，通過采用目前最為成熟和經濟的胺法脫硫化氫技術，解決了固體脫硫吸附劑再生能耗高或廢堿液處理等造成的煤氣脫硫成本高，以及固廢或大量廢堿液難處理的問題。

技術領域

本發明涉及煤氣脫硫技術領域，具體來說，涉及一種煤氣有機硫水解及濕法脫硫的方法和裝置。

背景技術

2019年4月，生態環境部《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》（環大氣[2019]35號）正式公布實施，首次明確提出要“加強源頭控制，高爐煤氣、焦爐煤氣應實施精脫硫”，同時對末端煙氣SO₂排放提出了更嚴的標準，要求鋼鐵企業熱風爐和加熱爐排放煙氣SO₂含量不超過50mg/m³，煤氣發電鍋爐排放煙氣SO₂含量不超過35mg/m³，焦爐煙道氣SO₂含量不超過30mg/m³。

焦爐煤氣為煉焦副產品，主要成分為H₂（55~60%）、CH₄（23~27%）、CO（5~8%）、C₂以上不飽和烴（2~4%）、CO₂（1.5~3%）、O₂（0.3~0.8%））、N₂（3~7%），熱值約為17~19MJ/m³，可作為高溫工業爐燃料和民用煤氣。高爐煤氣為高爐煉鐵過程的副產品，主要成分為CO（20~25%）、CO₂（15~22%）、N₂（55%），H₂和CH₄含量很少，O₂含量一般不超過1%，熱值約為3500KJ/m³，高爐煤氣在鋼鐵企業主要作為鋼鐵企業內部煉鐵燒結、球團、高爐熱風爐、軋鋼加熱爐、熱處理爐、自備熱電廠燃氣鍋爐等燃料。

鋼鐵企業焦爐煤氣和高爐煤氣存在產量大、終端用戶分散的情況，煤氣中普遍含有H₂S和COS，部分裝置生產的煤氣還含有少量的CS₂，如果采用煤氣燃燒后煙氣脫 SO₂工藝，需上多套脫SO₂裝置，裝置分散，投資大且管理成本高，并且全程管道設備在腐蝕方面存在嚴重的安全隱患。

鋼鐵企業生產煤氣中硫形態分布情況如下表所示：

表1 煤氣中硫形態分布情況

根據調研，國內部分鋼鐵企業已建成并投用了十多套干法或半干法的煤氣脫硫裝置。

煤氣干法脫硫工藝一般為先對焦爐煤氣或TRT后高爐煤氣（40-70℃）采用固體吸附劑進行精除塵、除氧、除氯預處理，有些工藝還對煤氣先降溫除水再升溫措施，再采用羰基硫水解催化劑將羰基硫水解為硫化氫，最后采用吸附劑吸附硫化氫，吸附劑吸附飽和后再用預熱至200-300℃的凈化煤氣反吹再生。吸附塔設計為多開一備，間斷再生。吸附劑使用周期衰減至一定程度后定期更換。由于固體吸附劑較容易被殘留的粉末、氧、氯等雜質引起堵塞和中毒，固體劑更換頻繁，勞動強度大，造成煤氣脫硫成本成倍增加，煤氣先降溫除水再升溫措施也大幅增加了煤氣脫硫成本。

煤氣半干法脫硫技術路線為對焦爐煤氣或TRT前高爐煤氣（100-280℃）采用固體吸附劑進行精除塵、除氧、除氯預處理，再采用固體的常溫羰基硫水解催化劑（高爐煤氣采用中溫水解催化劑）將羰基硫水解為硫化氫，最后采用堿液噴淋脫除焦爐煤氣中的硫化氫，如果是高爐煤氣，則是在TRT后高爐煤氣（40-70℃）采用堿液噴淋脫除煤氣中的硫化氫。該技術采用氫氧化鈉堿液噴淋脫除硫化氫，因煤氣中二氧化碳含量高，會大幅增加堿液消耗，同時排放大量廢堿液。