[发明专利]一种高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法和装置

权利要求书

1.一种高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于包括以下步骤：高炉煤气中的羰基硫COS经水解或加氢反应转化为硫化氢H₂S，H₂S在脱硫催化剂作用下选择性催化氧化生成单质硫S，吸附单质硫S的脱硫催化剂通过高温热再生循环使用，热再生的气态或液态硫冷却回收，再经除杂、熔融生产硫磺；再生后的脱硫催化剂，恢复脱硫活性，可循环脱硫使用；

所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，包括以下步骤：

（1） 高炉产生的热煤气经干法除尘，控制煤气中粉尘含量10mg/Nm³；

（2） 除尘煤气进入装填COS转化催化剂的固定床反应器，控制气体空速1000-5000h^-1，反应温度80-180℃，在COS转化催化剂作用下，COS与煤气中含有的H₂O或H₂反应转化成H₂S，COS转化率90%；

（3）含H₂S煤气进入脱硫反应器，控制气体空速200-4000h^-1，反应温度80-180℃，H₂S被脱硫催化剂吸附并选择性催化氧化生成单质硫，单质硫存储在脱硫催化剂的孔隙结构中，控制煤气中硫化物含量满足环保排放要求，净化煤气经TRT余压发电后作为洁净燃气使用；所述的脱硫催化剂含有V、Zn、Cu、Fe、Mn、Co、Ce中的至少一种元素作为活性组分，活性组分的负载量0.1-10wt%；脱硫催化剂的载体是球形或柱状的Al₂O₃、TiO₂、活性炭的一种或几种的混合物，载体比表面积400m²/g；

（4）脱硫反应器通入350-500℃的烟气/水蒸气混合气体对脱硫催化剂进行高温热再生，再生气体空速1000-5000h^-1，脱硫催化剂吸附的固态单质硫转变为液态或气态从脱硫催化剂孔隙结构中脱除，再生后的脱硫催化剂重复利用；所述的再生气体由烟气和水蒸气组成，水蒸气含量10%-70vol%，氧浓度2vol%；

（5）高温再生气体携带气态或液态硫进入硫回收单元，经冷却、除杂、熔融，生产硫磺。

2.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（2）的COS转化催化剂含有Mo、Co、Ni、Fe、Mn中的至少一种元素作为活性组分，活性组分的负载量0.5-5wt%。

3.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（2）的COS转化催化剂的载体是球形或柱状的Al₂O₃或TiO₂催化剂，载体比表面积300m²/g。

4.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，当脱硫反应器出口煤气中硫化物含量高于环保排放要求，含硫煤气切换至并联的第二脱硫反应器。

5.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：所述的高炉产生的热煤气中硫化物主要由COS和H₂S组成，COS含量200mg/Nm³，H₂S含量100mg/Nm³，其它硫化物含量10mg/Nm³；所述的高炉产生的热煤气中O₂含量0.5vol%，H₂O含量0.5vol%-10vol%。

6.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：实施该方法需要一种高炉煤气脱硫及硫资源化利用装置，该装置包括依次连接的高炉煤气干法除尘单元和COS转化反应器，COS转化反应器的另一端分别通过含硫煤气进口阀连接第一脱硫反应器和第二脱硫反应器，两个脱硫反应器中进行脱硫反应，脱硫反应器顶部出口排出洁净煤气；脱硫反应器的上方侧面设有再生气体进口阀，底部通过再生气体出口阀连接硫回收单元，硫回收单元分别设有硫磺和烟气出口。

7.根据权利要求6所述的高炉煤气脱硫及硫资源化利用方法，其特征在于：所述COS转化反应器为装填COS转化催化剂的固定床反应器；所述的干法除尘单元采用重力除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器、管式除尘器、静电除尘中一种或几种组合的干式热除尘设备。