專利名稱：提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)，具體地指一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
真空碳酸鉀煤氣脫硫工藝近年來被國(guó)內(nèi)眾多煤化工企業(yè)采用。該工藝主要包括脫硫和再生兩大部分，在脫硫塔內(nèi)使用碳酸鉀溶液直接吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S和HCN等酸性氣體，碳酸鉀溶液吸收了大量H2S后變?yōu)槊摿蚋灰?；脫硫塔下部出來的吸收了酸性氣體的富液經(jīng)富液槽貯存緩沖后進(jìn)入再生塔再生，在再生塔內(nèi)進(jìn)行酸氣解析，釋放出酸性氣體變?yōu)樵偕氁?，貧液再回脫硫塔進(jìn)行循環(huán)使用。該系統(tǒng)中碳酸鉀溶液是由系統(tǒng)補(bǔ)充的KOH溶液與煤氣中CO2反應(yīng)生成的。由于碳酸鉀溶液在吸收-再生循環(huán)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生KSCN和K4Fe (CN) 6等不可再生鹽，一般可通過外排貧液、補(bǔ)充KOH量等措施來調(diào)整脫硫液的質(zhì)量。目前，采用將KOH與脫硫塔后再生塔前的富液混合的補(bǔ)充方式，該補(bǔ)充方式操作簡(jiǎn)單，但是由于KOH補(bǔ)充在再生塔前，補(bǔ)充KOH后提高了再生塔內(nèi)富液的堿度和pH值，根據(jù)解析塔解析原理，堿度和PH值的升高對(duì)富液中酸氣的解析存在不利影響，會(huì)導(dǎo)致再生后貧液含H2S濃度較高，進(jìn)而導(dǎo)致貧液回流至脫硫塔后脫硫效率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法及其設(shè)備，該方法通過改進(jìn)KOH的補(bǔ)充方式來優(yōu)化脫硫塔和再生塔內(nèi)的工藝條件，進(jìn)而提聞系統(tǒng)的脫硫效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法，它包括如下步驟:I)采用碳酸鉀貧液作為脫硫劑在脫硫塔下段與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸，碳酸鉀貧液吸收焦?fàn)t煤氣中的酸性氣體后生成脫硫富液；2)將步驟I)中產(chǎn)生的脫硫富液送入再生塔再生，使酸性氣體從富液中解吸出來，得到再生的碳酸鉀貧液；3)將KOH溶液加入由步驟2)得到的碳酸鉀貧液中充分混合，再將此混合液輸送至脫硫塔下段，與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸，循環(huán)回用；4)采用NaOH溶液或從步驟3)得到的混合液中分流出一部分混合液作為洗滌劑，用該洗滌劑在脫硫塔上段對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行二次洗滌。進(jìn)一步地，所述KOH溶液的質(zhì)量百分比濃度范圍為10 50%。本發(fā)明采用添加KOH溶 液的方式來補(bǔ)充鉀鹽，其反應(yīng)如下:2K0H+C02 — K2C03+H20為實(shí)現(xiàn)上述方法而設(shè)計(jì)的提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的設(shè)備，包括用于吸收焦?fàn)t煤氣中酸性氣體的脫硫塔和用于使脫硫富液再生的再生塔，所述脫硫塔上段頂部的洗滌液入口與堿槽的輸出端相連，所述脫硫塔下段底部的脫硫富液出口與富液槽的輸入端相連，所述富液槽的輸出端與再生塔頂部的富液入口連通，所述再生塔底部的貧液出口與貧液槽的輸入端相連，所述貧液槽上開有鉀鹽補(bǔ)充口，所述貧液槽的輸出端與脫硫塔下段頂部的貧液入口連通。進(jìn)一步地，所述富液槽的輸出端通過換熱器的熱介質(zhì)管路與再生塔頂部的富液入口連通；所述再生塔底部的貧液出口通過換熱器的冷介質(zhì)管路與貧液槽的輸入端相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):其一，本發(fā)明將KOH的補(bǔ)充點(diǎn)由補(bǔ)充在脫硫富液中改為補(bǔ)充在再生后的碳酸鉀貧液中，碳酸鉀貧液由于KOH的加入而致使其pH值升高，該升高后的pH值有利于脫硫塔內(nèi)酸性氣體的吸收，從而提高了脫硫效率，進(jìn)一步降低了煤氣中H2S的濃度，穩(wěn)定了出廠煤氣指標(biāo)，使得煤氣指標(biāo)合格率升聞。