煤氣脫硫和硫再生工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤氣脫硫和硫再生工藝及裝置。本發(fā)明的工藝為：煤氣加壓后進入吸收塔，H2S在活性炭的催化下氧化成S吸附在活性炭上，凈煤氣去往管網，飽和活性炭通過鏈式運輸機進入再生塔解吸后循環(huán)使用，氮氣在加熱器中升溫至500℃，然后在再生塔換熱器中把飽和活性炭加熱，解吸出氣態(tài)硫，低溫氮氣在再生塔冷卻器中把凈活性炭冷卻到120℃以下，并經過水冷器冷卻循環(huán)使用，換熱后的部分氮氣作為載氣強制輸送含硫氣體去固態(tài)硫沉淀池回收副產品硫。本發(fā)明具有工藝簡單、脫硫效率高、再生效率高、沒有二次污染、適用范圍廣、硫可以回收利用的優(yōu)點。
【專利說明】煤氣脫硫和硫再生工藝及裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤氣脫硫和硫再生工藝及其裝置，具體涉及一種冶金行業(yè)煤氣用活性炭脫硫與活性炭再生制硫的工藝。
【背景技術】
[0002]目前，煤氣中的硫化物不僅會對用戶設備材質造成腐蝕和對環(huán)境造成污染，而且當用做合成氣時還會使催化劑中毒。煤氣脫硫已經成為煤氣凈化不可或缺的重要組成部分。煤氣脫硫，不但環(huán)保，而且還可以回收硫磺及硫酸等化學品，產生一定的經濟效益。
[0003]煤氣脫硫主要有干法脫硫和濕法脫硫兩大類，在選用反應活性好硫容高的脫硫劑的前提下，干法脫硫的脫硫效率比濕法脫硫高，現階段對于一些對煤氣中的H2S比較敏感的行業(yè)，利用濕法脫硫先將煤氣中的大部分H2S脫除，然后，再利用干法脫硫對煤氣中的H2S進行精脫。
[0004]活性炭脫硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很強，煤氣中的H2S在活性炭的催化作用下，與煤氣中少量的O2發(fā)生氧化反應，反應生成的單質S吸附于活性炭表面。當活性炭脫硫劑吸附達到飽和時，脫硫效率明顯下降，必須進行再生。S在常壓下，440°C左右便升華變?yōu)闅鈶B(tài)，傳統(tǒng)做法是用45(T50(TC左右的過熱蒸汽對活性炭脫硫劑進行再生，當脫硫劑溫度提高到一定程度時，單質硫便從活性炭中析出，析出的硫流入硫回收池，水冷后形成固態(tài)硫。脫硫劑再生使用的過熱蒸汽不易獲得，而且再生效果很難達到要求，實際做法是更換新的活性炭。

【發(fā)明內容】

[0005]針對目前對各行各業(yè)煤氣中的含硫量要求越來越高，本發(fā)明的目的在于提出一種工藝簡單、操作容易、用活性炭脫除煤氣中的H2S,脫硫效率高，再生容易的一次脫硫方法。
[0006]本發(fā)明是采用以下技術方案實現的:
一種煤氣脫硫和硫再生工藝，包括以下步驟:
(1)用加壓機將煤氣加壓，進入吸收塔下部，活性炭從吸收塔頂部進入，H2S被催化氧化成S，硫被活性炭吸附，凈煤氣從吸收塔上部進入管網；
(2)飽和活性炭從塔底出來，經過鏈式運輸機送往再生塔再生后,從再生塔底出來到鏈式運輸機上送往吸收塔循環(huán)使用，氮氣在加熱器中升溫后送往再生塔上部，加熱飽和活性炭解析出氣態(tài)硫，低溫氮氣送往再生塔下部冷卻凈活性炭，氮氣作為載氣輸送硫去固態(tài)硫沉淀池回收。
[0007]進一步地，上述工藝具體包括以下步驟:
(I)凈煤氣與助燃風機鼓入的空氣在氮氣加熱器中燃燒加熱氮氣。
[0008](2)煤氣經過加壓機加壓到15~20kPa，從下部入口管進入到吸收塔，與自上而下的活性炭接觸反應，脫除H2S后從吸收塔上部出口管進入到管網，小部分煤氣送往氮氣加熱器參加燃燒。[0009](3)凈活性炭用鏈式運輸機輸送到吸收塔頂部，通過頂部入口的雙層旋轉卸料閥分配到塔內活性炭移動床，移動床在下部的輥式給料閥作用下勻速往下移動，H2S在活性炭催化作用下氧化生成S，吸附了 S的飽和活性炭從塔底部出口雙層旋轉卸料閥出來，重力作用下掉落到鏈式運輸機上。
