CN102181309B

CN102181309B - 焦炉煤气脱硫塔多级运行方法

Info

Publication number: CN102181309B
Application number: CN 201110078718
Authority: CN
Inventors: 杨华峰; 刘华平; 张喆
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: CN102181309A

Abstract

焦炉煤气脱硫塔多级运行方法，属于环保设施脱硫运行领域，它包括三个脱硫塔，其特征是每个脱硫塔的输入口、输出口均设置一个组合阀，任意两个脱硫塔的连接管道上安装有一个塔间组合阀，其运行方法包括下述任一种运行方式：（1）三个脱硫塔串联运行（2）三个脱硫塔并联运行，（3）两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行。本发明切换简便，可以实现在线更换脱硫剂或在线再生脱硫剂，检修停运某塔而不影响其它塔的运行，某塔退出运行只需将本塔三套组合阀关闭，一个人即可操作完成，30分钟内即可全部操作完成。

Description

焦炉煤气脱硫塔多级运行方法

技术领域

[0001] 本发明属于环保设施脱硫运行领域，尤其适用于冶金、化工领域，具体涉及焦炉煤气脱硫塔多级运行方法。

背景技术

[0002] 传统的运行方法是一个脱硫塔单级运行来自焦炉的荒焦炉煤气进入脱硫塔将其H₂S成分化学吸收处理，达到指标要求后输送到后部工序用户。焦炉煤气脱硫是焦化厂煤气副产品回收利用的重要设备之一，为保证脱硫效果需定期使脱硫塔短暂停运、通蒸汽再生脱硫剂后重复投运，约一年后需彻底更换脱硫剂。现有的脱硫塔运行方法在塔设备检修（2次/年）、更换脱硫剂（1次/年）或工艺再生脱硫剂（24次/年）时必须将脱硫***停止运行，煤气不经过脱硫就输送到下一道工序，这部分煤气含硫很高，不能满足焦炉煤气不同脱硫等级的要求。

脱硫剂有效成分为Fe(OH)₃和Fe(OH)₂，吸收焦炉煤气中H₂S原理：

（1）2Fe(OH)₃+3H₂S→Fe₂S₃+6 H₂O

（2）2Fe(OH)₃+3H₂S→2Fe(OH)₂+S↓+6 H₂O

（3）Fe(OH)₂+H₂S→FeS+2 H₂O

脱硫剂再生原理：

（1）2Fe₂S₃ + 9O₂→2Fe₂O₃+6 SO₂↑（再生过程中SO₂外排）

Fe₂O₃+ 3H₂O→2Fe(OH)₃（蒸汽提供H₂O和温度）

（2）4Fe(OH)₂+ O₂+ 2H₂O→4Fe(OH)₃

S+O₂→SO₂↑（再生过程中SO₂外排）

（3）FeS+ 2O₂→2FeO+ SO₂↑（再生过程中SO₂外排）

4FeO+ O₂→2Fe₂O₃

Fe₂O₃+ 3H₂O→2Fe(OH)₃。

发明内容

为了能够实现在线更换脱硫剂或在线再生脱硫剂，检修停运某塔而不影响其它塔的运行，本发明提供焦炉煤气脱硫塔多级运行脱硫方法。

本发明有三个脱硫塔，其特征是每个脱硫塔的输入口、输出口均设置一个组合阀（分别简称“输入口组合阀”和“输出口组合阀”），其中任意两个脱硫塔间有连接管道，该管道连通于某脱硫塔输出口组合阀前部与其它脱硫塔输入口组合阀后部，连通管上设一个组合阀（简称“塔间组合阀”）。

所述的组合阀由切断阀和盲板阀组成，其作用为快速安全可靠切断煤气；根据煤气流向该组合阀前后各有一个端头阀门（DN25），该前、后端头阀门作用为通氮气置换煤气，其中后部端头阀门也可以通蒸汽用于再生脱硫剂，此外端头阀门根据操作运行条件不同也可作为末端放散、化验取样控制阀。

三个脱硫塔运行方法包括:

1、三个脱硫塔串联在一起，通过切换组合阀实现三个脱硫塔首尾相连，荒焦炉煤气分别依次通过三个脱硫塔逐步吸收H₂S后到达后部管网。三个脱硫塔串联依次为T1、T2和T3，煤气运行方式有132、213和321三种。

