[发明专利]一种高炉煤气干法同时脱硫脱氯系统及方法

说明书

本发明公开了一种高炉煤气干法同时脱硫脱氯系统，包括除尘后高炉净煤气供送子系统、协同脱硫脱氯塔子系统、协同脱酸剂更换子系统；其中除尘后高炉净煤气供送子系统将高炉炉顶产生的荒煤气经过重力除尘器、布袋除尘器之后的净煤气通过煤气输入管道送入协同脱硫脱氯塔脱酸子系统内，该子系统连接在煤气输入管道之后，协同脱硫脱氯塔内中部安装有协同脱酸剂床层，内填充有协同脱酸剂。

技术领域

本发明涉及高炉煤气净化技术领域，尤其涉及高炉煤气干法同时脱硫脱氯系统及方法。

背景技术

目前在高炉煤气净化领域，高炉煤气干法除尘技术相比传统的湿法除尘，拥有节水、除尘效率高、充分利用煤气显热、煤气余压发电量高等诸多优点，配合余压余热发电技术成为国家推进钢铁行业节能减排、发展循环经济的先进技术。高炉煤气干法除尘与传统的湿法除尘相比，每年可节约投资35％，节约循环水7～9t，节电60～70％，新增发电30％，大量减少污水、污泥的排放。但是，干法除尘后的高炉煤气会导致煤气管道、余压透平发电装置(TRT)叶片及其他附属设备的严重腐蚀，由此引发TRT叶片振动、煤气泄漏和热风炉格子砖蓄热效率降低等，严重影响余压余热回收装置的正常运转和高炉正常冶炼并带来重大的安全生产隐患。造成腐蚀的原因是干法除尘后高炉煤气中的酸性腐蚀组分不能像湿法除尘那样被液体带走而残留在煤气中，与由于煤气温度的下降而析出的冷凝水进一步形成酸性液体环境，对设备表面造成腐蚀。

对于干法除尘高炉煤气的防腐分为被动和主动两类。被动防腐是采用耐腐蚀材料、防腐涂层等，强化金属部件的防腐性能。这只能在局部和一定程度上缓解腐蚀造成的影响，无法从根本上解决问题。主动防腐如改变原燃料成分、湿法喷淋脱酸、干法脱酸等，目的是降低煤气中酸性组分含量。选择含硫、氯元素较少的原材料进行冶炼是有效防腐方法，但此措施受矿石品位和原料供应等条件限制，可选择的余地不大。在各冶炼工序中减少酸性组分的引入对腐蚀治理效果明显，如烧结工序不用含氯助剂，控制脱硫、焦化等过程的废水在各工序中的使用等，可有效降低煤气中酸性组分，但这些无法循环使用的生产废水又会大大增加处理的负荷和环保投资。湿法碱液喷淋洗涤对于煤气中酸性组分有着较好的脱除效果，然而碱液也具有腐蚀性并且会造成结垢堵塞，此外湿法脱酸在很大程度上抵消了干法除尘的节水、利用煤气显热等优势。干法脱酸是利用固体碱性脱酸剂与高炉煤气中的酸性组分反应去除，秉承了干法除尘工艺的优点，已逐渐成为高炉煤气深度净化技术探索的趋势。

高炉炉顶煤气主要成分包括N₂、CO、CO₂、H₂和C_mH_n，其他组分有：COS、H₂S、NO_x和HCl等，此外还含有一定量的炉尘和水蒸气。根据研究显示高炉煤气中的含Cl、S等强酸性组分是导致腐蚀问题的罪魁祸首。而含Cl、S等强酸性组分在高炉煤气中的主要存在形态为气态的HCl、H₂S、COS、CS₂，其中HCl、H₂S为无机酸，常规碱性活性组分可以脱除，而COS、CS₂作为有机硫无法直接利用碱性吸收，需要催化剂对其进行水解转化为H₂S后脱除。目前工业上用于高炉煤气脱硫及脱氯大多采用分步脱除，单独脱氯、水解有机硫、脱无机硫，大大增加了对于高炉煤气脱酸的投资，并且占用大量的工业用地。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于钢铁企业的高炉煤气干法同时脱硫脱氯系统及方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉煤气干法同时脱硫脱氯系统及方法。