CN105238449A - 一种焦炉煤气脱硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉煤气脱硫的方法，通过控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的温度处于合理范围，从而提高了脱硫塔内上填料层的脱硫率；进而通过在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，对处于所述上填料层和所述下填料层之间的脱硫液进行冷却，将其控制在适于较高脱硫率的温度范围，从而提高了脱硫塔内下填料层的脱硫率；以上两点结合，使得脱硫塔内脱硫液运动的整个路径上均具有较高的脱硫率，从而显著提高了脱硫塔的脱硫率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉煤气净化技术领域，尤其是涉及一种焦炉煤气脱硫的方法。
背景技术
焦炉煤气，是指将几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油等产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气的主要成分为水蒸汽、氢气、甲烷、焦油气、苯蒸汽、萘蒸汽、氨气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化氢等气体。
随着环保要求的提高，需要对炼焦炉产出的焦炉煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用；同时，对上述杂质以化工副产品的形式进行回收利用。
目前，焦炉煤气净化中的脱硫工序多采用以氨为碱源，脱硫液中添加催化剂的湿式氧化脱硫工艺：焦炉煤气和脱硫液分别从塔底和塔顶进入脱硫塔，气液两相逆流接触传质传热，脱硫液将焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢等含硫物质吸收，汇聚于塔底，净化后的焦炉煤气从塔顶排出。目前的脱硫塔主要是填料塔。
在目前的湿式氧化脱硫工艺中，脱硫液的温度是影响硫化氢和氰化氢等含硫物质吸收以及使含硫物质从物理吸收转化为半化学吸收的关键因素：当脱硫液温度较高时，会增大液面上的氨气分压，降低脱硫液中的氨含量，脱硫效果就会随脱硫液中氨含量的降低而下降，因此，降低脱硫液温度可以改变亨利系数，提高液相中氨的浓度，提高脱硫率，但是脱硫液的温度太低会不利于后续再生反应的进行，因此，在生产过程中，一般将进入脱硫塔的焦炉煤气的温度控制在25℃～30℃，同时将脱硫液的温度控制在30℃～35℃。
在焦炉煤气从脱硫塔塔顶向下流动的过程中，逐渐吸收焦炉煤气中的含硫物质，在吸收过程中会放出一定量的溶解热，其所含的氨逐渐与含硫物质发生酸碱中和反应，放出一定量的化学反应热，上述的溶解热和化学热造成脱硫液温度升高过快，从而降低了脱硫率，增加了生产成本。
因此，如何降低脱硫液的升温速度，进而将脱硫液的温度控制在一个合理的范围内，提高脱硫率，降低生产成本是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种焦炉煤气脱硫的方法，该方法能够降低脱硫液的升温速度，进而将脱硫液的温度控制在一个合理的范围内，提高脱硫率，降低生产成本。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种焦炉煤气脱硫的方法，在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，对处于所述上填料层和所述下填料层之间的脱硫液进行冷却。
优选的，采用间壁式换热器对所述脱硫液进行冷却，所述间壁式换热器设置于所述脱硫塔内且位于所述上填料层与所述下填料层之间，所述间壁式换热器的冷流体入口与穿过所述脱硫塔塔壁进入所述脱硫塔的冷却水上水管道的一端连通，所述间壁式换热器的冷流体出口与穿过所述脱硫塔塔壁进入所述脱硫塔的冷却水回水管道的一端连通，所述间壁式换热器的热流体入口与所述脱硫塔内的液体收集器的出液口连通，所述间壁式换热器的热流体出口与所述脱硫塔内的液体再分布器的进液口连通，所述冷却水回水管道的另一端与冷却塔的进水口连通，所述冷却塔的出水口与冷却水储蓄池的进水口连通，所述冷却水储蓄池的出水口与冷却水循环泵的进水口连通，所述冷却水循环泵的出水口与所述冷却水上水管道的另一端连通。
优选的，在所述间壁式换热器的热流体出口与所述液体再分布器的进液口连通的管道上设置有用于测量经冷却后的所述脱硫液的温度的第一测温仪。
优选的，在位于所述脱硫塔外部的所述冷却水上水管道上设置有用于测量进入所述间壁式换热器之前的冷却水的温度的第二测温仪，用于测量进入所述间壁式换热器之前的冷却水的流量的流量计以及用于调节进入所述间壁式换热器的冷却水的流量的流量调节阀。
优选的，控制进入所述间壁式换热器之前的冷却水的温度为16℃～18℃，控制进入所述间壁式换热器之前的冷却水的流量为1400L/min～1600L/min。
优选的，控制进入脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为25℃～30℃。
优选的，控制从所述脱硫塔塔顶进入所述脱硫塔的脱硫液的初始温度为30℃～35℃。
优选的，控制经冷却后的脱硫液的温度为26℃～30℃。