[0010](4)飽和活性炭通過鏈式運輸機輸送到再生塔頂部，依次經過入口雙層旋轉卸料閥、換熱器、氣固分離器、冷卻器和出口雙層旋轉卸料閥；在換熱器中被高溫氮氣加熱到450^4600C，在氣固分離器中解析出氣態(tài)硫，在冷卻器中被低溫氮氣冷卻到120°C以下，通過鏈式運輸機輸送回吸收塔。
[0011](5)循環(huán)用的活性炭，在進入吸收塔之前將小顆粒的炭粉利用振動篩排出，并用活性炭倉補充新的活性炭。
[0012](6)氮氣進入加熱器升溫至48(T50(TC，由再生塔換熱器下部氮氣入口進入換熱器與飽和活性炭管壁逆流換熱，換熱后的氮氣大部分通過換熱器上部氮氣出口進入加熱器重新加熱，經過循環(huán)風機加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送氣態(tài)硫去固態(tài)硫沉淀池。
[0013](7)氮氣從再生塔冷卻器氮氣進口進入，大部分與活性炭管壁逆流換熱，小部分通過氮氣出口與雙層風帽進入出料倉保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，換熱后的氮氣通過冷卻器氮氣出口進入水冷式換熱器重新冷卻，經過循環(huán)風機加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送氣態(tài)硫去固態(tài)硫沉淀池。氮氣通過補氮氣管道補充系統(tǒng)中的氮損耗。
[0014](8)氣態(tài)硫在固態(tài)硫沉淀池中冷卻為硫橫，作為工藝的副廣品回收利用。 [0015]本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的煤氣活性炭脫硫和硫再生裝置，其特征在于:包括脫硫裝置、輸送裝置、加熱裝置、硫再生裝置；其中，脫硫裝置包括煤氣加壓機、吸收塔與煤氣管網管道；輸送裝置包括活性炭倉、振動篩、鏈式運輸機；硫再生裝置包括再生塔、氮氣加熱裝置、氮氣冷卻裝置與固態(tài)硫沉淀池。
[0016]所述氮氣加熱裝置由氮氣管道、氮氣循環(huán)風機和加熱器連接組成；所述氮氣冷卻裝置由氮氣管道、氮氣循環(huán)風機與氮氣水冷器相連組成。
[0017]所述吸收塔內依次設有頂部入口、雙層旋轉卸料閥、活性炭移動床、輥式給料閥、塔底部出口雙層旋轉卸料閥，吸收塔下部設有鏈式運輸機，鏈式運輸機直接通往再生塔頂部，吸收塔下部設有煤氣入口，吸收塔上部設有煤氣出口，煤氣入口、煤氣出口處設有多孔板。
[0018]所述再生塔頂部設有活性炭入口，再生塔上部設有換熱器，下部設有冷卻器，底部設有雙層旋轉卸料閥，底部的活性炭出口連接振動篩，振動篩底部設有灰倉。
[0019]所述吸收塔與再生塔內設有雙層旋轉卸料閥，保證活性炭下落的均衡，并保證煤氣和氮氣的不外泄。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
(1)用干法活性炭脫硫，效率高，一次脫硫即可滿足對硫要求高的用戶的需求；
(2)脫硫劑采用活性炭，價格低廉，機械強度高；
(3)廢棄物為破碎的活性炭，可以回收利用，二次污染少；
(4)終產品為純的固態(tài)的單質硫，易于儲存、運輸、經濟價值可觀；(5)工藝簡單，運行穩(wěn)定，連續(xù)性好，適用范圍廣設備無腐蝕。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為煤氣脫硫和硫再生工藝流程圖。
[0022]圖中I為含硫煤氣,2為煤氣加壓機,3為煤氣管網,4為吸收塔,5為第一鏈式運輸機，6為第二鏈式運輸機，7為活性炭倉，8為再生塔，9為換熱器，10為冷卻器，11為振動篩，12為灰倉,13為空氣，14為加熱器,15為循環(huán)風機，16為第一補氮氣管道,17為第二補氮氣管道,18為為第二循環(huán)風機,19為水冷器,20為固態(tài)硫沉淀池,21為成品硫。
【具體實施方式】
[0023]下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實施例。