所述132运行方式，煤气依次经过T1、T3和T2，即T1的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭，同时T2 与T1塔间组合阀关闭，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭，同时T 1与T 3塔间组合阀打开，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开，同时T 3与 T 2塔间组合阀打开。来自输入口总管的煤气经过T1初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3输入口，经过T3再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T3与T2塔间组合阀到达T2的输入口，煤气最后经过T2处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

所述213运行方式，煤气依次经过T2、T1和T3，即T2的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭，同时T3与T2塔间组合阀关闭，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭，同时T1与T3塔间组合阀打开，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开和T1与T3塔间组合阀打开。来自输入口总管的煤气经过T2初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1输入口，经过T1再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3的输入口，煤气最后经过T3处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

所述321运行方式，煤气依次经过T3、T2和T1，即T3的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭和T1与T3塔间组合阀关闭，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭和T3与T2塔间组合阀打开，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开和T2与T1塔间组合阀打开。来自输入口总管的煤气经过T3初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T3与T2塔间组合阀到达T2输入口，经过T2再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1的输入口，煤气最后经过T1处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

2、三个脱硫塔并联在一起，即将三个脱硫塔输入口和输出口组合阀全部打开、塔间组合阀全部关闭，实现荒焦炉煤气同时进入三个脱硫塔，进行H₂S 吸收处理后同时出来到达后部管网。

3、两个脱硫塔串联与一个脱硫塔并联

即通过切换组合阀开闭方式将两个脱硫塔串联，使荒焦炉煤气分别依次通过两个脱硫塔吸收H₂S后到达后部总管网。同时荒煤气还可以通过另外一个脱硫塔吸收H₂S后与串联处理的净煤气汇合进入总管网。具体有T1与T3串联后与T2并联；T2与T1串联后与T3并联，T3与T2串联后与T1并联三种方式。

T1与T3串联后与T2并联运行方式，煤气依次经过T1、T3后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T2后也到达后部净煤气总管网。即T1的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T2与T1塔间组合阀关闭，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T1与T3塔间组合阀打开，T2的输入口和输出口组合阀打开、T3与T2塔间组合阀关闭。来自输入口总管的煤气经过T1初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3输入口，经过T3再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T2输入口组合阀到达T2，煤气最后经过T2处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

T2与T1串联后与T3并联运行方式，煤气依次经过T2、T1后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T3后也到达后部净煤气总管网。即T2的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T3与T2塔间组合阀关闭，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T2与T1塔间组合阀打开，T3的输入口和输出口组合阀打开、T1与T3塔间组合阀关闭。来自输入口总管的煤气经过T2初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1输入口，经过T1再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T3输入口组合阀到达T3，煤气最后经过T3处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

T3与T2串联后与T1并联运行方式，煤气依次经过T3、T2后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T1后也到达后部净煤气总管网。即T3的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T1与T3塔间组合阀关闭，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T3与T2塔间组合阀打开，T1的输入口和输出口组合阀打开、T2与T1塔间组合阀关闭。来自输入口总管的煤气经过T3初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T3与T2连通组合阀到达T2输入口，经过T2再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T1输入口组合阀到达T1，煤气最后经过T1处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。

本发明可以满足煤气H₂S含量≤20mg/Nm³、≤200mg/Nm³、≤500mg/Nm³等不同生产工艺的要求。

在线更换脱硫剂即使某脱硫塔单独退出运行而不影响其它塔运行，操作方法如下：

步骤一：譬如塔132串联运行时发现T1脱硫剂的脱硫效果差需要更换，首先将组合阀7打开，8关闭，再将1关闭，煤气不流经T1，但正常流经T3和T2脱硫处理后达到后部净煤气管网；

步骤二：T1内煤气泄压。打开T1相关的末端放散，煤气泄压至常压。末端放散有4个，分别为组合阀1后放散、组合阀2与1相邻的末端放散、组合阀3前末端放散、T1出口与T3进口的连通管道上组合阀8前放散；

步骤三：氮气吹扫煤气。关闭组合阀1后放散，接氮气吹扫T1及其末端管路。检测人员首先测量组合阀2处末端放散煤气含量，合格后关闭放散；再依次检测组合阀3前末端放散、组合阀8前末端放散，合格后关闭放散停止氮气吹扫；