其二，因不再采取使KOH與富液混合的補(bǔ)充方式，使得富液pH值恒定，避免了 KOH的投加引起富液PH值的升高，從而優(yōu)化了再生塔內(nèi)酸氣解析的工藝條件，降低了再生后的碳酸鉀貧液中H2S的濃度，穩(wěn)定了碳酸鉀貧液的質(zhì)量，進(jìn)而提高了其后續(xù)在脫硫塔內(nèi)的脫硫效率，并使得再生塔解析得到的酸氣成分趨于穩(wěn)定，提高了后續(xù)工序中硫磺或硫酸產(chǎn)品的收率。其三，KOH補(bǔ)充點(diǎn)的改變不影響系統(tǒng)鉀鹽的補(bǔ)充效果。


圖1為一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。圖1中所示的提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的設(shè)備，包括用于吸收焦?fàn)t煤氣中酸性氣體的脫硫塔I和用于使脫硫富液再生的再生塔2，所述脫硫塔I上段頂部的洗滌液入口 3與堿槽4的輸出端相連，所述脫硫塔I下段底部的脫硫富液出口 5與富液槽6的輸入端相連，所述富液槽6的輸出端通過換熱器12的熱介質(zhì)管路與再生塔2頂部的富液入口 7連通，所述再生塔2底部的貧液出口 8通過換熱器12的冷介質(zhì)管路與貧液槽9的輸入端相連，所述貧液槽9上開有鉀鹽補(bǔ)充口 10，所述貧液槽9的輸出端與脫硫塔I下段頂部的貧液入口 11連通。上述設(shè)備的工藝流程如下:進(jìn)口 H2S濃度為5 7g/m3的焦?fàn)t煤氣自下而上先流經(jīng)脫硫塔I下段與碳酸鉀貧液逆流接觸，焦?fàn)t煤氣中的90%以上的H2S、HCN、C02等酸性氣體被吸收，碳酸鉀貧液轉(zhuǎn)化成吸收了大量H2S的碳酸鉀富液；碳酸鉀富液經(jīng)脫硫塔I下段底部的富液出口 5流出并泵入富液槽6中，富液槽6用于緩沖富液流量，然后碳酸鉀富液通過換熱器12換熱后再經(jīng)再生塔2頂部的富液入口 7泵入再生塔2中進(jìn)行解吸，得到再生后的碳酸鉀貧液；再生后的碳酸鉀貧液從再生塔2底部的貧液出口 8流出后泵入貧液槽9中，所述貧液槽9上開有鉀鹽補(bǔ)充口 10，將 質(zhì)量百分比濃度為50%的KOH溶液由計(jì)量泵以恒定流速?gòu)拟淃}補(bǔ)充口 10打入貧液槽9，使其與貧液槽9中的碳酸鉀貧液充分混合后，再將此混合液經(jīng)脫硫塔I下段頂部的貧液入口 11輸送至脫硫塔I下段進(jìn)行噴灑，與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸，循環(huán)回用，以吸收掉焦?fàn)t煤氣中的大部分酸性氣體；然后，采用稀釋過的質(zhì)量百分比濃度為5%的NaOH溶液作為洗滌劑貯存在堿槽4中，將洗滌劑從堿槽4經(jīng)脫硫塔I上段頂部的洗滌液入口 3泵入脫硫塔I上段，對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行二次洗滌，以吸收焦?fàn)t煤氣中剩余的小部分H2S等酸性氣體，使得處理后的煤氣中H2S濃度降低至15(T200mg/m3，而產(chǎn)生的廢堿液則送去后續(xù)生化水處理工序。另外，也可從貧液槽9中分流出一部分由碳酸鉀貧液與KOH溶液混合而成的混合液作為洗滌劑在脫硫塔I上段對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行二次洗滌，此時(shí)，脫硫塔I上段和脫硫塔I下段的脫硫劑都為鉀鹽，二次洗滌后的洗滌廢液能夠重回脫硫-再生循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，使得脫硫塔I上段產(chǎn)生的洗滌廢液量降低為零，脫硫廢液的總產(chǎn)生量也因此大幅降低。為保證煤氣洗滌效果，由再生塔2底部出來的碳酸鉀貧液在進(jìn)入貧液槽9之前通過貧液外排口 13定期排放部分貧液，以保證多次再生后貧液質(zhì)量。從再生塔2頂部酸氣排出口 14排出的酸氣進(jìn)入克勞斯?fàn)t生產(chǎn)硫磺或硫酸。本發(fā)明將KOH的補(bǔ)充點(diǎn)由補(bǔ)充在脫硫富液中改為補(bǔ)充在再生后的碳酸鉀貧液中，碳酸鉀貧液由于KOH的加入其pH值由原來的l(Tll可升高至If 12，有利于脫硫塔I內(nèi)酸性氣體的吸收，提高了脫硫塔I的脫硫效率；Κ0Η不再補(bǔ)充在富液槽6中，使得脫硫富液pH值恒定在擴(kuò)10之間，避免了 KOH的投加引起富液pH值的升高，從而優(yōu)化了再生塔2內(nèi)酸氣解吸的工藝條件，穩(wěn)定了碳酸鉀貧液質(zhì)量，進(jìn)一步提高了脫硫效率，本發(fā)明系統(tǒng)的煤氣處理量可達(dá) 1.5X 105m3 /h。
