一种高含硫煤气脱硫系统的制作方法

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1.本实用新型涉及脱硫技术领域，具体涉及一种高含硫煤气脱硫系统。

背景技术：

2.基于对天然气需求的高速增长，而现有天然气产量却远远不能满足需求，因此，大多采取煤制气和天然气双路并用的模式，以煤气替代天然气成为一种可行的途径。
3.而在该模式下，需要大力发展煤制气。但在煤制气过程中，由于煤中硫元素大部分转入煤气中，且煤气中的硫化物主要以h2s形式存在，导致煤气中的硫化氢含量高，出现很多危害。例如：h2s腐蚀化学产品回收设备和煤气输送管道；h2s含量高的焦炉煤气用于炼钢会导致钢的质量下降；用于合成氨生产时会导致催化剂中毒失效和管道设备等腐蚀；用于工业和民用燃料中时煤气中的h2s燃烧后全部转化成so2，进而导致环境污染。因此，煤气不论是用作工业原料还是城市燃气都需要对其进行脱硫净化。
4.目前，国内的焦化厂脱硫以湿式氧化法为主流，根据所采用的脱硫再生用催化剂(载氧体)之不同，湿式氧化法脱硫可分为氨水液相催化法、栲胶法(单宁及其盐类)、msq(硫酸锰-水杨酸-对苯二酚)法、ada(蒽醌二磺酸二钠盐)法、pds(酞菁钴磺酸盐金属有机化合物)法等，以pds催化剂最为普遍。
5.现有技术中，无论是采用何种催化剂，依照现有脱硫流程进行煤气脱硫，均会在脱硫过程中不断有副盐累积；并且，为了维持脱硫稳定运行，需要将大量脱硫废液进行外排。脱硫废液是含有多种有毒物质的混合物，主要成分包含硫氰酸铵、硫代硫酸铵、悬浮硫、pds等，被明确列为危险废物。
6.因此，现有湿法脱硫均存在对无机硫脱除不彻底，有机硫基本不脱除，硫磺质量差，恶臭味大，产生副盐，脱硫废液处理难度大，投资大，运行费用高等缺陷。而且，目前现有脱硫工序只能脱除硫化氢含量最高4000ppm的焦化煤气中的硫，而对于高含硫煤气，例如：硫化氢含量高达7000ppm的热解煤气，其并不适用。

技术实现要素：

7.因此，本实用新型要解决的技术问题在于，克服现有技术中脱硫系统不适用于高含硫煤气的脱硫处理，且脱硫后脱硫废液外排量大的缺陷，从而提供解决上述问题的一种煤气脱硫系统。
8.一种高含硫煤气脱硫系统，包括顺次连通的气液分离器、有机硫脱除反应器、无机硫湿法脱硫装置；
9.所述无机硫湿法脱硫装置由至少两个串联的湿法脱硫塔组成，该无机硫湿法脱硫装置中催化剂为铁基催化剂；所述有机硫脱除反应器为用于将有机硫脱除并转化为h2s的反应器。
10.所述湿法脱硫塔上设置有进气口、排气口、脱硫贫液入口和脱硫富液出口；所述进气口和脱硫富液出口均位于湿法脱硫塔底部，所述排气口和脱硫贫液入口均位于湿法脱硫
塔顶部；从底部进入湿法脱硫塔的热解煤气与顶部喷淋的脱硫贫液接触被脱除其中的无机硫后从排气口排出，顶部喷淋的脱硫贫液与热解煤气接触并脱除其中的无机硫后生成脱硫富液从脱硫富液出口排出。
11.所述无机硫湿法脱硫装置中，第一个湿法脱硫塔的排气口与下一个湿法脱硫塔的进气口连通，最后一个湿法脱硫塔的排气口与净化分离器的气体入口连通。
12.所述无机硫湿法脱硫装置上还连通有再生塔；所述再生塔包括再生槽，固定在再生槽顶部的喷射器，设置在再生槽上的泡沫溢流口和脱硫贫液出口；所述无机硫湿法脱硫装置的脱硫富液出口通过脱硫泵与喷射器的入口连通，喷射器的出口位于再生槽底部，喷射器利用脱硫泵给予脱硫富液的压能将脱硫富液与喷射器吸入的空气混合，并使混合空气后的脱硫富液在再生槽内再生成脱硫贫液和单质硫。
