[发明专利]一种煤气中硫汞协同控制回收装置及回收方法

说明书

本发明涉及热解煤气脱硫脱汞技术领域，尤其涉及一种煤气中硫汞协同控制回收装置及回收方法；装置结构为：强化吸附‑氧化再生反应器的底部设置有煤气入口、再生气体入口；强化吸附‑氧化再生反应器的上部设置洁净煤气排出口、再生气体出口；深度分离反应器与再生气体出口连接；硫磺冷凝器用于冷凝深度分离反应器中的液态硫磺；HgS收集器用于捕捉深度分离反应器中的汞蒸汽；深度分离反应器具有加热功能；煤气入口的入口处、再生气体入口的入口处、洁净煤气排出口的出口处、再生气体出口的出口处均设置有阀门。本发明通过对H₂S吸附过程的调整和组织，强化硫的原位生成和硫汞固定，实现煤气中硫汞污染物的脱除的同时，还实现了硫化汞和硫磺的资源回收。

技术领域

本发明涉及煤气脱硫脱汞技术领域，尤其涉及一种煤气中硫汞协同控制回收装置及回收方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

热解和气化是煤炭实现清洁利用的有效途径。在热解和气化过程中，煤炭中的有害元素(如硫和汞)也会变成气态形式转移到煤气中。煤气中硫元素主要以H₂S的形式存在，占到含硫化合物的90％以上。H₂S是一种剧毒气体，会造成下游工艺中催化剂中毒和设备腐蚀，燃烧后会生成SO₂造成严重的环境污染。Hg⁰是汞元素在煤气中主要的赋存形式，含量很低，但是汞及其衍生物危害性却是非常严重。

干法煤气脱硫技术具有宽温度区域，精度高和效率高的特点，被广泛的应用于煤气中硫化合物的脱除。主要原理是利用了脱硫剂中的活性组分与H₂S发生反应达到脱除目的，其中金属氧化物是应用最广泛的脱硫活性组分，与H₂S生成硫化物(MO_x+xH₂S→MS_x+xH₂O)。主要的金属氧化物有ZnO，CuO，Fe₂O₃和MnO_x等单一金属氧化物或Zn-Fe，Zn-Mn等复合金属氧化物。然而，废弃脱硫剂再生成本高，循环利用困难。主要采用填埋法处理使用后的废弃脱硫剂，该方法需要很高的处理费用并导致硫资源的浪费，还会引起严重的环境污染。煤气中汞的含量很低，设置单独脱汞单元运行费用巨大，与其它污染物的协同脱除是最佳的脱汞策略。汞具有极强的亲硫性，煤气中硫汞协同脱除具有很好的化学基础。专利CN109576003A公开了一种从煤气中脱除硫化物并回收硫磺的方法。该方法采用负载金属氧化物的膨胀石墨作为吸附剂，高温吸附硫化氢后原位转化为硫磺；利用高温氧化性气体对吸附饱和后的膨胀石墨吹扫再生并获得硫磺。然而，本发明人发现：这种方法的脱硫剂载体单一，原位产硫的选择性差，硫产率效率较低，H₂S会与金属氧化物生成大量的金属硫化物，再生过程又回到了干法脱硫剂再生的老路上，而且忽略了煤气中汞的协同脱除。目前，随着环保要求越来越严格，煤中污染物的排放标准越来越高。在满足环保要求条件下，实现集约型的多污染物协同控制和污染物资源化再利用是燃煤多污染物控制技术未来的一个重要的发展方向。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种煤气中硫汞协同控制回收装置及回收方法。本发明通过对H₂S吸附过程的调整和组织，强化硫的原位生成和硫汞固定，实现煤气中硫汞污染物的脱除的同时，还实现了硫化汞和硫磺的资源回收。

本发明的第一目的，是提供一种煤气中硫汞协同控制回收装置。

本发明的第二目的，是提供一种煤气中硫汞协同回收方法。

本发明的第三目的，是提供所述煤气中硫汞协同控制回收装置及回收方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：