[0024]實施例:
本發(fā)明提供的工藝裝置圖如圖1所示。
[0025]具體工藝流程如下:
含硫煤氣I經過煤氣加壓機2加壓到15kPa，通過管道進入到吸收塔4下部，來自活性炭倉7的凈活性炭被第二鏈式運輸機6送到吸收塔4頂部，經過雙層旋轉卸料閥進入到吸收塔4內部活性炭床，活性炭床由下部的輥式給料器控制下降速度，含硫煤氣I與活性炭逆流接觸，硫化物在 活性炭催化作用下氧化成S，被活性炭吸附后通過上部的出口管道進入煤氣管網3 ;在吸收塔4內設置進出口多孔板，使煙氣流速均勻，提高凈化效率，活性炭床由入口和出口格柵及隔離板組成，這些格柵需經過特殊設計，以便于防止被大顆粒和炭粉所塞滿，便于高效地脫硫。
[0026]飽和活性炭從吸收塔4底部雙層旋轉卸料閥出來，掉落到第一鏈式運輸機5上，通過第一鏈式運輸機5輸送到再生塔8的頂部，從頂部雙層旋轉卸料閥進入再生塔8，依次經過入口雙層旋轉卸料閥、換熱器9、氣固分離器、冷卻器10和出口雙層旋轉卸料閥。飽和活性炭在換熱器9中被高溫氮氣加熱到460°C,在氣固分離器中解析出氣態(tài)硫，由氮氣通過帶電加熱的管道帶往固態(tài)硫沉淀池20，在水中凝結成成品硫21回收利用。凈活性炭在冷卻器10中被低溫氮氣冷卻到120°c以下，通過出口雙層旋轉卸料閥掉落到第二鏈式運輸機6，經過振動篩11過濾后輸送回吸收塔4。中途用活性炭倉7補充新的活性炭。振動篩過濾的活性炭粉末顆粒進入灰倉12。
[0027]來自第一補氮管道16的氮氣進入加熱器14升溫至500°C，由再生塔換熱器9氮氣入口進入換熱器9與飽和活性炭管壁逆流換熱，換熱后的氮氣大部分通過氮氣出口進入加熱器重新加熱，經過循環(huán)風機15加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送含硫氣體去固態(tài)硫沉淀池20。來自第二補氮管道17的氮氣進入再生塔冷卻器10下部的氮氣入口，大部分與活性炭管壁逆流換熱，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入出料倉保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，換熱后的氮氣通過冷卻器10上部的氮氣出口進入水冷器19重新冷卻，經過第二循環(huán)風機18加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送含硫氣體去固態(tài)硫沉淀池20。損耗的氮氣由補充氮氣管道補充。加熱器可以采用煤氣加熱器，凈煤氣通過管道進入煤氣加熱器中，助燃風機鼓入空氣13，燃燒后的廢氣通過煙?排入大氣；水冷器采用常規(guī)的管殼式換熱器，管程走冷卻水，殼程走氮氣。固態(tài)硫沉淀池20中采用水冷卻氣態(tài)硫，最終得到成品硫21。
[0028]本發(fā)明可采用專利號為ZL201210079753.7的“一種脫硫活性炭再生塔及再生方法”專利中的再生塔來實現硫再生的工藝。再生塔自上而下包括進料倉、進料分配器、換熱器、氣固分離器、冷卻器、出料倉。進料分配器布置分配板；換熱器設置活性炭管道、上下管板、換熱器上部低溫氮氣出口、換熱器下部氮氣煙氣進口、上管板的氮氣出口與雙層風帽；氣固分離器設置活性炭管道、管板、解吸氣出口 ；冷卻器設置活性炭管道、上下管板、冷卻器上部氮氣出口、下部氮氣進口、下管板的氮氣出口與雙層風帽。再生塔能實現再生活性炭、回收硫的功能?；钚蕴垦h(huán)使用，是干法活性炭脫硫大規(guī)模推廣的關鍵所在。
【權利要求】
1.一種煤氣脫硫和硫再生工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)用加壓機將煤氣加壓，進入吸收塔下部，活性炭從吸收塔頂部進入，H2S被催化氧化成S，硫被活性炭吸附，凈煤氣從吸收塔上部進入管網； (2)飽和活性炭從塔底出來，經過鏈式運輸機送往再生塔再生后,從再生塔底出來到鏈式運輸機上送往吸收塔循環(huán)使用，氮氣在加熱器中升溫后送往再生塔上部，加熱飽和活性炭解析出氣態(tài)硫，低溫氮氣送往再生塔下部冷卻凈活性炭，氮氣作為載氣輸送硫去固態(tài)硫沉淀池回收。
