一种高炉煤气高效脱硫设备的制作方法

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1.本技术涉及煤气脱硫技术领域，尤其涉及一种高炉煤气高效脱硫设备。

背景技术：

2.市场对钢铁的需求骤降，钢铁生产企业为了维持生产单元正常运转，不可避免的会使用部分高硫原燃料。高硫原燃料的使用虽然压缩了生产成本，但其在燃烧过程中产生的硫化氢对设备和煤气管道有较强的腐蚀性，若产生泄漏，则会威胁到人身安全。再者，硫化氢进入下游燃烧设备后，燃烧反应生成二氧化硫，排入大气后就会形成酸雨，危害环境。
3.为了降低高硫原燃料对设备、环境的危害，高炉煤气脱硫刻不容缓。现有的高炉煤气精脱硫技术主要分为干法脱硫和湿法脱硫。其中，干法脱硫采用的反应器通常为罐式容器，容器内部设有固定填料床，填料床的形式有径向的和轴向的。轴向填料床的优点是设备简单，装填方便，但是存在气流分配不均匀和下部填料失效较早的现象，投产后期脱硫效率大幅降低。径向填料床的优点是煤气流通距离短，截面积大，所以设备压降较小。高炉煤气脱硫时，脱硫设备一般安装在低压区，因此径向填料床适用于高炉煤气精脱硫干法技术路线。
4.高炉煤气中的硫化物主要分为有机硫和无机硫，无机硫可直接采用吸附剂进行脱除，有机硫则需要先通过水解反应转化成无机硫。目前水解和吸附分解分别在两个罐式容器中进行，在工程建设过程中，存在设备体积占地过大、外部管路连接复杂的问题。
5.因此，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

