一种高炉煤气精脱硫系统

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1.本实用新型属于高炉煤气脱硫技术领域，具体涉及一种高炉煤气精脱硫系统。

背景技术：

2.钢铁行业是我国国民经济的支柱性产业，随着我国粗钢产量的逐年增长，钢铁行业大气污染问题愈加严重，实施钢铁行业的烟气深度治理势在必行。高炉煤气作为钢铁企业产量最大的可燃气体，现有高炉煤气主要是送往高炉热风炉、轧钢加热炉等用户作为燃料使用，煤气中含有的硫化物经过燃烧后会形成二氧化硫(so2)，造成空气污染。目前so2减排路线主要有源头控制和燃烧后末端治理，然而实际生产中高炉煤气下游用户分布于钢铁厂各个区域，采用末端治理的方式存在着治理点位多、投资高、占地大等问题。在源头实施高炉煤气精脱硫，是一种更有效、更经济的技术手段。
3.高炉煤气中的硫化物主要以羰基硫(cos)和硫化氢(h2s)的形式存在，其中cos约占70％，且由于cos化学性质稳定，无法采用简单的吸收或吸附的形式去除，因此高炉煤气精脱硫的难点主要在于 cos的脱除。催化水解法由于去除率高、无二次污染、成本低等优势是当前处理cos最为高效的方法之一。然而，目前在高炉煤气精脱硫中使用的固定床脱硫工艺存在着催化效率低、催化剂易失活的缺陷，尤其是采用固定床脱硫工艺带来的系统阻力过大，由于煤气压力损失过大导致了“煤气余压发电系统”产能大大降低。如cn202110583830.1 公开的一种冶金高炉煤气脱硫的系统和方法，采用固定床水解塔转化羰基硫为硫化氢；cn202110607181.4公开的高炉煤气粉尘拦截、干法脱氯和水解转化一体塔，塔体内设置有粉尘拦截段、干法脱氯段和 /或水解转化段。均存在系统阻力大、煤气流场不合理、传质速率低等不足之处。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是设计一种高炉煤气精脱硫系统，主要解决优化流场、降低系统阻力、提高催化转化效率的问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高炉煤气精脱硫系统，包括脱硫装置、灰斗、输料管道和储料仓；所述储料仓内放置有催化剂；所述脱硫装置包括一级脱硫塔、二级脱硫塔、三级脱硫塔；所述一级脱硫塔与二级脱硫塔、二级脱硫塔与三级脱硫塔相连接，所述灰斗包括第一灰斗、第二灰斗、第三灰斗，所述第一灰斗、第二灰斗、第三灰斗分别与一级脱硫塔、二级脱硫塔、三级脱硫塔的底部连接，所述储料仓与一级脱硫塔连接，所述灰斗通过输料管道与储料仓连接；所述输料管道包括第一输料管道、第二输料管道和第三输料管道。
6.通过采用上述技术方案，储料仓内用于存放催化剂，高炉煤气和催化剂进入到一级脱硫塔内，在一级脱硫塔中催化剂与高炉煤气中的羰基硫充分接触，大部分转化为硫化氢；催化剂在重力的作用下，部分落入第一灰斗，其余催化剂跟随煤气一起“切向”进去二级脱硫塔，含有催化剂颗粒的高炉煤气由第二进气口进入二级脱硫塔后，气流在二级脱硫塔
内作旋转运动，气流中的催化剂在离心力作用下向二级脱硫塔外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入第二灰斗。煤气由第二出气口经过输气管道进入三级脱硫塔，煤气由第三出气口排除，催化剂在重力的作用下落入第三灰斗。各级脱硫塔底部的灰斗均通过输料管道与储料仓相连接，催化剂定期进入储料仓，并循环使用。
7.本发明进一步设置为：所述一级脱硫塔的顶部设有进料口，所述储料仓与进料口连接，所述一级脱硫塔相对的两侧分别设有第一进气口和第一出气口，所述第一出气口设有连接管。
8.通过采用上述技术方案，进料口与储料仓连接，储料仓内的催化剂通过进料口进入一级脱硫塔，需要脱硫处理的高炉煤气从第一进气口进入一级脱硫塔内，从第一出气口出一级脱硫塔，连接管连接一级脱硫塔和二级脱硫塔，使在一级脱硫塔内初次处理的高炉煤气进入二级脱硫塔。
