CN112961710A - 一种新型高炉煤气脱硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高炉煤气脱硫的方法，属于大气污染控制技术领域。主要步骤依次为脱硫塔吸收羰基硫、再生池还原吸收剂、吸收剂的重复利用及补充、硫化产物的处理。其中碱性水溶液吸收剂碱的质量浓度为0.1%‑20%，反应温度为20‑200℃，煤气与碱液接触时间大于1秒，被吸收气体中羰基硫和硫化氢含量大于1mg/m3。本发明脱硫处理适用温度广，吸收剂可再生利用，经济适用，工艺流程简单，且可以除去高炉煤气中的氯，减少对后续使用工序产生腐蚀。在实际生产中可发挥很大作用。

Description

一种新型高炉煤气脱硫的方法
技术领域
本发明涉及一种除去工厂高炉煤气中羰基硫的方法，属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种新型高炉煤气脱硫的方法。
背景技术
羰基硫（COS）是一种可燃性有毒气体，在工业生产中十分常见。工厂排放废气中可能存在羰基硫及其它含硫物质，会对全球大气甚至土壤造成严重的污染，进而影响人们的身体。由于国家近几年对环境问题的重视，以及在对工厂生产条件及废物排放标准的提高，对工厂废气中含硫量的控制迫在眉睫。且羰基硫的存在也会在一定程度上腐蚀装置及器件，对工业生产带来经济损失。目前除羰基硫的方法有湿法脱硫和干法脱硫，湿法脱硫工艺众多包括石膏法、海水法、双碱法、氨法等；干法脱硫有吸附剂法，脱硫精度高、设备简单等，但容量有限、反应较慢。目前湿法除硫技术及固体吸附法都已相对成熟，应用于各大工业生产领域。
专利申请201810264976.8“一种利用离子液体复配剂脱除羰基硫的方法”，利用醇胺溶液、离子液体、吸收强化剂、水混合后与含硫气体吸收，此方法有较高的脱硫效率，但生产工艺繁琐，离子液体复配剂配置要求高，不利于工业生产；专利申请201910517554.1 “脱除高炉煤气中的羰基硫并提高高炉煤气燃烧热值的装置及方法”通过使用膜分离，变压吸附除去高炉煤气中的羰基硫，可明显提高其燃烧热值，但膜制作成本高且技术性极强；专利申请201810147532.6“一种纳米层状固体碱脱除羰基硫的方法”是在温度为40℃-80℃，羰基硫在纳米层状固体碱催化作用下与水发生水解和氧化反应，生成单质硫和硫酸盐，实现羰基硫的脱除。该法脱除率高、固体碱生产工艺简单，但适用温度范围窄，不适合于工业高炉煤气的脱硫处理；发明专利201610928220.X“一种同时脱除羰基硫、二硫化碳的方法及装置”利用催化加氢法先生成H2S，再催化生成硫酸，并设计搭配装置。此法脱除效率高，可利用气体自身热量，但是操作繁琐，催化剂及其原料投资较大。
目前各种方法各有千秋，同时也存在不同的问题，为了更好地脱硫，符合国家要求标准并使工业生产利益最大化仍需继续努力。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对以上现有方法的不足，本发明提供一种新型高炉煤气脱硫的方法，脱硫处理适用温度广，吸收剂可再生利用，经济适用，工艺流程简单，且可以除去高炉煤气中的氯，减少对后续使用工序产生腐蚀。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型高炉煤气脱硫的方法，包括以下步骤：
（1）脱硫塔吸收硫：将高炉煤气通入脱硫塔，脱硫塔喷淋碱性水溶液作硫的吸收剂，对高炉煤气中含硫化合物进行吸收。生成溶于水的硫化物、碳酸盐和氯化物的水溶液，简称回收液；
（2）再生池还原吸收剂：将步骤（1）中的回收液通入再生池中，使用金属氢氧化物或金属氧化物对回收液进行再生，得到再生的硫吸收剂、硫化物2和碳酸碱2；
（3）硫化产物的处理：将步骤（2）中的硫化物2和碳酸碱2通过压滤、真空过滤、离心分离等中的一种分离出用作另外使用；并得到再生吸收剂。