6.本技术提供一种高炉煤气高效脱硫设备，以解决现有技术中的脱硫设备脱硫效率低的问题。
7.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
8.本技术提供一种高炉煤气高效脱硫设备，包括罐状本体，所述罐状本体内形成空腔，所述罐状本体的一端设置有进气管，另一端设置有内环集气管，所述内环集气管伸入所述空腔中；沿所述空腔的腔壁绕设有一圈外环布流板，一圈外环布流板绕所述内环集气管围成筒状，所述外环布流板靠近所述进气管的一端设置有导流锥，所述内环集气管的一端与所述导流锥相连；
9.所述外环布流板与所述空腔的腔壁之间具有间隙，所述间隙形成进气环，所述导流锥与所述空腔的腔壁之间形成的间隙与所述进气环形成分流室；
10.所述外环布流板内形成水解填料室和吸附填料室，所述吸附填料室为绕设在所述内环集气管外围的一圈环状腔室，所述水解填料室为绕设在所述吸附填料室外围的一圈环状腔室；所述外环布流板和内环集气管上分别设置有允许气体流通的孔。
11.上述技术方案进一步的，所述进气管与所述分流室连通；所述导流锥的边缘与外环布流板相连，所述导流锥的中心位置处与所述内环集气管相连；所述导流锥的锥角取值
范围为60
°
～80
°
。
12.进一步的，所述进气环的宽度取值范围为100～300mm。
13.进一步的，所述外环布流板上均匀设置有若干个分流孔；所述分流孔包括圆孔、腰型孔。
14.进一步的，所述分流孔的直径取值范围为3～5mm。
15.进一步的，所述内环集气管的管壁上均匀设置有若干个集气孔，所述集气孔在所述内环集气管的管壁上倾斜设置，所述集气孔的中心轴线与所述内环集气管的中心轴线形成夹角，所述夹角的角度范围为70
°
～85
°
。
16.进一步的，所述集气孔的一端自吸附填料室向所述内环集气管的管腔逐渐朝上倾斜。
17.进一步的，所述集气孔的横截面的形状为圆形。
18.进一步的，所述水解填料室内装填有水解剂，所述水解剂的装填速度为3～5m/s。
19.进一步的，所述吸附填料室内装有吸附剂，所述吸附剂的装填速度为4～6m/s。
20.相比现有技术，本技术具有以下有益效果：
21.1、本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备包括进气管、分流室、外环布流板、水解填料室、吸附填料室和内环集气管，自进气管进入的气体进入分流室后，自外环布流板上的孔进入水解填料室和吸附填料室后从内环集气管上的孔排出，最后通过内环集气管送出设备，实现了煤气脱硫；进一步的，该高炉煤气高效脱硫设备的分流室由导流锥和进气环构成，导流锥与进气管相对设置，自进气管送入分流室的气体通过导流锥导流匀化后从进气环进入外环布流板，实现了含硫气体在脱硫设备内的均匀分布；相比现有的用于干法脱硫的轴向填料床，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备可实现气流的均匀分配，均匀后的气流进入填料后，填料整体发挥作用，提高了填料的利用率，减少堵塞次数，显著提高煤气脱硫效率。
22.2、本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备整体为罐状，煤气进入罐状本体后在罐状本体的空腔内依次进入水解填料室和吸附填料室进行脱硫，设备集成度相对较高，相比现有脱硫设备，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备整体体积较小，且没有复杂的外部管路，安装使用方便。
23.3、本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备可以优化含硫气体在脱硫设备内的分布状态，气流均匀分配后可提高填料的利用率，延长设备使用寿命，减少因煤气脱硫设备检修而导致生产效率降低的情况。
24.4、本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的分流室设有导流锥和进气环，二者共同作用下可将气流均匀送入外环布流板前方；外环布流板上均匀设置分流孔，气流进一步被筛分和均匀化，避免填料偏析吸附；集气孔在内环集气管上倾斜设置，集气孔的中心轴线与内环集气管的中心轴线形成夹角能够提高集气效果，避免产生死区。
25.5、为了使固定床的空隙度分布更加适合本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的工况，发明人通过数值计算得出了水解剂和吸附剂的装填速度，优选的，水解剂的装填速度为3～5m/s、吸附剂的装填速度为4～6m/s。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本技术时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本技术揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
27.图1为一种实施例中本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的透视结构示意图；
28.图2为一种实施例中本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的外环布流板的局部结构的平面示意图，图示了外环布流板上多个分流孔；
29.图3为一种实施例中本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的内环集气管附图标记说明：
30.1、进气管；2、分流室；21、导流锥；22、进气环；3、外环布流板；31、分流孔；4、水解填料室；5、吸附填料室；6、内环集气管；61、集气孔。
具体实施方式
31.以下结合附图，通过具体实施例对本技术作进一步详述。
32.在本技术的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
33.本技术中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本技术揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本技术表述的范畴。
34.为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种高炉煤气高效脱硫设备，该脱硫设备结构简洁，通过结构的改进优化了脱硫流程，将高炉煤气均匀化，提升了脱硫效率。本技术提供的脱硫设备呈罐状结构，整体集成度高，在保证了高炉煤气精脱硫工艺效率和效果的前提下，减少了设备对空间的占用需求。下面结合附图对本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的结构进行详细说明。
35.参见图1，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备，包括罐状本体，罐状本体内形成空腔，罐状本体的一端设置有进气管1，另一端设置有内环集气管6，内环集气管6伸入空腔中；沿空腔的腔壁绕设有一圈外环布流板3，一圈外环布流板3绕内环集气管6围成筒状，外环布流板3靠近进气管1的一端设置有导流锥21，内环集气管6的一端与导流锥21相连。外环布流板3与空腔的腔壁之间具有间隙，间隙形成进气环22，导流锥21与空腔的腔壁之间形成的间隙与进气环22形成分流室2。参见1和图3，外环布流板3内形成水解填料室4和吸附填料室5，吸附填料室5为绕设在内环集气管6外围的一圈环状腔室，水解填料室4为绕设在吸附填料室5外围的一圈环状腔室；外环布流板3和内环集气管6上分别设置有允许气体流通的孔。
36.高炉煤气自进气管1进入本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的分流室2后，再自外环布流板3上的孔进入水解填料室4和吸附填料室5后从内环集气管6上的孔排出，最后通过内环集气管6送出设备，实现了煤气脱硫。该高炉煤气高效脱硫设备的分流室2由导流锥21和进气环22构成，导流锥21与进气管1相对设置，自进气管1送入分流室2的气体通过导流锥21导流匀化后从进气环22进入外环布流板3，实现了含硫气体在脱硫设备内的均匀分布；相比现有的用于干法脱硫的轴向填料床，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备可实现气流的均匀分配，均匀后的气流进入填料后，填料整体发挥作用，提高了填料的利用率，减少堵塞次数，显著提高煤气脱硫效率。
37.本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备整体为罐状，煤气进入罐状本体后在罐状本体的空腔内依次进入水解填料室4和吸附填料室5进行脱硫，设备集成度相对较高，相比现有脱硫设备，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备整体体积较小，且没有复杂的外部管路，安装使用方便。
38.在一种实施例中，进气管1与分流室2连通。导流锥21的边缘与外环布流板3相连，导流锥21的中心位置处与内环集气管6相连。参见图2，外环布流板3上均匀设置有若干个分流孔31。分流孔31可以是圆孔、腰型孔等。
39.在一种实施例中，内环集气管6的管壁上均匀设置有若干个集气孔61，集气孔61在内环集气管6的管壁上倾斜设置，参见图3，集气孔61的中心轴线与内环集气管6的中心轴线形成夹角。
40.发明人通过测算后发现，集气孔61的中心轴线与内环集气管6的中心轴线形成的夹角的角度范围优选70
°
～85
°
；导流锥21的锥角取值范围优选60
°
～80
°
；进气环22的宽度取值范围优选100～300mm；分流孔31的直径取值范围为3～5mm。本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备可以优化含硫气体在脱硫设备内的分布状态，气流均匀分配后可提高填料的利用率，延长设备使用寿命，减少因煤气脱硫设备检修而导致生产效率降低的情况。
41.在一种实施例中，集气孔61的一端自吸附填料室5向内环集气管6的管腔逐渐朝上倾斜，这样角度的设置也利于气体朝上排出。
42.在一种实施例中，集气孔61的横截面的形状为圆形。当然，集气孔61的横截面的形状也可以是三角形、椭圆形、正方形等，可根据实际加工制作情况进行主动选择。
43.在一种实施例中，水解填料室4内装填有水解剂，吸附填料室5内装有吸附剂。为了使固定床的空隙度分布更加适合本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的工况，发明人通过数值计算得出了水解剂和吸附剂的装填速度，优选的，水解剂的装填速度为3～5m/s、吸附剂的装填速度为4～6m/s。
44.本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备的分流室2设有导流锥21和进气环22，二者共同作用下可将气流均匀送入外环布流板3前方；外环布流板3上均匀设置分流孔31，气流进一步被筛分和均匀化，避免填料偏析吸附；集气孔61在内环集气管6上倾斜设置，集气孔61的中心轴线与内环集气管6的中心轴线形成夹角能够提高集气效果，避免产生死区。
45.综上所述，本技术提供的高炉煤气高效脱硫设备解决了现有脱硫设备寿命短，故障率高且脱硫效率低的问题。其通过进气管、分流室、外环布流板、水解填料室、吸附填料室、内环集气管实现了脱硫设备的功能组装，进一步的，通过导流锥和进气环组成分流室；外环布流板上均匀设置圆形或长圆形分流孔，于水解填料室内装填水解剂；于吸附填料室
内装吸附剂；内环集气管上均匀设置有圆形集气孔，集气孔中心轴线和内环集气管中心轴线形成夹角，这种结构设计优化了含硫气体在脱硫设备内的分布，可显著提高脱硫效率，提高填料的利用率，减少堵塞次数，同时提高设备集成度，降低设备对空间的需求。
46.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
47.上文中通过一般性说明及具体实施例对本技术作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本技术的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本技术的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本技术的权利要求保护范围。

