一种高炉煤气湿法脱硫脱碳协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气湿法脱硫脱碳协同控制方法及系统


[0001]本专利技术属于工业煤气污染控制
，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。

技术介绍

[0002]高炉煤气一氧化碳含量高，利用价值有待开发。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]本专利技术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。
[0008]专利技术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。
[0009]本专利技术的技术解决方案是：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CO
32
‑
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S2‑
；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。
[0010]根据本专利技术实施例，所述固硫碳剂是含有铅、铬、锰、镁的金属阳离子。
[0011]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；
所述循环浆液池与所述吸收塔中喷淋层通过循环浆液泵相连，所述循环浆液池用于存储贫液或者富液；所述吸收塔底部与循环浆液池连接；所述管道混合器用于加入固硫固碳剂和絮凝剂；所述循环浆液池通过富液泵连接管道混合器，富液在管道混合器中与加入的固硫固碳剂和絮凝剂混合反应；所述管道混合器后置连接反应池；富液与固硫固碳剂和絮凝剂在反应池中反应再生成贫液和含硫含碳沉淀；所述反应池的顶部通过贫液泵和管道与循环浆池相连。
[0012]根据本专利技术实施例，所述气流分布板设置为2层；所述喷淋层设置为2层；除雾器采用屋脊式除雾器。
[0013]根据本专利技术实施例，所述反应池后置连接真空滤布脱水机，所述真空滤布脱水机过滤滤布孔径在10~100μm之间。
[0014]高炉荒煤气由吸收塔底部进入，煤气中的H2S、CO2经贫液洗涤净化后由塔顶排出，贫液净化吸收后变成富液，由塔底排出到循环浆池。
[0015]富液经管道混合器送至反应池，固硫固碳剂和絮凝剂经管道混合器加入与富液反应，在反应池内，富液与固硫固碳剂充分反应后生成含硫含碳沉淀和贫液，新鲜贫液由反应器顶部经贫液泵送至循环浆液液池（2）继续净化高炉荒煤气。
[0016]含硫含碳沉淀在絮凝剂作用下发生凝并而变大，经反应池底部送至真空滤布脱水机脱水得到含硫含碳副产品，实现了硫、碳的协同控制与碳捕集。
[0017]所述的贫液是含OH
‑
和CO
32
‑
的混合液，浆液中的OH
‑
具有高效脱除H2S的能力，CO
32
‑
能抑制CO2的吸收，该浆液能有效的解决高浓度CO2优先低浓度H2S的竞争吸收关系，H2S脱除效率高达85%以上。
[0018]贫液吸收了H2S、CO2后变成了含有大量的HCO3‑
和S2‑
的富液，富液中的HCO3‑
和S2‑
的存在抑制了H2S和CO2的进一步吸收。
[0019]富液得到再生生成了贫液，贫液恢复了高H2S、CO2脱除效率。生成的含硫、含碳沉淀，实现了对硫、碳的协同捕集。
[0020]吸收塔中气流分布板能有效的均布偏流和提高传质效率。
[0021]两层喷淋层喷嘴覆盖率不低于200%。
[0022]除雾器采用屋脊式除雾器，可以湿饱和湿煤气的雾滴量降至30mg/Nm3以下，以降低煤气盐含量，防止堵塞煤气燃烧喷嘴。
[0023]真空滤布脱水机的过滤滤布孔径在10~100μm之间，能有效的过滤含硫含碳副产品颗粒，可将过滤副产品的含水率降低至5%以下。
[0024]固硫固碳剂含有铅、铬、锰、镁等金属阳离子，能快速的与HCO3‑
和S2‑
发生反应，形成颗粒沉淀。
[0025]本专利技术的有益技术效果是：采用贫液吸收联合富液固硫固碳再生技术，生成的贫液具有高浓度氢氧根离子和低浓度碳酸根离子，能在高效控制H2S的同时协同抑制CO2的少量脱除，有效的解决高浓度CO2气氛下的硫化氢脱除效率低的问题。
[0026]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。
[0027]同时使富液恢复成含大量氢氧根离子的贫液，可再次高效吸收H2S；解决了传统技
术应用局限性大、运行费用高、能耗高等问题，H2S净化效率高、无废水排放、系统简单、易操作。
附图说明
[0028]图1是一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制系统图。
[0029]图中：1—吸收塔；2—循环浆液池；3—管道混合器；4—反应池；5—真空滤布脱水机；6
‑
循环浆液泵；7
‑
富液泵；8
‑
贫液泵；101—气流分布板；102
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喷淋层；103
‑
屋脊式除雾器。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0031]如图1所示，一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制系统，由吸收塔1、循环浆液池2、管道混合器3、反应池4以及真空滤布脱水机6组成。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制方法，其特征是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CO
32
‑
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S2‑
；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。2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制方法，其特征是所述固硫碳剂是含有铅、铬、锰、镁的金属阳离子。3.采用权利要求1
‑
2任一项所述方法的一种高炉煤气脱硫脱碳协同控制系统，其特征是包括吸收塔（1）、循环浆液池（2）、管道混合器（3）、反应池（4）；所述吸收塔（1）用于洗涤净化高炉荒煤气；所述吸收塔（1）自下而...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚群，吕璐，马晓辉，钱亦琛，赵霞，郑旭，项丽君，
申请(专利权)人：中钢集团天澄环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：