（4）吸收剂的重复利用及补充：将步骤（3）中再生的硫吸收剂加入到步骤（1）中进行再利用；
进一步，所述步骤（1）中含硫化合物为高炉煤气中所含羰基硫、硫化氢和其他形式的硫化物的总和。
进一步，所述步骤（1）中吸收剂为氨、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化锶或氢氧化钡水溶液中的一种或几种的组合。
进一步，所述步骤（1）中的脱硫塔为喷淋塔、鼓泡塔、板式塔、文氏管或其他形式的气液接触装置中的一种或多种，其中脱硫塔采用一个或多个。
进一步，所述步骤（1）中的硫化物为硫化镁、硫化钙、硫化钠、硫化钾、硫化铯、硫化锶、硫化钡中的一种或多种；所述步骤（1）中的硫化物也包括脱硫过程中形成的其他形式的含硫化合物。
进一步，所述步骤（1）中的碳酸碱为碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锶或碳酸钡中的一种或多种。
进一步，所述步骤（1）中脱硫塔喷淋碱性水溶液，不仅限于一次高炉煤气通过一个喷淋碱性水溶液的喷淋塔，也包括多次通过多个脱硫喷淋塔；高炉煤气通过碱性水溶液的总时间要大于1秒，即一次或多次接触碱性水溶液的时间总和大于1秒。
进一步，所述步骤（2）中的金属氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种；金属氧化物为氧化钙、氧化钡、氧化镁。
进一步，所述步骤（2）中的硫化物2为硫化钙、硫化钡和硫化镁，碳酸碱2为碳酸钙、碳酸钡和/或碳酸镁。
进一步，所述步骤（1）中的反应条件为，吸收剂的质量浓度0.1%-20%、高炉煤气含硫量大于1mg/m3， 反应温度20℃-200℃，反应时间大于1秒。
作为优选，向所述步骤（1）中另外补充一定量的碱水,以确保工艺的正常运转。
本发明取得的有益效果：通过利用更经济的原料将除硫效果好的除硫剂在一定条件下置换后重新得到脱硫剂，大大的降低了工业生产废气净化的成本，更能有效的降低羰基硫的含量，符合国家标准。且脱除过程中并不产生新的污染物，脱硫产物为碳酸盐和硫化碱，其也可以创造额外的经济收益。经济环保、工艺简单、适用温度范围广，适用于各种工业生产中高炉煤气的除硫工艺。
具体实施方式
下面结合具体实施案列对该方法做进一步的描述，并不仅限于该案例。
实施例1
一种脱除高炉煤气中羰基硫的方法，具体包括以下步骤：
（1）本案例使用氢氧化钠溶液作为吸收剂为例，用喷淋塔至上向下喷洒质量浓度为8%的氢氧化钠溶液，同时从喷淋塔下方通入含羰基硫和硫化氢100mg/m3的高炉煤气（其中喷淋速度及气体流速可根据生产需要及时调整，高炉煤气通过喷淋塔的总时间大于1秒）；高炉煤气入口温度60 -180°之间。
（2）上述步骤（1）中被吸收后的净化气体从喷淋塔上端出去经干燥后进入下一道工艺，氢氧化钠溶液转化成硫化钠、氯化钠和碳酸钠（并含少量碳酸氢钠）随液体流入装有过量饱和氢氧化钙溶液的再生池中；
（3）再生池中搅拌器快速搅拌30min后静置过滤，采用压滤过滤出硫化钙和碳酸钙，滤液即为再生的硫吸收剂----氢氧化钠（含少量氢氧化钙）溶液；
（4）将滤液氢氧化钠（含少量氢氧化钙）通入上述喷淋塔中实现碱水吸收液的再利用，将滤渣及时清理后排放。
经过本实施例脱除高炉煤气中羰基硫的方法处理后，净化后的高炉煤气中羰基硫含量可降至2~20mg/m3。
实施例2
一种新型脱除高炉煤气中羰基硫的方法，具体包括以下步骤：
（1）用鼓泡塔将温度再20-220°C的含羰基硫和硫化氢的高炉煤气以鼓泡的形式通入装有质量浓度为12.5%的氢氧化钠溶液的吸收塔中，可根据羰基硫浓度不同调节不同的气泡速度，吸收塔上装有检测硫浓度的仪器。
（2）吸收塔中适当补充氢氧化钠溶液，当检测到吸收塔内氢氧化钠溶液浓度过低不足以吸收高炉煤气中硫含量超标时，可以降低高炉煤气增加接触时间或增加氢氧化钠浓度来提高脱硫程度。将脱硫废液导出到沉淀池中，向沉淀池中加入适量生石灰对脱硫碱水进行再生。
