[发明专利]一种高炉煤气湿法脱硫脱碳协同控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制方法及系统。高炉荒煤气进入吸收塔通过喷淋贫液，煤气中的H₂S、CO₂经洗涤净化后由吸收塔顶排出，所述贫液是含OH^‑和CO₃^2‑的混合液；所述贫液净化吸收煤气中的H₂S、CO₂后变成富液；所述富液含HCO₃^‑和S^2‑；所述富液再与固硫固碳剂和絮凝剂反应生成了含硫含碳沉淀和贫液，富液得到再生，生成了贫液，再生的贫液返回吸收塔继续净化高炉荒煤气。本发明采用的固硫固碳再生富液技术，能将富液中的硫、碳离子固定生成稳定的含硫、含碳副产品，实现硫、碳的协同控制效应。

技术领域

本发明属于工业煤气污染控制技术领域，具体涉及一种适用于高炉煤气和工业煤气中含高浓度CO₂、低浓度H₂S的湿法脱硫脱碳协同控制方法及系统。

背景技术

高炉煤气一氧化碳含量高，利用价值有待开发。

高炉在长流程钢铁生产工艺中具有重要的地位，生产每吨铁水副产1600立方米~2000立方米的高炉煤气，热值700大卡/立方米~800大卡/立方米，煤气中含有一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气等组分，同时伴有尘、硫等污染物。

高炉煤气已经干法布袋除尘，若再对高炉煤气实施源头脱硫净化，则可以有效利用一氧化碳、二氧化碳资源，实现碳中和、碳减排。

高炉煤气源头脱硫的优势：源头脱硫则末端燃烧用户如加热炉、热风炉、煤气发电等都可以不用额外增设脱硫设施；高炉煤气源头脱硫的一次性投资和运行费用低于末端用户脱硫，且占地面积小、操作方式简单。

高炉煤气脱硫的难点：高炉煤气中主要含有有机硫和无机硫，高炉煤气经水解脱硫后，将有机硫几乎全部转换为无机硫（H₂S），目前通常采用单碱法洗涤高炉煤气中的硫化氢，由于实际工程设计中，忽略了高炉煤气中高浓度CO₂对低浓度H₂S的竞争吸收关系，洗涤煤气时会导致CO₂快速消耗碱液而导致系统出现碱消耗量大、废水排放量大、硫化氢脱除效率低等问题，给脱硫设施带来了巨大的运行费用和废水二次污染。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足提供一种高炉煤气湿法脱硫脱碳协同控制系统及方法。

发明人经研究发现高炉煤气属于高浓度CO₂、低浓度H₂S的气氛，在单碱法湿法洗涤工艺中，CO₂会优先于H₂S与碱液发生反应生成碳酸氢根，致使吸收剂失效而H₂S脱除效率低。

本发明的技术解决方案是：一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制方法，高炉荒煤气进入吸收塔通过喷淋贫液，煤气中的H₂S、CO₂经洗涤净化后由吸收塔顶排出，所述贫液是含OH^-和CO₃^2-的混合液；所述贫液净化吸收煤气中的H₂S、CO₂后变成富液；所述富液含HCO₃^-和S^2-；所述富液再与固硫固碳剂和絮凝剂反应生成了含硫含碳沉淀和贫液，发生的化学反应为：

固硫碳剂+富液→贫液+含硫含碳沉淀↓

富液得到再生，生成了贫液，再生的贫液返回吸收塔继续净化高炉荒煤气。

根据本发明实施例，所述固硫碳剂是含有铅、铬、锰、镁的金属阳离子。

一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制系统，包括吸收塔、循环浆液池、管道混合器、反应池；

所述吸收塔用于洗涤净化高炉荒煤气；所述吸收塔自下而上依次设置气流分布板、喷淋层、除雾器；