步骤四：打开脱硫塔T1人孔，空气置换内部氮气，检测人员化验内部氧气含量具备进人作业条件后开始更换脱硫剂；

步骤五：T1脱硫剂更换完毕后脱硫塔封人孔，氮气置换内部空气；

步骤六：T1内部氧检测合格后再次打开组合阀1和8，关闭组合阀7。***再次恢复塔132串联运行模式。

脱硫塔并联运行或串并联运行时退出单塔更换脱硫剂作业方法比照上述步骤一至六模式。

在线再生脱硫剂操作方法如下：

步骤一：譬如塔132串联运行时发现T1脱硫剂的脱硫效果差需要通蒸汽再生，首先将组合阀7打开，8关闭，再将1关闭，煤气不流经T1，但正常流经T3和T2脱硫处理后达到后部净煤气管网；

步骤四：在组合阀1后放散端头接蒸汽，组合阀2（与1相邻的末端）放散端头接压缩空气，组合阀3前末端放散打开排气、T1出口与T3进口的连通管道上组合阀8前放散打开排气；在蒸汽和空气共同作用下T1内脱硫剂再生、恢复脱硫活性；

步骤五：当组合阀3前末端放散处检测氧含量与压缩空气含氧相同时脱硫剂再生完毕，切断空气和蒸汽；

步骤六：T1内通氮气置换内部空气；

步骤七：T1内部氧检测合格后再次打开组合阀1和8，关闭组合阀7。***再次恢复塔132串联运行模式。

本发明切换简便，可以实现在线更换脱硫剂或在线再生脱硫剂，检修停运某塔而不影响其它塔的运行，某塔退出运行只需将本塔三套组合阀关闭，一个人即可操作完成，30分钟内即可全部操作完成。

附图说明：

图1是三个脱硫塔串联运行的工艺简图。

图2是三个脱硫塔并联运行的工艺简图。

图3是两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行的工艺简图。

图1、2、3中，T1、T2、T3表示脱硫塔；1、2、3、4、5、6、7、8和9为组合阀；10为端头放散或吹扫接点阀门DN20（每座组合阀前后各有一个），11为“黑三角形”图形表示氮气气源接点，12为“黑圆点”图形表示蒸汽汽源接点；13为“圆点”图形表示压缩空气；箭头表示煤气流向。

具体实施方式

实施例一：图1所示，三个脱硫塔串联运行，有132、213和321三种运行模式。

1、所述132运行模式是将组合阀2、3、4、7和9为关闭状态，荒焦炉煤气经过组合阀1进入脱硫塔T1，再依次经过组合阀8、脱硫塔T3、组合阀5、脱硫塔T2和组合阀6，最后到达净焦煤气总管网。

2、所述213运行模式是将组合阀1、3、5、6和7关闭，将组合阀2、4、8和9打开即可实现煤气塔串联运行；

3、所述321运行模式是将组合阀1、4、6、8和9关闭，将组合阀2、3、5和7关闭即可实现煤气塔串联运行。

该串联运行模式的特点：该模式能使焦炉煤气含硫量控制到最低值，但处理煤气量最小。

实施例二：图2所示，三个脱硫塔并联运行。图中组合阀2、5、8为关闭状态，荒焦煤气从组合阀1、4、7同时进入脱硫塔T 1、T 2、T 3，再由组合阀3、6、9同时出来汇合进入净焦炉煤气总管网。

并联运行模式的特点：该模式处理焦炉煤气量最大，但含硫量只能控制到一定程度。

实施例三：图7所示，两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行，该运行模式有三种：

1、“T1与T3串联后与T2并联，即组合阀2、3、5、7为关闭状态，荒焦煤气由经过组合阀1进入脱硫塔T1，再依次经过组合阀8、脱硫塔T3，最后由组合阀9到达后部管网。同时荒煤气经过组合阀4、脱硫塔T2和组合阀6后到达后部总管网；

2、“T 2与T 1串联后与3并联，将组合阀1、5、6和8关闭，将组合阀2、3、4、7和9打开，实现两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行；

3、T3与T2串联后与T1并联，将组合阀2、4、8和9关闭，将组合阀1、3、5、6和7打开，实现两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行。

串并联运行模式的特点：该模式处理焦炉煤气量和含硫量控制介于上述实施例一和实施例二之间。

Claims

1.焦炉煤气脱硫塔多级运行方法，包括三个脱硫塔，每个脱硫塔的输入口、输出口均设置一个组合阀，任意两个脱硫塔的连接管道上安装有一个塔间组合阀，其运行方法包括下述任一种运行方式：