13.所述脱硫贫液出口通过贫液泵与无机硫湿法脱硫装置的脱硫贫液入口连通。
14.所述再生塔的泡沫溢流口上还连通有硫磺回收装置；
15.所述硫磺回收装置包括通过硫泡沫泵与泡沫溢流口连通的硫泡沫过滤器，与硫泡沫过滤器连通的熔硫釜，与熔硫釜上顶部排液口连通的溶液缓冲槽；所述熔硫釜底部设置有放硫管。
16.所述溶液缓冲槽的出口与脱硫贫液入口连通。
17.所述铁基催化剂为螯合铁催化剂。
18.所述无机硫湿法脱硫装置的排气口上还连通有净化分离器。
19.本实用新型技术方案，具有如下优点：
20.1.本实用新型提供的一种高含硫煤气脱硫系统，在无机硫湿法脱硫装置前增加有机硫脱除反应器，可以将煤气中的有机硫先转化为硫化氢，然后将已经大部分转化为无机硫的煤气通入到由至少两个串联的湿法脱硫塔组成的脱硫塔无机硫湿法脱硫装置中，通过其中铁基催化剂的催化，有效实现高含硫煤气中硫化氢的脱除；因此，本实用新型实现了高含硫煤气中有机硫和无机硫的同时有效去除。同时，本实用新型通过该脱硫顺序和铁基催化剂的相互配合，还能有效在脱硫过程中减少副盐的累积，该脱硫废液对本实用新型中的催化剂影响较小，因此可以将脱硫废液直接进行回收利用，极大地减少脱硫废液的外排。
21.2.本实用新型提供的一种煤气脱硫系统，在脱除高含硫煤气中的硫时，由于采用有机硫脱除反应器实现有机硫的转化，因此，可以使最终获取的硫膏中的臭味被去除，大大提高硫磺质量，并明显改善环境。
22.3.本实用新型提供的一种煤气脱硫系统，其中的铁基催化剂优选为螯合铁催化剂，该螯合铁催化剂对硫化氢吸收并转化成硫磺的选择性高达99％，可以使脱硫后煤气中的含硫量达到10ppm以下；由于螯合铁离子直接氧化硫化氢转化为硫磺，脱硫过程中副反应少，含硫副盐产率更低，进一步减少脱硫废液的排放。
23.4.本实用新型提供的一种煤气脱硫系统，具有硫容量高、脱硫工艺简单、副盐生成率低、环境污染小等优势。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述
中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。
25.图1为本实用新型的整体结构框图；
26.图2为无机硫湿法脱硫装置的结构示意图；
27.图3为再生塔的结构示意图；
28.图4为其中一种硫磺回收装置的结构示意图。
29.图5为另一种硫磺回收装置的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1-气液分离器，2-有机硫脱除反应器，3-无机硫湿法脱硫装置，4-净化分离器，5-再生塔，6-脱硫泵，7-硫磺回收装置；
32.51-再生槽，52-喷射器，53-泡沫溢流口，54-脱硫贫液出口；
33.71-硫泡沫泵，72-硫泡沫过滤器，73-熔硫釜，74-溶液缓冲槽。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.实施例1
39.一种高含硫煤气脱硫系统，如图1所示，包括顺次连通的气液分离器1、有机硫脱除反应器2、无机硫湿法脱硫装置3和净化分离器4；所述无机硫湿法脱硫装置3由至少两个串联的湿法脱硫塔组成，该无机硫湿法脱硫装置3中催化剂为铁基催化剂；所述有机硫脱除反应器2为用于将有机硫脱除并转化为h2s的反应器。
40.本实用新型在无机硫湿法脱硫装置前增加有机硫脱除反应器，可以将煤气中的有机硫先转化为硫化氢，然后将已经大部分转化为无机硫的煤气通入到由至少两个串联的湿法脱硫塔组成的脱硫塔无机硫湿法脱硫装置中，通过其中铁基催化剂的催化，有效实现高含硫煤气中硫化氢的脱除；因此，本实用新型实现了高含硫煤气中有机硫和无机硫的同时有效去除。同时，本实用新型通过该脱硫顺序和铁基催化剂的相互配合，还能有效在脱硫过
