[实用新型]一种气基竖炉系统还原气净化和尾气处理的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学化工技术领域，具体涉及一种煤/天然气制粗还原气，作为气基竖炉还原气的脱硫脱碳及尾气处理的系统和方法。

背景技术

目前国外多用产品天然气(其中H₂S含量≤20mg/m³)使其部分氧化生产主要成分为CO和H₂的还原气作为气基竖炉还原气的原料直接还原炼铁。与国外相比，中国的天然气资源相对匮乏，并且中国的天然气资源中有大部分天然气含有较高的硫化氢，如果能用这部分质量相对较差的天然气作为气基竖炉还原炼铁还原气的合成原料可大大降低生产成本。另外，中国煤炭资源相对丰富，将劣质的原料煤作为气基竖炉还原气的生产原料不仅提高了我国劣质煤炭的利用效率，并且能够进一步降低气基竖炉还原炼铁的生产成本。目前还原气精制主要采用硫含量较低的优质燃料煤作为原料，或者用经过处理的H₂S含量为20mg/m³以下的二类天然气为原料。

因此，采用潜硫量较高的天然气或劣质煤作为生产气基竖炉的还原气，增加国内劣质原料煤和天然气的利用率，丰富劣质煤和天然气的利用途径，避免劣质煤直接燃烧释放酸性气体污染大气等是当务之急。本实用新型采用潜硫量较高的天然气或劣质煤为原料，不仅能够满足气基竖炉还原炼铁还原气质量要求，还能够使得整个气基竖炉还原炼铁系统的H₂S和SO₂等环境污染物零排放。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有气基竖炉系统还原气的制备净化与尾气处理过程中存在的部分问题，开发潜硫量较高的天然气或劣质煤作为生产气基竖炉的还原气，提供一种气基竖炉系统还原气净化和尾气处理的系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种气基竖炉系统还原气净化和尾气处理的系统，包括制粗还原气单元、粗还原气脱硫脱碳单元、脱硫脱碳酸气处理单元、尾气处理及催化剂再生单元、气基竖炉还原炼铁单元；其中，所述制粗还原气单元依次连接粗还原气脱硫脱碳单元、脱硫脱碳酸气处理单元、尾气处理及催化剂再生单元；所述气基竖炉还原炼铁单元与尾气处理及催化剂再生单元相连；所述脱硫脱碳酸气处理单元包括克劳斯反应器、液硫贮槽；所述尾气处理及催化剂再生单元包括尾气催化吸收塔和催化剂再生塔。

优选地，所述粗还原气脱硫脱碳单元包括水洗塔、吸收塔、闪蒸罐、再生塔、冷却器、换热器、贫液泵，所述水洗塔依次连接吸收塔、闪蒸罐、换热器、冷却器、贫液泵，所述贫液泵的一端连接到吸收塔一端。

优选地，所述粗还原气脱硫脱碳单元中所述换热器一端通过管道与再生塔上部相连，所述换热器另一端通过另一管道与再生塔相连。

优选地，所述脱硫脱碳酸气处理单元主所述脱硫脱碳酸气处理单元还包括酸气焚烧炉，所述酸气焚烧炉依次连接克劳斯反应器和液硫贮槽。

优选地，所述尾气处理及催化剂再生单元中的尾气催化吸收塔和催化剂再生塔能够切换操作。

本实用新型提供的有益效果：

(1)该实用新型能够降低气基竖炉炼铁制备粗还原气原料——煤、天然气质量要求，能适应劣质煤、天然气，当煤或天然气中硫含量升高时仍然能使用该系统，保证气基竖炉炼铁的还原气气质条件，并能达到尾气排放要求；

(2)该实用新型可实现H₂S、SO₂零排放，采用该实用新型工艺，所有气体都进入脱硫脱碳系统进行循环处理，使得气化系统所产生的H₂S或SO₂全部转换为副产品硫磺从而做到H₂S和SO₂零排放；

(3)脱硫脱碳酸气中的H₂S全部转化，该实用新型所涉及的脱硫脱碳酸气处理单元与常规克劳斯硫磺回收单元不同的是，使得更多的H₂S在酸气焚烧炉中转换为SO₂，使得进入克劳斯反应器中的SO₂与H₂S的比例略大于三分之一，从而保证进入克劳斯反应器中的H₂S全部转化。

(4)尾气催化吸收塔可切换操作用于吸收SO₂，该实用新型涉及的尾气处理及催化剂再生单元采用双塔结构，其中一为尾气催化吸收塔，另一个是催化剂再生塔，两塔可以切换使用。确保尾气中的SO₂全部吸收，并且切换操作保证了尾气处理过程的连续性。