[发明专利]煤气脱硫和硫再生工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气脱硫和硫再生工艺及其装置，具体涉及一种冶金行业煤气用活性炭脱硫与活性炭再生制硫的工艺。

背景技术

目前，煤气中的硫化物不仅会对用户设备材质造成腐蚀和对环境造成污染，而且当用做合成气时还会使催化剂中毒。煤气脱硫已经成为煤气净化不可或缺的重要组成部分。煤气脱硫，不但环保，而且还可以回收硫磺及硫酸等化学品，产生一定的经济效益。

煤气脱硫主要有干法脱硫和湿法脱硫两大类，在选用反应活性好硫容高的脱硫剂的前提下，干法脱硫的脱硫效率比湿法脱硫高，现阶段对于一些对煤气中的H₂S比较敏感的行业，利用湿法脱硫先将煤气中的大部分H₂S脱除，然后，再利用干法脱硫对煤气中的H₂S进行精脱。

活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很强，煤气中的H₂S在活性炭的催化作用下，与煤气中少量的O₂发生氧化反应，反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时，脱硫效率明显下降，必须进行再生。S在常压下，440℃左右便升华变为气态，传统做法是用450~500℃左右的过热蒸汽对活性炭脱硫剂进行再生，当脱硫剂温度提高到一定程度时，单质硫便从活性炭中析出，析出的硫流入硫回收池，水冷后形成固态硫。脱硫剂再生使用的过热蒸汽不易获得，而且再生效果很难达到要求，实际做法是更换新的活性炭。

发明内容

针对目前对各行各业煤气中的含硫量要求越来越高，本发明的目的在于提出一种工艺简单、操作容易、用活性炭脱除煤气中的H₂S，脱硫效率高，再生容易的一次脱硫方法。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种煤气脱硫和硫再生工艺，包括以下步骤：

（1）用加压机将煤气加压，进入吸收塔下部，活性炭从吸收塔顶部进入，H₂S被催化氧化成S，硫被活性炭吸附，净煤气从吸收塔上部进入管网；

（2）饱和活性炭从塔底出来，经过链式运输机送往再生塔再生后，从再生塔底出来到链式运输机上送往吸收塔循环使用，氮气在加热器中升温后送往再生塔上部，加热饱和活性炭解析出气态硫，低温氮气送往再生塔下部冷却净活性炭，氮气作为载气输送硫去固态硫沉淀池回收。

进一步地，上述工艺具体包括以下步骤：

（1）净煤气与助燃风机鼓入的空气在氮气加热器中燃烧加热氮气。

（2）煤气经过加压机加压到15~20kPa，从下部入口管进入到吸收塔，与自上而下的活性炭接触反应，脱除H₂S后从吸收塔上部出口管进入到管网，小部分煤气送往氮气加热器参加燃烧。

（3）净活性炭用链式运输机输送到吸收塔顶部，通过顶部入口的双层旋转卸料阀分配到塔内活性炭移动床，移动床在下部的辊式给料阀作用下匀速往下移动， H₂S在活性炭催化作用下氧化生成S，吸附了S的饱和活性炭从塔底部出口双层旋转卸料阀出来，重力作用下掉落到链式运输机上。

（4）饱和活性炭通过链式运输机输送到再生塔顶部，依次经过入口双层旋转卸料阀、换热器、气固分离器、冷却器和出口双层旋转卸料阀；在换热器中被高温氮气加热到450~460℃，在气固分离器中解析出气态硫，在冷却器中被低温氮气冷却到120℃以下，通过链式运输机输送回吸收塔。

（5）循环用的活性炭，在进入吸收塔之前将小颗粒的炭粉利用振动筛排出，并用活性炭仓补充新的活性炭。

（6）氮气进入加热器升温至480~500℃，由再生塔换热器下部氮气入口进入换热器与饱和活性炭管壁逆流换热，换热后的氮气大部分通过换热器上部氮气出口进入加热器重新加热，经过循环风机加压再循环，小部分通过塔内氮气出口与双层风帽进入进料分配器保证塔内正压与无氧状态，并作为载气强制输送气态硫去固态硫沉淀池。

（7）氮气从再生塔冷却器氮气进口进入，大部分与活性炭管壁逆流换热，小部分通过氮气出口与双层风帽进入出料仓保证塔内正压与无氧状态，换热后的氮气通过冷却器氮气出口进入水冷式换热器重新冷却，经过循环风机加压再循环，小部分通过塔内氮气出口与双层风帽进入进料分配器保证塔内正压与无氧状态，并作为载气强制输送气态硫去固态硫沉淀池。氮气通过补氮气管道补充系统中的氮损耗。

（8）气态硫在固态硫沉淀池中冷却为硫磺，作为工艺的副产品回收利用。