程中减少副盐的累积，该脱硫废液对本实用新型中的催化剂影响较小，因此可以将脱硫废液直接进行回收利用，极大地减少脱硫废液的外排。
41.本实用新型的实现过程为：将热解煤气(8kpag，40℃)先引入气液分离器1下部进行液滴和粉尘脱除；热解煤气经脱液除尘后，进入有机硫脱除反应器2在催化剂的作用下，绝大部分有机硫转化为h2s，然后进入后续无机硫湿法脱硫装置3中脱除无机硫，经脱硫后的煤气中硫化氢的含量小于10ppm；经脱硫后的净化煤气经过净化分离器4分离其中气体夹带的水汽、雾沫后送至后工序。
42.其中，该有机硫脱除方式可以采用水解脱除法或加氢转化法，其中，水解脱除法的反应温度低、不消耗氢源、副反应少，本实用新型中优选采用该方法，实现有机硫水解脱除的结构可以是自制，也可以采用现有公开的结构，例如中国专利文献cn112852503a公开的一种煤气精脱硫卧式塔。同时，所述无机硫湿法脱硫装置中的铁基催化剂优选为螯合铁催化剂，例如：glt络合铁催化剂；该螯合铁催化剂对硫化氢吸收转化成硫磺的选择性高达99％，远高于以pds为代表的传统湿法氧化法脱硫仅有85％的选择性，可以使脱硫后的煤气中硫化氢含量小于10ppm。并且，在螯合铁脱硫中，螯合铁离子氧化硫化氢为硫磺，脱硫过程副反应少；而pds湿法脱硫工艺在再生时，由于空气中的氧气在催化剂作用下，直接参与硫化氢的氧化，副反应多，含硫副盐产率高，废液排放量大。因此，采用螯合铁催化剂与本实用新型中上述的一种高含硫煤气脱硫系统相配合，可以有效克服传统脱硫工艺硫容量低、脱硫工艺复杂、副盐生成率高、环境污染严重等弊端。
43.在本实用新型中，无机硫湿法脱硫装置3中采用的是湿法脱硫塔多级串联的结构，该结构中优选采用煤气与脱硫贫液逆流接触反应的方式，该方式的优化可以进一步提高煤气中硫化氢的去除率。具体的，如图2所示，所述湿法脱硫塔上设置有进气口、排气口、脱硫贫液入口和脱硫富液出口；所述进气口和脱硫富液出口均位于湿法脱硫塔底部，所述排气口和脱硫贫液入口均位于湿法脱硫塔顶部；从底部进入湿法脱硫塔的热解煤气与顶部喷淋的脱硫贫液接触被脱除其中的无机硫后从排气口排出，顶部喷淋的脱硫贫液与热解煤气接触并脱除其中的无机硫后生成脱硫富液从脱硫富液出口排出。在该无机硫湿法脱硫装置3中，第一个湿法脱硫塔的排气口与下一个湿法脱硫塔的进气口连通，最后一个湿法脱硫塔的排气口与净化分离器4的气体入口连通，如图2所示。
44.所述无机硫湿法脱硫装置3中，所有从湿法脱硫塔底部流出的脱硫富液均可以打入再生塔5中进行再生，再生后的脱硫贫液可以通过湿法脱硫塔顶部的脱硫贫液入口返回到湿法脱硫塔中循环使用，如图1所示。所述再生塔5的结构既可以是自己优化后的结构，也可以采用现有结构，如图3所示，其即为现有结构，通过该再生塔，可以将脱硫富液再生形成脱硫贫液和含硫单质的硫泡沫，通过将再生塔5内的硫泡沫收集并通入到后续的硫磺回收装置中进行处理，可以实现硫磺回收。
45.具体的，为了更加清楚的展示脱硫富液再生过程，本实用新型中详细描述了现有再生塔5的结构，如图3所示。即，所述再生塔5包括再生槽51，固定在再生槽51顶部的喷射器52，设置在再生槽51上的泡沫溢流口53和脱硫贫液出口54；所述无机硫湿法脱硫装置3的脱硫富液出口通过脱硫泵6与喷射器52的入口连通，喷射器52的出口位于再生槽51底部，喷射器52利用脱硫泵6给予脱硫富液的压能将脱硫富液与喷射器52吸入的空气混合，并使混合空气后的脱硫富液在再生槽51内再生成脱硫贫液和单质硫。同时，为了满足湿法脱硫塔中