（1）三个脱硫塔串联运行，即三个脱硫塔串联在一起，通过切换输入口、输出口的组合阀和塔间组合阀实现三个脱硫塔首尾相连，荒焦炉煤气分别依次通过三个脱硫塔逐步吸收H₂S后到达后部管网；

（2）三个脱硫塔并联运行，即将三个脱硫塔输入口和输出口组合阀全部打开、塔间组合阀全部关闭，实现荒焦炉煤气同时进入三个脱硫塔，进行H₂S 吸收处理后同时出来到达后部管网；

（3）两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行，即通过切换组合阀开闭方式将两个脱硫塔串联，使荒焦炉煤气分别依次通过两个脱硫塔吸收H₂S后到达后部总管网，同时荒煤气还可以通过另外一个脱硫塔吸收H₂S后与串联处理的净煤气汇合进入总管网；其特征是所述的塔间组合阀安装于脱硫塔输出口组合阀前部管道与其它塔输入口组合阀后部的管道连通上；所述的三个脱硫塔串联运行方式有132、213和321三种，其中所述132运行方式为，煤气依次经过T1、T3和T2，即T1的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭，同时T2 与T1塔间组合阀关闭，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭，同时T 1与T 3塔间组合阀打开，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开，同时T 3与 T 2塔间组合阀打开；来自输入口总管的煤气经过T1初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3输入口，经过T3再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T3与T2塔间组合阀到达T2的输入口，煤气最后经过T2处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管；所述213运行方式为，煤气依次经过T2、T1和T3，即T2的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭，同时T3与T2塔间组合阀关闭，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭，同时T1与T3塔间组合阀打开，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开和T1与T3塔间组合阀打开；来自输入口总管的煤气经过T2初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1输入口，经过T1再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3的输入口，煤气最后经过T3处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管；所述321运行方式，煤气依次经过T3、T2和T1，即T3的输入口组合阀打开、输出口组合阀关闭和T1与T3塔间组合阀关闭，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀关闭和T3与T2塔间组合阀打开，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀打开和T2与T1塔间组合阀打开；来自输入口总管的煤气经过T3初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T3与T2塔间组合阀到达T2输入口，经过T2再次吸收H₂S后的煤气经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1的输入口，煤气最后经过T1处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管；所述的两个脱硫塔串联后与一个脱硫塔并联运行，具体有T1与T3串联后与T2并联；T2与T1串联后与T3并联，T3与T2串联后与T1并联三种方式，其中，T1与T3串联后与T2并联运行方式为，煤气依次经过T1、T3后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T2后也到达后部净煤气总管网；即T1的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T2与T1塔间组合阀关闭，T3的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T1与T3塔间组合阀打开，T2的输入口和输出口组合阀打开、T3与T2塔间组合阀关闭；来自输入口总管的煤气经过T1初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T1与T3塔间组合阀到达T3输入口，经过T3再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T2输入口组合阀到达T2，煤气最后经过T2处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管；T2与T1串联后与T3并联运行方式为，煤气依次经过T2、T1后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T3后也到达后部净煤气总管网；即T2的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T3与T2塔间组合阀关闭，T1的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T2与T1塔间组合阀打开，T3的输入口和输出口组合阀打开、T1与T3塔间组合阀关闭；来自输入口总管的煤气经过T2初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T2与T1塔间组合阀到达T1输入口，经过T1再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T3输入口组合阀到达T3，煤气最后经过T3处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管；T3与T2串联后与T1并联运行方式为，煤气依次经过T3、T2后到达后部净煤气总管网，同时煤气经过T1后也到达后部净煤气总管网；即T3的输入口组合阀打开、输出口组合阀和T1与T3塔间组合阀关闭，T2的输入口组合阀关闭、输出口组合阀和T3与T2塔间组合阀打开，T1的输入口和输出口组合阀打开、T2与T1塔间组合阀关闭；来自输入口总管的煤气经过T3初步吸收H₂S后经过连通管、再经过T3与T2连通组合阀到达T2输入口，经过T2再次吸收H₂S后的煤气从其输出口组合阀到达后部净煤气总管网；同时煤气也经过T1输入口组合阀到达T1，煤气最后经过T1处理后由其输出口组合阀到达输出口净煤气总管。