9.本发明进一步设置为：所述二级脱硫塔设有第二进气口和第二出气口，所述第二进气口通过连接管与第一出气口连接，所述第二出气口设有输气管道。
10.通过采用上述技术方案，来自一级脱硫塔的煤气通过第二进气口进入二级脱硫塔，在二级脱硫塔内再次脱硫，并通过第二出气口离开二级脱硫塔，输气管道连接二级脱硫塔和三级脱硫塔，将再次脱硫处理的煤气输送到三级脱硫塔中。
11.本发明进一步设置为：所述三级脱硫塔包括滤袋、净气室、第三进气口和第三出气口；所述滤袋位于三级脱硫塔内部，所述第三出气口设于三级脱硫塔的顶部，所述第三进气口位于三级脱硫塔的侧面，所述第三进气口通过输气管道与第二出气口连接。
12.通过采用上述技术方案，三级脱硫塔内设有滤袋，催化剂在滤袋的作用下被截留，输气管道中的煤气从第三进气口进入三级脱硫塔，煤气由第三出气口排除，催化剂在重力的作用下落入第三灰斗。
13.本发明进一步设置为：所述第二灰斗的底部通过第二输料管道与储料仓连接，所述第二输料管道靠近第二灰斗的一端设有阀门；所述第三灰斗的底部通过第一输料管道与储料仓连接，所述第一输料管道靠近第三灰斗的一端设有阀门；所述第一灰斗通过第三输料管道与第二输料管道连接，所述第三输料管道上设有阀门。
14.通过采用上述技术方案，通过输料管道将灰斗与储料仓连接，实现催化剂的循环使用。
15.本发明进一步设置为：所述催化剂为活性氧化铝粉体基水解催化剂或镁铝类水滑石衍生氧化物粉体基水解催化剂。
16.通过采用上述技术方案，活性氧化铝粉体基水解催化剂或镁铝类水滑石衍生氧化物粉体基水解催化剂具有更好的催化效果，增强脱硫的效率。
17.综上所述，本发明具有以下有益效果：解决了优化流场、降低系统阻力、提高催化转化效率的问题，脱硫催化剂与气体混合更加均匀，流场分布更加均匀合理，大大增加了传质速率，提高了催化效果，增强了脱硫效率，使催化剂能循环使用。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例二级脱硫塔俯视示意图；
20.图3是本实用新型实施例三级脱硫塔剖视示意图；
21.图中：1、一级脱硫塔；2、二级脱硫塔；3、三级脱硫塔；4、储料仓；5、第一灰斗；6、第二灰斗；7、第三灰斗；8、第一输料管道； 9、第二输料管道；10、第一进气口；11、第一进料口；12、第一出气口；13、连接管；14、第二进气口；15、输气管道；16、阀门；17、净气室；18、滤袋；19、第二出气口；20、第三出气口；21、第三进气口；22、第三输料管道。
具体实施方式
22.以下结合附图1-3对本实用新型作进一步详细说明。
23.实施例：一种高炉煤气精脱硫系统，如图1、图2、图3所示，包括脱硫装置、灰斗、输料管道和储料仓4；储料仓4内放置有催化剂；脱硫装置包括一级脱硫塔1、二级脱硫塔2、三级脱硫塔3；一级脱硫塔1与二级脱硫塔2、二级脱硫塔2与三级脱硫塔3相连接，灰斗包括第一灰斗5、第二灰斗6、第三灰斗7，第一灰斗5、第二灰斗6、第三灰斗7分别与一级脱硫塔1、二级脱硫塔2、三级脱硫塔3 的底部连接，储料仓4与一级脱硫塔1连接，灰斗通过输料管道与储料仓4连接；输料管道包括第一输料管道8、第二输料管道9和第三输料管道22。
24.通过本实施例，高炉煤气量为20
×
