[发明专利]煤热解气体脱硫、除尘、改质一体化装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤热解气体处理装置及工艺，具体地说是涉及一种煤热解气体(尤其是中低温干馏煤气或焦炉荒煤气)的脱硫、除尘、改质一体化装置及工艺。

背景技术

中、低温干馏通常是指煤在500-800℃，隔绝空气加热，受热分解生成半焦、煤焦油、煤气的过程。高温干馏(炼焦)温度则在900℃以上，其产品为焦炭、高温煤焦油和煤气。上述两种工艺在为社会提供优质燃料、化学品的同时，也给环境带来了严重污染，特别是炼焦是间歇生产过程，其焦油后续加工能耗巨大，工艺过程复杂，粉尘污染严重，焦油产品品质低等问题突出。传统煤气的处理工艺是将煤气直接冷却，得到含尘煤焦油，然后煤焦油再加热进行加工，不仅能耗巨大，同时冷却过程中有废水废渣污染；或用氨水喷淋荒煤气降温、除尘，导致焦油中含尘量很高，而且带来废水和废渣污染，同时浪费了煤气的物理显热。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种煤热解气体脱硫、除尘、改质一体化装置及工艺。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种煤热解气体脱硫、除尘、改质一体化装置，包括一体化移动床净化器、电捕焦油器与冷凝器，所述一体化移动床净化器包括脱硫区、初级催化区与二级催化区，脱硫区、初级催化区与二级催化区之间用通气挡板分隔开，初级催化区位于脱硫区与二级催化区之间，在脱硫区内装填脱硫剂，在初级催化区与二级催化区内装填催化剂，脱硫区与热解煤气进气管路相连，二级催化区与净化煤气出气管路相连，净化煤气出气管路再依次连接电捕焦油器与冷凝器。

优选的，在脱硫区、初级催化区与二级催化区的上部均设置料封区。

优选的，在脱硫区上方设置有脱硫剂输入口，在脱硫区下方设置有脱硫剂排出口，在脱硫剂排出口和脱硫剂输入口之间连接有脱硫剂输送管路，在脱硫剂输送管路上设置有脱硫剂再生反应器；在初级催化区上方设置有初级催化剂输入口，在初级催化区下方设置有初级催化剂排出口，在初级催化剂排出口与初级催化剂输入口之间连接有初级催化剂输送管路，在初级催化剂输送管路上设置有初级催化剂再生反应器；在二级催化区上方设置有二级催化剂输入口，在二级催化区下方设置有二级催化剂排出口，在二级催化剂排出口与二级催化剂输入口之间连接有二级催化剂输送管路，在二级催化剂输送管路上设置有二级催化剂再生反应器；在脱硫剂输入口处还连接有脱硫剂补充管路，在初级催化剂输入口处还连接有初级催化剂补充管路，在二级催化剂输入口处还连接有二级催化剂补充管路。

优选的，在脱硫剂输送管路、初级催化剂输送管路和二级催化剂输送管路上均连接有输送风管；所述脱硫剂再生反应器、初级催化剂再生反应器与二级催化剂再生反应器均设置两个。

优选的，所述脱硫剂输送管路、初级催化剂输送管路和二级催化剂输送管路的两端还连接有清灰器。

优选的，所述通气挡板为百叶窗挡板或孔板；所述脱硫剂与催化剂粒度为1-20mm，形状为球形或圆柱形；所述初级催化区内催化剂选用天然矿石类焦油裂解催化剂，所述二级催化区内催化剂选用人工合成类焦油裂解催化剂。

一种煤热解气体脱硫、除尘、改质一体化工艺，步骤如下：

(1)来自中低温干馏炉或焦炉的热解煤气经热解煤气进气管路输送至一体化移动床净化器的脱硫区，在脱硫区自上而下缓慢下行的脱硫剂颗粒与热解煤气错流接触，以脱除热解煤气中含硫组分，同时热解煤气中的大部分粉尘被捕集；

(2)热解煤气经脱硫区后进入初级催化区，在初级催化区自上而下缓慢下行的天然矿石类焦油裂解催化剂与热解煤气错流接触；然后进入二级催化区，在二级催化区热解煤气与人工合成类焦油裂解催化剂错流接触；在初级催化区与二级催化区，催化剂在对热解煤气进一步除尘的同时，主要进行焦油的裂解反应，部分重质煤焦油分子转化为小分子燃气和轻质煤焦油分子；

(3)经一体化移动床净化器净化和改质后的煤气进入净化煤气出气管路，经净化煤气出气管路输送至电捕焦油器与冷凝器，并经电捕焦油器与冷凝器分离出焦油后将不凝煤气送出。

优选的，脱硫区、初级催化区与二级催化区下方排出的脱硫剂与催化剂分别经管路及在输送气作用下先输送至一级再生反应器，在一级再生反应器中通入空气和惰性气体(或空气、惰性气体和水蒸气)的混合气，脱硫剂与催化剂进行烧炭再生，然后输送至二级再生反应器，在二级再生反应器中通入化学药剂，脱硫剂与催化剂进行化学再生，再生后的脱硫剂与催化剂分别进入脱硫区、初级催化区与二级催化区循环使用。