脱硫贫液的压力要求，所述脱硫贫液出口54通过贫液泵与湿法脱硫塔的脱硫贫液入口连通。
46.具体到本实施例中，该再生塔5的具体实现过程为：
47.湿法脱硫塔底部设置的脱硫泵6将脱硫富液加压后(0.4-0.6mpa)送到再生槽51顶部的喷射器52入口。脱硫富液高速经过喷射器52中的喷嘴，在喷射器52的吸气室中形成负压，大量的空气由空气进口进入喷射器52的吸气室中并与脱硫富液一起高速通过喷射器52的喉管，在喉管位置处，实现脱硫富液与空气之间的传质反应，完成大部分的氧化反应。反应后的脱硫富液顺着喷射器52的尾管进入到再生槽51的底部，进入底部的脱硫富液进一步进行氧化反应，生成脱硫贫液和含有单质硫的硫泡沫，含有单质硫的硫泡沫在空气的浮选下，由再生槽51的底部上升到再生槽51的顶部，并通过泡沫溢流口53排出再生槽51。分离泡沫后的脱硫贫液通过脱硫贫液出口54流出再生槽51，再由贫液泵加压(0.4-0.6mpa)后送回湿法脱硫塔再在进行下一个循环。
48.在再生塔5使用过程中，当煤气温度偏高或者夏季气温较高时，脱硫液温度超过40℃时，可以将脱硫液的温度降低到40℃以下后进行循环利用，保证脱硫效果。
49.为了更好的回收再生塔5排出的硫泡沫中的单质硫，所述再生塔5的泡沫溢流口53上还连通有硫磺回收装置7；同理，该硫磺回收装置7既可以采用现有技术中已经公开的用于硫磺回收的装置，其也可以是自制的结构。已经公开结构如图4所示，或者如cn203960154u的一种干湿脱硫设备中公开的压滤机和熔硫釜的组合。
50.作为类似图4所示的硫磺回收装置7的结构，所述泡沫溢流口53上连通有硫泡沫槽75，硫泡沫槽75上具有液体出口和泡沫出口，所述硫泡沫泵71通过硫泡沫槽75的泡沫出口与泡沫溢流口53连通。通过硫泡沫槽75先进行进一步固液分离后，直接将硫泡沫通过硫泡沫泵71泵送到熔硫釜73中进行加热分离、聚集生成硫磺沉积到熔硫釜底部，沉积到熔硫釜底部的硫磺通过所述熔硫釜73底部设置的放硫管排出，冷却后存放。熔硫釜73顶部排出的脱硫贫液流到溶液缓冲槽74中，经过沉淀、分离、降温后返回到湿法脱硫塔中重复使用。
51.作为一种硫磺回收装置7的另一种结构设计，如图5所示，所述硫磺回收装置7包括通过硫泡沫泵71与泡沫溢流口53连通的硫泡沫过滤器72，与硫泡沫过滤器72连通的熔硫釜73，与熔硫釜73上顶部排液口连通的溶液缓冲槽74。本实施例中公开的硫泡沫过滤器72可以是常规的固液分离装置，也可以是类似cn203960154u中公开的压滤机，此时，硫泡沫过滤器72设置在熔硫釜73的上方，可以通过硫泡沫的自重流入到熔硫釜73中，无需在硫泡沫过滤器72与熔硫釜73之间再设置用于转序的动力装置。具体的，硫泡沫通过硫泡沫泵71泵送到硫泡沫过滤器72，经过硫泡沫过滤器72过滤掉大部分脱硫贫液后，自流到熔硫釜73内。在熔硫釜73内经过加热分离、聚集生成硫磺沉积到熔硫釜底部，由放硫管定时排出，冷却后存放。熔硫釜顶部排出的脱硫液靠压力流到溶液缓冲槽74内，经过沉淀、分离、降温后返回湿法脱硫塔中重复使用。
