[发明专利]煤气活性炭脱硫净化和再生工程与设备

说明书

本发明属化工气体净化领域。

本发明包括煤气活性炭脱硫净化和活性炭脱硫剂饱和后的再生两个主要方面的设备。

活性炭脱硫到目前为止使用厂家很多，其主要机理是催化作用和物理吸附作用。在常温常压下，煤气中的H2S与活性炭发生放热反应，生成单质硫和水，硫被吸附在活性炭的微孔中。煤气中不含氨时，其硫容量为30％，煤气中含氨(0.2～0.4g/M³)时，硫容量可为63％。当活性炭脱硫剂饱和后，可用400～500c的过热蒸汽再生，通过对活性炭的再生，可以直接生成单质硫，既不造成二次污染，又有经济价值。经过多次再生，每批活性炭可重复使用10～20次之多。400～500C的过热蒸汽可用加电加热器获得，由于成本高且增加电力安装容量大，250千瓦/吨过热蒸汽小时，增容费大。当热容量不足时，实际使用中因达不到温度，再生效果不好。另一种是采用煤气作为热源的蒸汽过热器，可以利用自己的煤气，投资小、成本低。

现有以活性炭作为脱硫剂的脱硫塔，多做成单级单向的结构见图1未脱硫的原煤气从(2)进入，通过活性炭脱硫剂层(4)并从(3)排出净化后的煤气。在同样的煤气处理量，在一定的脱硫剂层高的条件下，塔的直径要做得大些，直径大了对脱硫过程中，煤气的通过和再生过程中过热蒸汽的汽体分布都会产生不均匀的影响，会产生脱硫和再生的效果不好。现有的煤气蒸汽过热器的结构基本上只有一种形式。见图2。但有两种使用方法：一种是饱和蒸汽从(1)进入，由(2)排出，而烟气是由下向上成逆向流动，这样蒸汽的过热温度容易达到要求，虽蒸汽与烟气的温都较高，但仍能做到温差较大有利于热交换，排烟温度能做到较低，因为进入的饱和蒸汽温度较低，这样热效率较高；但下部由于蒸汽温度和烟气温度都较高，传热面的炭钢管和管板往往因承受不了这样的高温而被烧坏。另一种是饱和蒸汽由(2)进入由(1)排出，这样烟气和蒸汽顺向流动，下部因蒸汽温度低虽烟气温度高传热钢管和管板的温度较低而不会被烧坏；但由于上部过热蒸汽要达到450c以上，烟气温度要保持一定的温差而保持较高，一般应有500c以上，这样加热器的热效率就会很低，燃料消耗量大而增加活性炭再生的成本；另外这样的设计外壳和导流隔板要消耗较多的钢材，因此设备造价也高。

本发明的目的是提供一种直径小，煤气分布均匀和再生活性炭过程中过热蒸汽分布也均匀的活性炭脱琉塔，和一种能保证得到450C以上的过热蒸汽和热效率高的蒸汽过热器。

本发明的目的是这样实现的：

1.把脱硫塔的直径做得是一般设计的0.7倍，高度为一般设计的1.7倍。煤气由中间进入，把活性炭脱硫剂分装在煤气入口的上下两部分。煤气出口在塔的上下方各一个。这样煤进入后分上下两个方向通过脱硫剂层脱硫后由上下两个出口排出。这样的设计就等于两个塔并联工作。由于脱硫塔直径小煤气通过脱硫剂分布均匀，在再生时过热蒸汽从塔的上方进入通过两个脱硫剂层后从底部排出时分布也均匀，同时也有利于再生时单质硫的排出。因此做到脱硫效果好，设备制造节省材料，节约投资，操作方便。

2.蒸汽过热器内的传热面下部分采用耐热钢管制造，使下部与高温烟气接触的部分不被烧坏。蒸汽由上部进入，下部排出，上下部的温差都大，做到加热器的热效率高，传热面积小，降低设备的造价并节省脱硫燃料费用。还因为能保证过热蒸汽的高温，使活性炭再生彻底，保证脱硫质量和活性炭的有效利用。

附图说明：

图1：(1)塔体，(2)原煤气进口，(3)净煤气出口，(4)放散管，(5)活性炭脱硫剂，(6)保温层。

图2：(1)饱和蒸汽入口，(2)过热蒸汽出口，(3)炭钢外壳，(4)炭钢导热管，(5)炭钢导流隔板，(6)燃烧室，(7)煤气烧嘴(8)保温层，(9)烟囱。

图3：(1)原煤气进口，(2)净煤气出口，(3)过热蒸汽入口，(4)活性炭脱硫剂，(5)可拆卸的组装栅板，(6)蒸汽凝结水和单质硫出口管，(7)凝结水溢流口，(8)水封槽，(9)入孔，(10)保温层，(11〕活性炭卸出口，(12)放散管。

图4：(1)饱和蒸汽入口，(2)联箱，(3)耐热钢传热管，(4)联箱，(5)过热蒸汽出口，(6)耐火砖塔体，(7)烟囱，(8)燃烧室，(9〕煤气烧嘴。