[发明专利]真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫的优化工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉煤气净化技术，具体地指一种真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫的优化工艺及其设备。

背景技术

真空碳酸钾脱硫是一种湿式脱硫工艺，因其脱硫效率高，在国内焦化厂得到广泛应用。该工艺使用碳酸钾溶液直接吸收焦炉煤气中的H₂S和HCN等酸性气体，然后用NaOH溶液对煤气进行二次洗涤，以使煤气中H₂S含量达到要求。煤气脱硫塔分为两段，下部碳酸钾吸收段和上部氢氧化钠碱洗段。煤气自下而上先流经吸收段与碳酸钾贫液逆流接触，使煤气中的90%以上的H₂S、HCN、CO₂等酸性气体被吸收，随之碳酸钾贫液转化成吸收了大量H₂S的碳酸钾富液；上部氢氧化钠碱洗段用稀释过的氢氧化钠选择性地吸收煤气中剩余小部分H₂S等酸性气体，使脱硫后煤气中H₂S≤200mg/m³。吸收了酸性气体的富液进入再生塔进行解析得到碳酸钾贫液，再回碳酸钾吸收段循环使用。

各个焦化厂的真空碳酸钾脱硫工艺运行情况不尽相同，该工艺虽然脱硫效果较好，但普遍面临煤气净化碱耗高，碱洗段要消耗大量的NaOH碱液，致使药剂成本过高；且洗涤煤气后的废碱液携带大量盐类、有机物等，该脱硫废碱液很难处理，而废碱液携带走的大量硫元素则导致了硫资源的浪费。目前国内研究重点在于脱硫废液的处理技术，常规处理是将脱硫废碱液送到生化水处理系统，脱硫废碱液给生化水处理系统造成极大冲击，导致生化系统微生物活性大大降低，引起出水水质的恶化，而对于如何从源头上通过工艺优化大幅减少脱硫废液的产生，在国内尚属空白。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫的优化工艺及其设备，以降低真空碳酸钾脱硫工艺的碱耗，并减少脱硫废液量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫的优化工艺，它包括如下步骤：

1）采用碳酸钾贫液作为脱硫剂在脱硫塔下段与焦炉煤气气流逆向接触，碳酸钾贫液吸收焦炉煤气中的酸性气体后生成脱硫富液；

2）将KOH溶液加入由步骤1）得到的脱硫富液中充分混合，再将此混合液输送至再生塔再生，使酸性气体从脱硫富液中解吸出来，得到再生的碳酸钾贫液；

3）将步骤2）中再生的碳酸钾贫液分流，一部分碳酸钾贫液输送至脱硫塔下段，与焦炉煤气气流逆向接触，循环回用；

4）将步骤2）中再生的碳酸钾贫液的另一部分输送至脱硫塔上段与焦炉煤气气流逆向接触，进行二次洗涤，循环回用。

进一步地，所述碳酸钾贫液的pH值为11.5~12.5。

更进一步地，所述碳酸钾贫液中H₂S的含量为：0.3~0.8g/L，碳酸钾的含量为：60~80g/L。

为实现上述工艺而设计的真空碳酸钾法焦炉煤气脱硫设备，包括用于吸收焦炉煤气中酸性气体的脱硫塔和用于使脱硫富液再生的再生塔，所述脱硫塔下段底部的脱硫富液出口与富液槽的输入端相连，所述富液槽的输出端与再生塔顶部的富液入口连通，所述再生塔底部的贫液出口与脱硫塔下段顶部的贫液入口连通，所述脱硫塔上段顶部的洗涤液入口与碱槽的输出端相连，所述脱硫塔上段底部的洗涤废液出口与碱槽回液口连通，所述碱槽的输入端与再生塔底部的贫液出口连通。

进一步地，所述富液槽的输出端通过换热器的热介质管路与再生塔顶部的富液入口连通；所述再生塔底部的贫液出口通过换热器的冷介质管路与脱硫塔下段顶部的贫液入口连通。

进一步地，所述碱槽顶部设有溢流口，所述溢流口与所述富液槽的碱液进口连通。从碱槽溢流口溢流出来的洗涤贫液从富液槽的碱液进口进入脱硫-再生大循环。

更进一步地，所述富液槽顶部设有钾盐补充口。由于碳酸钾溶液在吸收-再生循环中会发生副反应产生不可再生盐，因此，通过在富液槽中补充钾盐来调整脱硫液的质量。

本发明中，焦炉煤气自下而上进入脱硫塔后，吸收焦炉煤气H₂S、HCN、CO₂等酸性气体，其主要反应为：

K₂CO₃+H₂S→KHCO₃+KHS

K₂CO₃+HCN→KCN+ KHCO₃