[发明专利]一种气体冷却、脱硫和富液再生一体化集成装置及工艺

说明书

本发明公开了一种气体冷却、脱硫和富液再生一体化集成装置及工艺，所述装置包括高效洗涤冷却器、脱硫塔、基座和富液泵等，所述工艺包括高效洗涤冷却、气液分离、喷淋冷却、吸收脱硫段、净化气除沫和富液喷射氧化再生6个工艺步骤。脱硫装置增设了高效洗涤冷却器，利用其特殊结构，能够将温度高、含尘高的含硫原料气进行高效降温和除尘，无须额外设置降温、除尘设备，投资更省。在脱硫塔上集成设置富液氧化再生槽段，无须设置贫液泵，有效降低成本。脱硫塔上集成了富液喷射氧化再生槽段，将富液喷射氧化再生槽集成到脱硫塔顶上，再生获得的贫液利用其再生槽段的高位位差直接进入吸收脱硫段，从而无须设置贫液泵，具有脱硫液硫容高、脱硫效率高的优势。

技术领域

本发明属于湿法脱硫技术领域，尤其涉及一种气体冷却、脱硫和富液再生一体化集成装置及工艺。

背景技术

煤炭分级分质利用是煤炭深加工的途径之一，而煤热解是煤炭分级分质利用的龙头。煤热解也称煤干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、半焦（兰炭）的过程。生产的煤焦油、兰炭和煤气，可进一步加工成燃料油和高端化学品，实现分质利用。

煤炭根据硫含量的多少可分为低硫煤（＜1.0wt%）、中硫煤（1.0~2.0wt%）、中高硫煤（2.0~3.0wt%）和高硫煤（＞3.0wt%）。煤炭热解后，45~65%的硫被固定在固态煤焦中，15~25%的硫进入到液态煤焦油中，另外15~25%的硫进入到气态热解产物煤气中。煤热解过程产生的煤气中含有大量氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳以及少量C2以上组分、杂质（焦油、苯、萘、氨等），另外伴随煤热解产生的焦油需要进一步加氢获得高品质燃料油、化学品等。煤气中硫以H₂S为主，还含有少量有机硫如羰基硫、二硫化碳、甲基硫等。这些形态硫的存在对管道设备造成腐蚀而且会造成各种合成催化剂中毒，为确保煤气的后续加工处理利用，必须将煤气中的硫加以脱除。

针对煤气中硫组分特点，目前常用的湿法脱硫，尤其以包括碳酸钠碱液法、氨水法等为主，能够将硫脱至100mg/Nm³以下，通过在脱硫液中添加特定催化剂成分，最低可脱至20mg/Nm³以下。常规的湿法脱硫（包括碳酸钠碱液法、氨水法等）设备包括气体冷却塔、脱硫吸收塔、氧化再生塔、富液槽、贫液槽、硫泡沫槽、熔硫釜等，均采用分体分散布置。由于煤气量一般较大，特别是对于高浓度的含硫煤气，常规填料吸收塔传质效率不高，使得这些设备尺寸均较大，加之一般常压煤气需风机加压后煤气温度升高，还需设煤气冷却塔等设备。使得整个装置的占地面积较大，而且常规冷却塔冷却效率低、常规脱硫塔的吸收硫后的富液硫容低、脱硫液再生循环量大，需要使用输送泵进行大量中转，由此产生大量电能消耗，导致整套湿法脱硫装置的设备投资大、运行成本高。

另外由于一些原料气的温度较高且含有较多的机械杂质粉尘，若直接进行湿法脱硫，不仅会影响脱硫效果，而且夹带的粉尘容易造成填料塔堵，出现气体偏流，使脱硫塔运行阻力明显增加，进一步严重影响脱硫过程的进行。常规的湿法脱硫设备无法适应该类气源工况，需要额外增加一套预处理设备，无疑显著增加了设备投资和装置占地面积。

发明内容

针对现有的湿法脱硫装置（包括氨水法、碳酸钠碱液法等）存在上述设备投资大、复杂气源工况适应能力差、运行成本高、占地面积大的问题，本发明提供了一种气体冷却、脱硫和再生一体化集成装置及工艺，本发明是通过如下手段实现的：

一种气体冷却、脱硫和再生一体化集成装置，包括高效洗涤冷却器（2）、脱硫塔（5）、富液喷射氧化再生槽（18）、基座（32）和富液泵（33）；

所述高效洗涤冷却器（2）安装于脱硫塔（5）进气口前外挂塔体侧壁上；

所述高效洗涤冷却器（2）与脱硫塔（5）的连接处在塔内设置有进口气液分离器（6）；