技术特征：

1.一种高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，包括罐状本体，所述罐状本体内形成空腔，所述罐状本体的一端设置有进气管，另一端设置有内环集气管，所述内环集气管伸入所述空腔中；沿所述空腔的腔壁绕设有一圈外环布流板，一圈外环布流板绕所述内环集气管围成筒状，所述外环布流板靠近所述进气管的一端设置有导流锥，所述内环集气管的一端与所述导流锥相连；所述外环布流板与所述空腔的腔壁之间具有间隙，所述间隙形成进气环，所述导流锥与所述空腔的腔壁之间形成的间隙与所述进气环形成分流室；所述外环布流板内形成水解填料室和吸附填料室，所述吸附填料室为绕设在所述内环集气管外围的一圈环状腔室，所述水解填料室为绕设在所述吸附填料室外围的一圈环状腔室；所述外环布流板和内环集气管上分别设置有允许气体流通的孔。2.根据权利要求1所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述进气管与所述分流室连通；所述导流锥的边缘与外环布流板相连，所述导流锥的中心位置处与所述内环集气管相连；所述导流锥的锥角取值范围为60
°
～80
°
。3.根据权利要求1所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述进气环的宽度取值范围为100～300mm。4.根据权利要求1所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述外环布流板上均匀设置有若干个分流孔；所述分流孔包括圆孔、腰型孔；所述分流孔的直径取值范围为3～5mm。5.根据权利要求1所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述内环集气管的管壁上均匀设置有若干个集气孔，所述集气孔在所述内环集气管的管壁上倾斜设置，所述集气孔的中心轴线与所述内环集气管的中心轴线形成夹角，所述夹角的角度范围为70
°
～85
°
。6.根据权利要求5所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述集气孔的一端自吸附填料室向所述内环集气管的管腔逐渐朝上倾斜；所述集气孔的横截面的形状为圆形。7.根据权利要求1所述的高炉煤气高效脱硫设备，其特征在于，所述水解填料室内装填有水解剂，所述水解剂的装填速度为3～5m/s；所述吸附填料室内装有吸附剂，所述吸附剂的装填速度为4～6m/s。

技术总结

本申请公开了一种高炉煤气高效脱硫设备，包括罐状本体，罐状本体内形成空腔，罐状本体上设置有进气管和内环集气管，内环集气管伸入空腔中；沿空腔的腔壁绕设有一圈外环布流板，外环布流板靠近进气管的一端设置有导流锥；外环布流板与空腔的腔壁之间形成进气环，导流锥与空腔的腔壁之间形成的间隙与进气环形成分流室；外环布流板内形成水解填料室和吸附填料室，环状的吸附填料室及环状的水解填料室依次绕设在内环集气管外围；外环布流板和内环集气管上分别设置有允许气体流通的孔。本申请提供的高炉煤气高效脱硫设备可实现气流的均匀分配，均匀后的气流进入填料后，填料整体发挥作用，提高了填料的利用率，减少堵塞次数，显著提高煤气脱硫效率。高煤气脱硫效率。高煤气脱硫效率。