（3）再生池中搅拌器快速搅拌10-50min后静置压滤，滤液即为再生氢氧化钠（含氢氧化钙）溶液。将滤液通入上述喷淋塔中实现碱水吸收液的再利用，将滤渣及时清理后排放。
其中净化后的高炉煤气中羰基硫含量可降至1~10mg/m3。
以上仅为本发明的较佳试试案例，并非用来限定本发明的实施范围；显然，根据本说明书所阐述的具体实施案例可做不同的修改和改善，以取得更好的脱除效果。本申请仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种新型高炉煤气脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）脱硫塔吸收硫：将高炉煤气通入脱硫塔，脱硫塔喷淋碱性水溶液作硫的吸收剂，对高炉煤气中含硫化合物进行吸收，生成溶于水的硫化物、碳酸盐和氯化物的水溶液，简称回收液；
（2）再生池还原吸收剂：将步骤（1）中的回收液通入再生池中，使用金属氢氧化物或金属氧化物对回收液进行再生，得到再生的硫吸收剂、硫化物2和碳酸碱2；
（3）硫化产物的处理：将步骤（2）中的硫化物2和碳酸碱2通过压滤、真空过滤或离心分离分出后用作另外使用；同时得到再生的硫吸收剂；
（4）吸收剂的重复利用：将步骤（3）中再生的硫吸收剂加入到步骤（1）中进行再利用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中含硫化合物为高炉煤气中所含羰基硫、硫化氢和其他形式的硫化物的总和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中吸收剂为氨、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化锶或氢氧化钡水溶液中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的脱硫塔为喷淋塔、鼓泡塔、板式塔、文氏管或其他形式的气液接触装置中的一种或多种，其中脱硫塔采用一个或多个。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的硫化物为硫化镁、硫化钙、硫化钠、硫化钾、硫化铯、硫化锶、硫化钡中的一种或多种；所述步骤（1）中的硫化物也包括脱硫过程中形成的其他形式的含硫化合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的碳酸碱为碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸锶或碳酸钡中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中脱硫塔喷淋碱性水溶液，不仅限于一次高炉煤气通过一个喷淋碱性水溶液的喷淋塔，也包括多次通过多个脱硫喷淋塔；高炉煤气通过碱性水溶液的总时间要大于1秒，即一次或多次接触碱性水溶液的时间总和大于1秒。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的金属氢氧化物为氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种；金属氧化物为或氧化钙；硫化物2为硫化钙和硫化镁，碳酸碱2为碳酸钙和/或碳酸镁。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的反应条件为，吸收剂的质量浓度0.1%-20%、高炉煤气含硫量大于1mg/m3， 反应温度20℃-200℃，反应时间大于1秒。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中另外补充一定量的碱水,以确保工艺的正常运转。
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