2.根據權利要求1所述的煤氣脫硫和硫再生工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)凈煤氣與助燃風機鼓入的空氣在氮氣加熱器中燃燒加熱氮氣； (2)煤氣經過加壓機加壓到15~20kPa，從下部入口管進入到吸收塔，與自上而下的活性炭接觸反應，脫除H2S后從吸收塔上部出口管進入到管網，小部分煤氣送往氮氣加熱器參加燃燒； (3)凈活性炭用鏈式運輸機輸送到吸收塔頂部，通過頂部入口的雙層旋轉卸料閥分配到塔內活性炭移動床，移動床在下部的輥式給料閥作用下勻速往下移動，H2S在活性炭催化作用下氧化生成S，吸附了 S的飽和活性炭從塔底部出口雙層旋轉卸料閥出來，重力作用下掉落到鏈式運輸機上； (4)飽和活性炭通過鏈式運輸機輸送到再生塔頂部，依次經過入口雙層旋轉卸料閥、換熱器、氣固分離器、冷卻器和出口雙層旋轉卸料閥；在換熱器中被高溫氮氣加熱到450^4600C，在氣固分離器中解析出氣態(tài)硫，在冷卻器中被低溫氮氣冷卻到120°C以下，通過鏈式運輸機輸送回吸收塔； (5)循環(huán)用的活性炭，在進入吸收塔之前將小顆粒的炭粉利用振動篩排出，并用活性炭倉補充新的活性炭； (6)氮氣進入加熱器升溫至48(T50(TC，由再生塔換熱器下部氮氣入口進入換熱器與飽和活性炭管壁逆流換熱，換熱后的氮氣大部分通過換熱器上部氮氣出口進入加熱器重新加熱，經過循環(huán)風機加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送氣態(tài)硫去固態(tài)硫沉淀池； (7)氮氣從再生塔冷卻器氮氣進口進入，大部分與活性炭管壁逆流換熱，小部分通過氮氣出口與雙層風帽進入出料倉保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，換熱后的氮氣通過冷卻器氮氣出口進入水冷式換熱器重新冷卻，經過循環(huán)風機加壓再循環(huán)，小部分通過塔內氮氣出口與雙層風帽進入進料分配器保證塔內正壓與無氧狀態(tài)，并作為載氣強制輸送氣態(tài)硫去固態(tài)硫沉淀池；氮氣通過補氮氣管道補充系統(tǒng)中的氮損耗； (8)氣態(tài)硫在固態(tài)硫沉淀池中冷卻為硫橫，作為工藝的副廣品回收利用。
3.一種煤氣脫硫和硫再生裝置，其特征在于:包括脫硫裝置、輸送裝置、加熱裝置、硫再生裝置；其中，脫硫裝置包括煤氣加壓機、吸收塔與煤氣管網管道；輸送裝置包括活性炭倉、振動篩、鏈式運輸機；硫再生裝置包括再生塔、氮氣加熱裝置、氮氣冷卻裝置與固態(tài)硫沉淀池。
4.根據權利要求3所述的煤氣脫硫和硫再生裝置，其特征在于:所述氮氣加熱裝置由氮氣管道、氮氣循環(huán)風機和加熱器連接組成；所述氮氣冷卻裝置由氮氣管道、氮氣循環(huán)風機與氮氣水冷器相連組成。
5.根據權利要求3所述的煤氣脫硫和硫再生裝置，其特征在于:所述吸收塔內依次設有頂部入口、雙層旋轉卸料閥、活性炭移動床、輥式給料閥、塔底部出口雙層旋轉卸料閥，吸收塔下部設有鏈式運輸機，鏈式運輸機直接通往再生塔頂部，吸收塔下部設有煤氣入口，吸收塔上部設有煤氣出口，煤氣入口、煤氣出口處設有多孔板。
6.根據權利要求3所述的煤氣脫硫和硫再生裝置，其特征在于:所述再生塔頂部設有活性炭入口，再生塔上部設有換熱器，下部設有冷卻器，底部設有雙層旋轉卸料閥，底部的活性炭出口連接振動篩，振 動篩底部設有灰倉。
【文檔編號】C10K1/34GK103980955SQ201410205126
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】原麗軍, 肖小華, 李強, 李遇春, 王國鵬, 楊英良 申請人:太原鋼鐵(集團)有限公司, 山西太鋼工程技術有限公司