52.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，包括顺次连通的气液分离器(1)、有机硫脱除反应器(2)、无机硫湿法脱硫装置(3)；所述无机硫湿法脱硫装置(3)由至少两个串联的湿法脱硫塔组成，该无机硫湿法脱硫装置(3)中催化剂为铁基催化剂；所述有机硫脱除反应器(2)为用于将有机硫脱除并转化为h2s的反应器。2.根据权利要求1所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述湿法脱硫塔上设置有进气口、排气口、脱硫贫液入口和脱硫富液出口；所述进气口和脱硫富液出口均位于湿法脱硫塔底部，所述排气口和脱硫贫液入口均位于湿法脱硫塔顶部。3.根据权利要求2所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述无机硫湿法脱硫装置(3)中，第一个湿法脱硫塔的排气口与下一个湿法脱硫塔的进气口连通，最后一个湿法脱硫塔的排气口与净化分离器(4)的气体入口连通。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述无机硫湿法脱硫装置(3)上还连通有再生塔(5)；所述再生塔(5)包括再生槽(51)，固定在再生槽(51)顶部的喷射器(52)，设置在再生槽(51)上的泡沫溢流口(53)和脱硫贫液出口(54)；所述无机硫湿法脱硫装置(3)的脱硫富液出口通过脱硫泵(6)与喷射器(52)的入口连通，喷射器(52)的出口位于再生槽(51)底部。5.根据权利要求4所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述脱硫贫液出口(54)通过贫液泵与无机硫湿法脱硫装置(3)的脱硫贫液入口连通。6.根据权利要求4所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述再生塔(5)的泡沫溢流口(53)上还连通有硫磺回收装置(7)；所述硫磺回收装置(7)包括通过硫泡沫泵(71)与泡沫溢流口(53) 连通的硫泡沫过滤器(72)，与硫泡沫过滤器(72)连通的熔硫釜(73)，与熔硫釜(73)上顶部排液口连通的溶液缓冲槽(74)；所述熔硫釜(73)底部设置有放硫管。7.根据权利要求6所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述泡沫溢流口(53)上连通有硫泡沫槽(75)，硫泡沫槽(75)上具有液体出口和泡沫出口，所述硫泡沫泵(71)通过硫泡沫槽(75)的泡沫出口与泡沫溢流口(53)连通。8.根据权利要求6或7所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述溶液缓冲槽(74)的出口与脱硫贫液入口连通。9.根据权利要求1-3任一项所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述铁基催化剂为螯合铁催化剂。10.根据权利要求1-3任一项所述的一种高含硫煤气脱硫系统，其特征在于，所述无机硫湿法脱硫装置(3)的排气口上还连通有净化分离器(4)。

技术总结

本实用新型公开了一种高含硫煤气脱硫系统，包括顺次连通的气液分离器、有机硫脱除反应器、无机硫湿法脱硫装置；所述无机硫湿法脱硫装置由至少两个串联的湿法脱硫塔组成，该无机硫湿法脱硫装置中催化剂为铁基催化剂；所述有机硫脱除反应器为用于将有机硫脱除并转化为H2S的反应器。本实用新型实现了高含硫煤气中有机硫和无机硫的同时有效去除；同时，本实用新型通过该脱硫顺序和铁基催化剂的相互配合，还能有效在脱硫过程中减少副盐的累积，该脱硫废液对本实用新型中的催化剂影响较小，因此可以将脱硫废液直接进行回收利用，极大地减少脱硫废液的外排。少脱硫废液的外排。少脱硫废液的外排。