与现有技术相比，本发明通过在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，对处于所述上填料层和所述下填料层之间的脱硫液进行冷却，将流经上填料层后显著升温的脱硫液冷却至合理的温度范围，使得进入下填料层的脱硫液具有较好的初始温度，从而避免了原有工艺中脱硫液从塔顶运动到塔底，温度不断升高，脱硫率逐渐下降的问题，提高了下填料层的脱硫率。本发明，通过控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的温度处于合理范围，从而提高了脱硫塔内上填料层的脱硫率；进而对从上填料层流出后且在进入下填料层之前的脱硫液进行冷却，将其控制在适于较高脱硫率的温度范围，从而提高了脱硫塔内下填料层的脱硫率；以上两点结合，使得脱硫塔内脱硫液运动的整个路径上均具有较高的脱硫率，从而显著提高了脱硫塔的脱硫率，降低了生产成本。
进一步的，本发明选择间壁式换热器对处于所述上填料层和所述下填料层之间的脱硫液进行冷却，且将间壁式换热器设置在液体收集器和液体再分布器之间，控制所述间壁式换热器的热流体入口与所述脱硫塔内的液体收集器的出液口连通，所述间壁式换热器的热流体出口与所述脱硫塔内的液体再分布器的进液口连通，实现了对脱硫液的集中快速冷却，使得脱硫液从上到下经过一个较短的路径就可以被冷却至目标温度范围，具有较高的冷却效率，使得冷却后的脱硫液始终处于一个稳定、合理的温度范围，从而显著提高了脱硫塔的脱硫率，降低了生产成本。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种焦炉煤气脱硫的方法，在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，对处于上填料层和下填料层之间的脱硫液进行冷却。本发明对上述焦炉煤气脱硫的其它工艺步骤及其工艺参数、所用的处理设备没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的工艺步骤、工艺参数以及处理设备处理即可。
在本发明的一个实施例中，采用间壁式换热器对脱硫液进行冷却，间壁式换热器设置于脱硫塔内且位于上填料层与下填料层之间，间壁式换热器的冷流体入口与穿过脱硫塔塔壁进入脱硫塔的冷却水上水管道的一端连通，间壁式换热器的冷流体出口与穿过脱硫塔塔壁进入脱硫塔的冷却水回水管道的一端连通，间壁式换热器的热流体入口与脱硫塔内的液体收集器的出液口连通，间壁式换热器的热流体出口与脱硫塔内的液体再分布器的进液口连通，冷却水回水管道的另一端与冷却塔的进水口连通，冷却塔的出水口与冷却水储蓄池的进水口连通，冷却水储蓄池的出水口与冷却水循环泵的进水口连通，冷却水循环泵的出水口与冷却水上水管道的另一端连通。
本发明对上述的间壁式换热器、冷却塔、冷却水储蓄池、冷却水循环泵的种类及具体结构没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述设备即可。
优选的，脱硫液流经上述间壁式换热器的壳程，冷却水流经间壁式换热器的管程，以利于换热冷却，提高冷却率。进一步的，对于上述间壁式换热器的具体壳程结构，可以是满足脱硫液凭借自身的重力从热流体入口自流至热流体出口，也可以是再设置一个微型增压泵，通过微型增压泵抽取脱硫液向间壁式换热器输送脱硫液。
在本发明的一个实施例中，在间壁式换热器的热流体出口与液体再分布器的进液口连通的管道上设置有用于测量经冷却后的脱硫液的温度的第一测温仪。
在本发明的一个实施例中，在位于脱硫塔外部的冷却水上水管道上设置有用于测量进入间壁式换热器之前的冷却水的温度的第二测温仪，用于测量进入间壁式换热器之前的冷却水的流量的流量计以及用于调节进入间壁式换热器的冷却水的流量的流量调节阀。
本发明对上述的微型增压泵、第一测温仪、第二测温仪、流量计以及流量调节阀的种类及具体结构没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述设备即可。
在本发明的一个实施例中，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的温度为16℃～18℃，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的流量为1400L/min～1600L/min。
在本发明的一个实施例中，控制进入脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为25℃～30℃。
在本发明的一个实施例中，控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的初始温度为30℃～35℃。
在本发明的一个实施例中，控制经冷却后的脱硫液的温度为26℃～30℃。
本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种焦炉煤气脱硫的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)控制进入脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为25℃，控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的初始温度为35℃；
2)在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，利用间壁式换热器对处于上填料层和下填料层之间的脱硫液进行冷却，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的温度为16℃，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的流量为1600L/min，控制经冷却后的脱硫液的温度为26℃。