104m3/h，进入系统装置前的羰基硫浓度为150mg/m3。本系统置于高炉煤气布袋除尘系统后，余压发电装置前，此时高炉煤气温度一般为90～150℃，压力约为 0.2～0.3mpa。储料仓4内用于存放催化剂，高炉煤气和催化剂进入到一级脱硫塔1内，在一级脱硫塔1中催化剂与高炉煤气中的羰基硫充分接触，大部分转化为硫化氢；催化剂在重力的作用下，部分落入第一灰斗5，其余催化剂跟随煤气一起“切向”进去二级脱硫塔2，含有催化剂颗粒的高炉煤气由第二进气口14进入二级脱硫塔2后，气流在二级脱硫塔2内作旋转运动，气流中的催化剂在离心力作用下向二级脱硫塔2外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入第二灰斗6。煤气由第二出气口19经过输气管道15进入三级脱硫塔3，煤气由第三出气口20排除，催化剂在重力的作用下落入第三灰斗7。各级脱硫塔底部的灰斗均通过输料管道与储料仓4相连接，催化剂定期进入储料仓4，并循环使用。
25.一级脱硫塔1的顶部设有进料口，储料仓4与进料口连接，一级脱硫塔1相对的两侧分别设有第一进气口10和第一出气口12，第一出气口12设有连接管13。
26.通过本实施例，进料口与储料仓4连接，储料仓4内的催化剂通过进料口进入一级脱硫塔1，需要脱硫处理的高炉煤气从第一进气口 10进入一级脱硫塔1内，从第一出气口12出一级脱硫塔1，连接管 13连接一级脱硫塔1和二级脱硫塔2，使在一级脱硫塔1内初次处理的高炉煤气进入二级脱硫塔2。
27.二级脱硫塔2设有第二进气口14和第二出气口19，第二进气口 14通过连接管13与第一出气口12连接，第二出气口19设有输气管道15。
28.通过本实施例，二级脱硫塔2的顶部为圆环柱状，底部为圆锥状，第二进气口14设于圆环柱状的侧面，圆锥状的底面与圆柱状的底面连接，圆锥状的顶部尖端开口为第二出气口19，来自一级脱硫塔1 的煤气通过第二进气口14进入二级脱硫塔2，在二级脱硫塔2内再次脱硫，并通过第二出气口19离开二级脱硫塔2，输气管道15位于二级脱硫塔2的中部连接二级脱硫塔2和三级脱硫塔3，将再次脱硫处理的煤气输送到三级脱硫塔3中。
29.三级脱硫塔3包括滤袋18、净气室17、第三进气口21和第三出气口20；滤袋18位于
三级脱硫塔3内部，第三出气口20设于三级脱硫塔3的顶部，第三进气口21位于三级脱硫塔3的侧面，第三进气口21通过输气管道15与第二出气口19连接。
30.通过本实施例，三级脱硫塔3内设有滤袋18，催化剂在滤袋18 的作用下被截留，输气管道15中的煤气从第三进气口21进入三级脱硫塔3，煤气由第三出气口20排除，催化剂在重力的作用下落入第三灰斗7。
31.第二灰斗6的底部通过第二输料管道9与储料仓4连接，第二输料管道9靠近第二灰斗6的一端设有阀门16；第三灰斗7的底部通过第一输料管道8与储料仓4连接，第一输料管道8靠近第三灰斗7 的一端设有阀门16；第一灰斗5通过第三输料管道22与第二输料管道9连接，第三输料管道22上设有阀门16。
32.通过本实施例，第二灰斗6的底部通过第二输料管道9与储料仓 4连接，第三灰斗7的底部通过第一输料管道8与储料仓4连接；第一灰斗5设有4个，4个第一灰斗5通过4个第三输料管道22与第二输料管道9连接；第一输料管道8、第二输料管道9和第三输料管道22上设有阀门16，控制催化剂在输料管道内的传输；通过输料管道将灰斗与储料仓4连接，实现催化剂的循环使用。
33.催化剂为活性氧化铝粉体基水解催化剂或镁铝类水滑石衍生氧化物粉体基水解催化剂。
34.通过本实施例，活性氧化铝粉体基水解催化剂或镁铝类水滑石衍生氧化物粉体基水解催化剂具有更好的催化效果，增强脱硫的效率。
35.工作原理：储料仓4内存放催化剂，高炉煤气通过第一进气口 10进入到一级脱硫塔1内，催化剂通过进料口进入到一级脱硫塔1 内,在一级脱硫塔1中催化剂与高炉煤气中的羰基硫充分接触，大部分转化为硫化氢；催化剂在重力的作用下，部分落入第一灰斗5，其余催化剂跟随煤气一起“切向”进去二级脱硫塔2，含有催化剂颗粒的高炉煤气由第二进气口14进入二级脱硫塔2后，气流在二级脱硫塔2内作旋转运动，气流中的催化剂在离心力作用下向二级脱硫塔2 外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入第二灰斗6。煤气由第二出气口19经过输气管道15进入三级脱硫塔3，煤气由第三出气口20排除，催化剂在重力的作用下落入第三灰斗7。各级脱硫塔底部的灰斗均通过输料管道与储料仓4相连接，催化剂定期进入储料仓4，并循环使用。