權(quán)利要求
1.一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法，其特征在于:它包括如下步驟: 1)采用碳酸鉀貧液作為脫硫劑在脫硫塔下段與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸，碳酸鉀貧液吸收焦?fàn)t煤氣中的酸性氣體后生成脫硫富液； 2)將步驟I)中產(chǎn)生的脫硫富液送入再生塔再生，使酸性氣體從富液中解吸出來，得到再生的碳酸鉀貧液； 3)將KOH溶液加入由步驟2)得到的碳酸鉀貧液中充分混合，再將此混合液輸送至脫硫塔下段，與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸，循環(huán)回用； 4)采用NaOH溶液或從步驟3)得到的混合液中分流出一部分混合液作為洗滌劑，用該洗滌劑在脫硫塔上段對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行二次洗滌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法，其特征在于:所述KOH溶液的質(zhì)量百分比濃度范圍為1(Γ50%。
3.一種為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法而設(shè)計(jì)的提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的設(shè)備，包括用于吸收焦?fàn)t煤氣中酸性氣體的脫硫塔(I)和用于使脫硫富液再生的再生塔(2)，其特征在于:所述脫硫塔(I)上段頂部的洗滌液入口(3)與堿槽(4)的輸出端相連，所述脫硫塔(I)下段底部的脫硫富液出口(5)與富液槽(6)的輸入端相連，所述富液槽(6)的輸出端與再生塔(2)頂部的富液入口(7)連通，所述再生塔(2)底部的貧液出口(8)與貧液槽(9)的輸入端相連，所述貧液槽(9)上開有鉀鹽補(bǔ)充口(10)，所述貧液槽(9)的輸出端與脫硫塔(I)下段頂部的貧液入口( 11)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的設(shè)備，其特征在于:所述富液槽(6)的輸出端通過換熱器(12)的熱介質(zhì)管路與再生塔(2)頂部的富液入口(7)連通；所述再生塔(2)底部的貧 液出口(8)通過換熱器(12)的冷介質(zhì)管路與貧液槽(9)的輸入端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高真空碳酸鉀法焦?fàn)t煤氣脫硫效率的方法，該方法將KOH溶液加入再生后的碳酸鉀貧液中充分混合，再將此混合液輸送至脫硫塔下段，與焦?fàn)t煤氣氣流逆向接觸吸收酸性氣體，循環(huán)回用。其設(shè)備中再生塔底部的貧液出口與貧液槽的輸入端相連，所述貧液槽上開有鉀鹽補(bǔ)充口，所述貧液槽的輸出端與脫硫塔下段頂部的貧液入口連通。本發(fā)明將KOH溶液補(bǔ)充在再生后的碳酸鉀貧液中，碳酸鉀貧液由于KOH的加入而致使其pH值升高，有利于脫硫塔內(nèi)酸性氣體的吸收，從而提高了脫硫效率，該KOH補(bǔ)充方式使得富液pH值恒定，從而優(yōu)化了酸氣解析條件，進(jìn)一步提高了脫硫效率。
文檔編號(hào)C10K1/12GK103113930SQ20131006295
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者王麗娜, 薛改鳳, 吳恒喜, 黃建陽, 張壘, 吳高明, 劉璞, 付本全, 張楠, 劉尚超 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司