本实施例中其余工艺步骤及其工艺参数、所用的处理设备与现有技术相同。
本实施例中，脱硫塔运行平稳正常，经脱硫塔脱硫后的焦炉煤气中硫化氢降至300mg/m3，比改进前降低了200mg/m3；脱硫率为96.25％，比改进前提高了3.5％。
实施例2
1)控制进入脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为27℃，控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的初始温度为33℃；
2)在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，利用间壁式换热器对处于上填料层和下填料层之间的脱硫液进行冷却，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的温度为17℃，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的流量为1500L/min，控制经冷却后的脱硫液的温度为28℃。
本实施例中其余工艺步骤及其工艺参数、所用的处理设备与现有技术相同。
本实施例中，脱硫塔运行平稳正常，经脱硫塔脱硫后的焦炉煤气中硫化氢降至100mg/m3，比改进前降低了200mg/m3；脱硫率为98.75％，比改进前提高了2.5％。
实施例3
1)控制进入脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为30℃，控制从脱硫塔塔顶进入脱硫塔的脱硫液的初始温度为30℃；
2)在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，利用间壁式换热器对处于上填料层和下填料层之间的脱硫液进行冷却，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的温度为18℃，控制进入间壁式换热器之前的冷却水的流量为1400L/min，控制经冷却后的脱硫液的温度为30℃。
本实施例中其余工艺步骤及其工艺参数、所用的处理设备与现有技术相同。
本实施例中，脱硫塔运行平稳正常，经脱硫塔脱硫后的焦炉煤气中硫化氢降至500mg/m3，比改进前降低了500mg/m3；脱硫率为93.75％，比改进前提高了6.13％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (8)
1.一种焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，在脱硫塔内，当脱硫液从上填料层流出后且在进入下填料层之前，对处于所述上填料层和所述下填料层之间的脱硫液进行冷却。
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，采用间壁式换热器对所述脱硫液进行冷却，所述间壁式换热器设置于所述脱硫塔内且位于所述上填料层与所述下填料层之间，所述间壁式换热器的冷流体入口与穿过所述脱硫塔塔壁进入所述脱硫塔的冷却水上水管道的一端连通，所述间壁式换热器的冷流体出口与穿过所述脱硫塔塔壁进入所述脱硫塔的冷却水回水管道的一端连通，所述间壁式换热器的热流体入口与所述脱硫塔内的液体收集器的出液口连通，所述间壁式换热器的热流体出口与所述脱硫塔内的液体再分布器的进液口连通，所述冷却水回水管道的另一端与冷却塔的进水口连通，所述冷却塔的出水口与冷却水储蓄池的进水口连通，所述冷却水储蓄池的出水口与冷却水循环泵的进水口连通，所述冷却水循环泵的出水口与所述冷却水上水管道的另一端连通。
3.根据权利要求2所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，在所述间壁式换热器的热流体出口与所述液体再分布器的进液口连通的管道上设置有用于测量经冷却后的所述脱硫液的温度的第一测温仪。
4.根据权利要求3所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，在位于所述脱硫塔外部的所述冷却水上水管道上设置有用于测量进入所述间壁式换热器之前的冷却水的温度的第二测温仪，用于测量进入所述间壁式换热器之前的冷却水的流量的流量计以及用于调节进入所述间壁式换热器的冷却水的流量的流量调节阀。
5.根据权利要求4所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，控制进入所述间壁式换热器之前的冷却水的温度为16℃～18℃，控制进入所述间壁式换热器之前的冷却水的流量为1400L/min～1600L/min。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，控制进入所述脱硫塔的焦炉煤气的初始温度为25℃～30℃。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，控制从所述脱硫塔塔顶进入所述脱硫塔的脱硫液的初始温度为30℃～35℃。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的焦炉煤气脱硫的方法，其特征在于，控制经冷却后的脱硫液的温度为26℃～30℃。
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