[發(fā)明專利]一種高爐煤氣全硫脫除方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211525268.8
• 申請(qǐng)日: 2022-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115820307A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂紅映;顧云;黃壽強(qiáng);張文欣;謝林志;杜心月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C10K1/34
• 分類號(hào): C10K1/34;C10K1/22
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發(fā)明涉及一種高爐煤氣全硫脫除方法，包括如下步驟：(1)將高爐煤氣通入裝填有催化劑的水解塔中，使高爐煤氣中的COS和CS₂在所述催化劑的作用進(jìn)行水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂S；(2)然后將轉(zhuǎn)化形成的H₂S隨高爐煤氣一起通入至裝填有脫硫劑的干法吸附塔中進(jìn)行脫硫處理實(shí)現(xiàn)全硫脫除；所述催化劑為負(fù)載有改性炭材料活性氧化鋁；所述脫硫劑為改性多孔三氧化二鐵。本發(fā)明方法能夠脫除高爐煤氣中的絕大部分硫，通過(guò)水解催化不僅能高效脫除COS和CS₂，后續(xù)通過(guò)脫硫劑能夠?qū)OS和CS₂轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的H₂S以較高效率去除，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣全脫硫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脫硫處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐煤氣全硫脫除方法。

背景技術(shù)

高爐煤氣主要成分包括氮?dú)狻錃狻⒁谎趸肌⒍趸肌⒓淄榈龋瑫r(shí)含有少量的硫化氫、有機(jī)硫以及粉塵。高爐煤氣中總硫含量為60～160mg/Nm³，其中硫化氫含量20％～40％，有機(jī)硫含量60％～80％，有機(jī)硫中以羰基硫(COS)為主，含有微量CS₂。

羰基硫，又稱氧硫化碳或羰酰硫，分子式為COS或OCS，分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為線性分子結(jié)構(gòu)，氧碳硫原子之間以雙鍵相連，分子結(jié)構(gòu)緊湊，近似橢球型，故化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定。在化學(xué)吸收中它的反應(yīng)性差，甚至使溶液降解；在物理吸收中，COS與CO₂的溶解度接近，造成選擇性分離困難。由于COS不易離解及液化，難以用常規(guī)的脫硫方法脫除。

常規(guī)脫除COS的方法是加氫或水解轉(zhuǎn)化成H₂S再將其脫除。COS和CS₂在水解催化劑的作用下與原料氣中微量的水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂S，反應(yīng)式如下：

COS+H₂O→H₂S+CO₂，CS₂+2H₂O→2H₂S+CO₂；

上述反應(yīng)為一級(jí)可逆放熱反應(yīng)，低溫環(huán)境有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，提高平衡轉(zhuǎn)化率。因此，工業(yè)上在滿足一定速率的前提下希望水解反應(yīng)溫度越低越好，而高溫易導(dǎo)致水解催化劑氧中毒。常溫催化劑(使用溫度30～100℃)僅能脫除COS，中溫催化劑(使用溫度100～250℃)不僅能脫除COS還能脫除CS₂。

高爐煤氣硫排放的治理技術(shù)路線主要包括前端控制即脫除高爐煤氣中的硫、末端控制高爐煤氣燃燒后，在用戶端設(shè)立脫硫脫硝裝置。采用前端控制，在用戶使用前集中處理，將煤氣中的硫含量控制在燃燒后不超標(biāo)的濃度，該種方式裝置集中，相對(duì)末端控制投資低。如果采用末端控制，高爐煤氣燃燒后，有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫都轉(zhuǎn)變成SO₂隨煙氣一起排入大氣，那么需要在使用高爐煤氣工段加裝脫硫設(shè)施，鑒于高爐煤氣下游用戶多且分散，若采用末端治理設(shè)備投資大，運(yùn)行管理困難，而且脫硫副產(chǎn)物難以處理。

因此如何從高爐煤氣的源頭治理，減少下游用戶SO₂的排放量，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣前端控制脫硫是本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，而提供一種高爐煤氣全硫脫除方法。本發(fā)明方法能夠脫除高爐煤氣中的絕大部分硫，通過(guò)水解催化不僅能高效脫除COS和CS₂，后續(xù)通過(guò)脫硫劑能夠?qū)OS和CS₂轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的H₂S以較高效率去除，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣全脫硫。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高爐煤氣全硫脫除方法，包括如下步驟：

(1)將高爐煤氣通入裝填有催化劑的水解塔中，使高爐煤氣中的COS和CS₂在所述催化劑的作用進(jìn)行水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂S；