36.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：包括脱硫装置、灰斗、输料管道和储料仓(4)；所述储料仓(4)内放置有催化剂；所述脱硫装置包括一级脱硫塔(1)、二级脱硫塔(2)、三级脱硫塔(3)；所述一级脱硫塔(1)与二级脱硫塔(2)、二级脱硫塔(2)与三级脱硫塔(3)相连接，所述灰斗包括第一灰斗(5)、第二灰斗(6)、第三灰斗(7)，所述第一灰斗(5)、第二灰斗(6)、第三灰斗(7)分别与一级脱硫塔(1)、二级脱硫塔(2)、三级脱硫塔(3)的底部连接，所述储料仓(4)与一级脱硫塔(1)连接，所述灰斗通过输料管道与储料仓(4)连接；所述输料管道包括第一输料管道(8)、第二输料管道(9)和第三输料管道(22)。2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：所述一级脱硫塔(1)的顶部设有进料口，所述储料仓(4)与进料口连接，所述一级脱硫塔(1)相对的两侧分别设有第一进气口(10)和第一出气口(12)，所述第一出气口(12)设有连接管(13)。3.根据权利要求2所述的一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：所述二级脱硫塔(2)设有第二进气口(14)和第二出气口(19)，所述第二进气口(14)通过连接管(13)与第一出气口(12)连接，所述第二出气口(19)设有输气管道(15)。4.根据权利要求3所述的一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：所述三级脱硫塔(3)包括滤袋(18)、净气室(17)、第三进气口(21)和第三出气口(20)；所述滤袋(18)位于三级脱硫塔(3)内部，所述第三出气口(20)设于三级脱硫塔(3)的顶部，所述第三进气口(21)位于三级脱硫塔(3)的侧面，所述第三进气口(21)通过输气管道(15)与第二出气口(19)连接。5.根据权利要求1所述的一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：所述第二灰斗(6)的底部通过第二输料管道(9)与储料仓(4)连接，所述第二输料管道(9)靠近第二灰斗(6)的一端设有阀门(16)；所述第三灰斗(7)的底部通过第一输料管道(8)与储料仓(4)连接，所述第一输料管道(8)靠近第三灰斗(7)的一端设有阀门(16)；所述第一灰斗(5)通过第三输料管道(22)与第二输料管道(9)连接，所述第三输料管道(22)上设有阀门(16)。6.根据权利要求1所述的一种高炉煤气精脱硫系统，其特征是：所述催化剂为活性氧化铝粉体基水解催化剂或镁铝类水滑石衍生氧化物粉体基水解催化剂。

技术总结

本实用新型属于高炉煤气脱硫技术领域，具体涉及一种高炉煤气精脱硫系统，包括脱硫装置、灰斗、输料管道和储料仓；储料仓内放置有催化剂；脱硫装置包括一级脱硫塔、二级脱硫塔、三级脱硫塔；一级脱硫塔与二级脱硫塔、二级脱硫塔与三级脱硫塔相连接，灰斗包括第一灰斗、第二灰斗、第三灰斗，第一灰斗、第二灰斗、第三灰斗分别与一级脱硫塔、二级脱硫塔、三级脱硫塔的底部连接，储料仓与一级脱硫塔连接，灰斗通过输料管道与储料仓连接；输料管道包括第一输料管道、第二输料管道和第三输料管道。脱硫催化剂与气体混合更加均匀，流场分布更加均匀合理，大大增加了传质速率，提高了催化效果，增强了脱硫效率，使催化剂能循环使用。使催化剂能循环使用。使催化剂能循环使用。