[发明专利]一种高炉煤气精脱硫方法及精脱硫系统

说明书

本发明提供了一种高炉煤气精脱硫方法及精脱硫系统，所述的精脱硫方法包括：(Ⅰ)高炉煤气依次经重力除尘和布袋除尘后进入有机硫转化装置，高炉煤气中的有机硫水解转化为H₂S；(Ⅱ)高炉煤气由有机硫转化装置排出后进入余压发电装置，利用高炉煤气的压力能做功发电；(Ⅲ)余压发电后的高炉煤气通入脱硫装置，与脱硫剂和碱液形成的混合脱硫液逆流接触进行精脱硫。本发明设计了一种高炉煤气精脱硫方法，可同时脱除煤气中的COS和H₂S，同时协同脱除HCl，利用连续熔融硫工艺，实现高炉煤气中硫的资源化，同时减少精脱硫工艺所带来的影响，保证高炉煤气的质量，实现节能、减排、资源化，有巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于煤气脱硫技术领域，涉及一种高炉煤气精脱硫方法及精脱硫系统。

背景技术

高炉煤气作为钢铁企业产量最大的可燃气体，其统计产量高达700～800亿立方米/月。现有高炉煤气净化及后续应用主要是采用袋式除尘去除颗粒物，再经过TRT余压发电后，送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户单元作为燃料使用，但高炉煤气中仍然含有硫、氯等有害物质。目前，高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户均要求燃烧尾气SO₂达到超低排放限值，而现有高炉煤气净化流程无法满足SO₂控制要求。目前的技术路线主要包括源头控制和燃烧后的末端治理，如采用末端治理方式，需在多点设置脱硫设施，同时，煤气燃烧后的废气量大，处理设施规模变大；若采取源头控制方式，实施高炉煤气精脱硫，减少燃气中的硫分，可大大降低末端治理的压力，甚至省掉末端治理设施。

近年来，随着高炉生产大幅度提高喷煤量和进口矿石比例，高炉煤气中HCl含量上升，高炉煤气总管经常出现煤气管道腐蚀问题。实施高炉煤气精脱硫可协同处理煤气中HCl，有效降低煤气总管腐蚀、泄漏等安全风险。

钢铁企业中“三气”(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)的能量综合利用是实现节能降耗的突破口。高炉煤气虽然有效气体含量最低，但其排放量最大。高炉煤气大致成分为二氧化碳6～12％、一氧化碳28～33％、氢气1～4％、氮气55～60％、烃类0.2～0.5％及少量的硫化物。它的含尘浓度10～50g/Nm³，产尘量平均为50kg/t(生铁)～75kg/t(生铁)。粉尘粒径在500μm以下，主要是铁、氧化亚铁、氧化铝、氧化硅、氧化镁和焦炭粉末。高炉煤气中带有大量的灰分，灰分含量可达60～80g/Nm³，而水蒸气通常是饱和的，所以高炉煤气在使用前必须进行净化处理。

CN110129102A公开了一种高炉煤气的脱硫工艺，主要为两个相同的填充有分子筛树脂的吸附塔，冷却后的高炉煤气通入到吸附塔A内进行吸附，当吸附塔A出口气体含硫量5mg/m³以上时，将高炉煤气切换通入至吸附塔B内继续进行吸附，同时停止吸附塔A的使用，将一股较小气量的脱硫干净的煤气导出加热后通入到吸附塔A内进行高温脱附再生，高温脱附再生排出的气体再通过含硫化合物的回收过程，再生后的吸附塔A降温备用，再生后的吸附塔A可与吸附塔B交替使用，实现高炉煤气中的含硫化合物的连续化脱除。该工艺催化剂需高温脱附再生，系统能耗较高。

CN110776961A公开了一种用于高有机硫浓度的高炉煤气湿法脱硫系统及工艺，所述的湿法脱硫工艺包括：S1炼铁高炉排出的高炉煤气经过除尘，得到除尘净化后的高炉煤气Ⅰ；S2高炉煤气Ⅰ进入余压透平发电系统(TRT)进行发电并降温降压，得到高炉煤气Ⅱ；S3高炉煤气Ⅱ进入水解吸收塔，将有机硫水解并吸收硫化物，得到净化后的高炉煤气Ⅲ；S4吸收了硫化物的富液进入再生塔，通过加热再生得到贫液和酸性气体，再生后的贫液进入水解吸收塔进行循环使用，酸性气体采用常规Claus硫磺回收工艺回收元素硫；S5高炉煤气Ⅲ进入后续使用工段。