[实用新型]一种煤气脱硫装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种含H₂S、SO₂、CO₂等杂质成分的煤气、天然气、页岩气等燃料或原料气的净化处理设备、尤其是涉及一种半焦煤气的净化处理装置。

背景技术

煤气天然气等原料、燃料气有着广泛的应用方式，主要有：作为原料气生产其他化工产品、生产特殊钢材、作为燃料用于煤气蒸汽轮机发电、金属镁造气、煤焦油加工、煅烧石灰、机砖、砌块、固碱、燃气涡轮机发电、内燃机发电、制甲醇、城市供气等。不管是哪种利用方式，都要进行脱硫，根据脱硫的位置可分为前脱硫和后脱硫。

1后脱硫

这里所说的后脱硫指的是煤气利用完后再对产生的废气、烟气进行脱硫，如先将煤气用来发电，然后对发电后产生的烟气脱硫，这时因燃烧后H₂S转化为SO₂，所以后脱硫处理的对象是烟气，主要脱硫的是SO₂。此方法必须是煤气作为燃料燃烧后进行，对于煤气作为原料气生产其他化工产品的工艺不适合。

2前脱硫

前脱硫是指煤气先进行脱硫后再进入后续利用工序，如先对煤气进行脱硫，再将脱硫后的煤气来发电、制金属镁或其他利用等。前脱硫处理的对象是煤气，主要脱去的是煤气中的H₂S和SO₂。

3前脱硫和后脱硫比较

煤气燃烧后体积比燃烧前大7～10倍，因此，后脱硫所需处理的气体量较前脱硫大，所需设备也较前脱硫大；第二，对于需利用煤气作为原料气的工艺，不能采用后脱硫；第三，后脱硫时煤气中含有的酸性气体对设备、管道会造成伤害，因此，尽可能采用前脱硫处理煤气脱硫。

国家环保标准的一再提高，要求煤气、天然气、炼焦行业需进一步优化工艺，提高净化水平，H₂S浓度要求由原来的200mg/m³提高到20mg/m³。未来可能要求更高，小于5mg/m³。对于炼焦行业中的半焦煤气，由于其煤气成分特殊，同时含有H₂S、SO₂、CO₂等酸性气体，如果采用高温炼焦煤气净化工艺的处理技术，不能达到排放要求。

1兰炭煤气成分分析

半焦也称兰炭，其发生炉的原理与高温炼焦不高，因部分煤气回炉二次燃烧致使兰炭煤气组成比高温干馏的焦炉煤气复杂，主要杂质含有H₂S、SO₂、CO₂、N_xO等。

兰炭焦炉生产的煤气热值低，约为1609～2017kcal/Nm³，煤气中NH₃的含量较低、H₂S和SO₂的含量也低，但CO₂含量较大，因此，对这种煤气进行脱硫是在高CO₂浓度下进行脱H₂S和SO₂的工艺。

上述三种气体中，SO₂的酸性最强，因H₂S和CO₂都是二元弱酸，它们的酸性主要以一次电离为主，H₂S的一次电离常数小于CO₂一次的电离常数，即H₂S的酸性比CO₂弱，所以如果采用传统的高温干馏煤气脱H₂S的工艺时，由于CO₂的存在会对脱硫效果产生影响。研究发现，H₂S的溶解性比CO₂强，反应时间在5s内时CO₂的影响可以忽略，但是超过5s后，CO₂的影响会超来超强，消耗碱液量增大，致使脱硫效果明显降低。因此采用传统的煤气脱硫工艺对兰炭煤气进行脱硫达不到理想的效果。

2传统煤气脱硫工艺用于兰炭脱硫的比较

2.1湿式催化氧化工艺