具有多層噴淋結(jié)構(gòu)的焦化煤氣脫硫再生一體塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工焦化脫硫的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有多層噴淋結(jié)構(gòu)的焦化煤氣脫硫再生一體塔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè)將執(zhí)行更為嚴(yán)格的大氣污染物排放限值，鋼鐵企業(yè)中的焦化生產(chǎn)企業(yè)迫切需要找到適宜、高效、經(jīng)濟(jì)的減排治理技術(shù)。因?yàn)榻够簹庵泻辛蚧瘹浜颓杌瘹?，不僅嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境，而且當(dāng)焦化煤氣作為鋼鐵企業(yè)冶金燃料時(shí)，硫化氫等有害物質(zhì)嚴(yán)重影響了鋼材質(zhì)量。
[0003]焦化煤氣的傳統(tǒng)脫硫工藝裝置相對(duì)比較復(fù)雜，如圖2所示，主要由脫硫塔、再生塔、反應(yīng)槽等組成，其工藝流程是將來(lái)自上一工序的粗焦化煤氣經(jīng)煤氣入口進(jìn)入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫貧液逆流接觸洗滌焦化煤氣中的硫化氫，脫除硫化氫的凈焦化煤氣從塔頂一側(cè)的煤氣出口送往下一工序；從脫硫塔下部的脫硫富液出口流出的脫硫富液經(jīng)液封槽由管路進(jìn)入反應(yīng)槽，補(bǔ)充滴加催化劑溶劑后用富液循環(huán)泵抽送進(jìn)入再生塔再生；自空壓站噴射器來(lái)的壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣入口與脫硫富液由再生塔下部的再生塔脫硫富液入口并流進(jìn)入再生塔內(nèi)對(duì)脫硫富液進(jìn)行氧化再生；再生后的脫硫貧液從再生塔上部的脫硫貧液出口經(jīng)液位調(diào)節(jié)器和外部的連通管路自流入脫硫塔中上部位置的噴淋結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴淋脫硫；再生塔塔頂浮選出的硫泡沫從硫泡沫出口流出送往下一工序。
[0004]焦化煤氣的傳統(tǒng)脫硫工藝，雖然可以減輕環(huán)境污染，但也存在以下幾點(diǎn)不足之處:一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個(gè)脫硫系統(tǒng)大型設(shè)備數(shù)量多，如脫硫塔、再生塔、反應(yīng)槽等，占地面積大，管道設(shè)置面廣距離遠(yuǎn)，增加了設(shè)備投資成本；二是工藝復(fù)雜，再生塔采用的是壓縮空氣對(duì)脫硫富液進(jìn)行氧化再生的工藝，這樣必須建立高壓空氣站，同樣增加了設(shè)備投資成本；三是由于設(shè)備體積大、型號(hào)種類多、管道安裝距離長(zhǎng)，使得脫硫運(yùn)行過(guò)程中的各種損耗都增大，如熱量損失、催化劑損耗等，勢(shì)必造成脫硫效率下降、脫硫效果不徹底，增加了生產(chǎn)運(yùn)行成本、降低了能效。特別是再生后的尾氣未經(jīng)任何處理從再生塔塔頂?shù)脑偕矚夥派⒖谥苯优欧胖链髿庵?，二次污染?yán)重，對(duì)環(huán)境造成惡劣影響。另外，當(dāng)前焦化煤氣中所使用原料煤的煤質(zhì)具有高含硫的趨勢(shì)，必然導(dǎo)致焦化煤氣中的含硫量增加，因此焦化煤氣脫硫過(guò)程中迫切需要采用高效的脫硫再生設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明的目的在于:為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)脫硫工藝技術(shù)的不足，提供了一種可以有效地克服上述不足、解決上述問(wèn)題的具有多層噴淋結(jié)構(gòu)的焦化煤氣脫硫再生一體塔，其目的是占地面積小、管道安裝距離短、減少設(shè)備投資成本、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序、降低設(shè)備能耗、提高脫硫效率，避免二次環(huán)境污染。
[0006]技術(shù)方案:為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
具有多層噴淋結(jié)構(gòu)的焦化煤氣脫硫再生一體塔，其特征是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)采用立式一體塔式結(jié)構(gòu)，從上至下依次為再生后尾氣洗滌單元、再生單元、脫硫單元、脫硫后富液存儲(chǔ)反應(yīng)單元，將上述4個(gè)單元優(yōu)化設(shè)計(jì)整合形成一個(gè)整體，其連接關(guān)系為內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過(guò)內(nèi)部塔底分割脫硫后富液存儲(chǔ)反應(yīng)單元與脫硫單元，通過(guò)內(nèi)部橢圓形封頭分割脫硫單元與再生單元，外部結(jié)構(gòu)是在再生單元頂部安裝有再生后尾氣洗滌單元，并且在脫硫單元上部和中部位置設(shè)置有兩層的噴淋結(jié)構(gòu)，而且上、下兩層的噴淋結(jié)構(gòu)均可以設(shè)置成一層或多層噴淋結(jié)構(gòu)的形式。
[0007]具有多層噴淋結(jié)構(gòu)的焦化煤氣脫硫再生一體塔，其特征是本發(fā)明的塔底部的裙座部分設(shè)計(jì)成脫硫后富液存儲(chǔ)反應(yīng)單元，通過(guò)設(shè)置的環(huán)狀密封，以便存儲(chǔ)脫硫后富液溶液；富液溶液循環(huán)泵在旋流噴射管的助力下直接抽取塔底脫硫后富液溶液并壓人安置在塔頂?shù)母鱾€(gè)自吸式氧化再生噴射器，利用噴射器吸入空氣或富氧來(lái)使富液溶液經(jīng)導(dǎo)引管噴射進(jìn)入再生單元進(jìn)行氧化再生，再生反應(yīng)后分離出的硫泡沫自流入硫泡沫再生槽，產(chǎn)生的脫硫貧液經(jīng)設(shè)置在再生單元內(nèi)的液位調(diào)節(jié)器和外部的連通管路自流入下段脫硫單元中上部位置的噴淋結(jié)構(gòu)和中部位置的噴淋結(jié)構(gòu)中，在各噴淋結(jié)構(gòu)下部安裝有呈不同半徑、多層環(huán)狀布置的若干個(gè)高壓霧化噴槍，由高壓霧化噴槍的噴嘴實(shí)施脫硫貧液逆流對(duì)焦化煤氣的雙重復(fù)合霧化噴淋；焦化煤氣由脫硫單元底部一側(cè)進(jìn)入、經(jīng)煤氣分布器分布后由脫硫單元下部逆流而上，上行過(guò)程中通過(guò)4層的輕瓷填料或全瓷填料層及相應(yīng)的氣液分布器后，與下行的脫硫貧液溶液對(duì)流，經(jīng)洗滌吸收焦化煤氣中所含硫化氫后變成脫硫富液流入底部，而且為保持脫硫全過(guò)程的低溫操作，在脫硫單元的4層填料層支架中設(shè)置安裝有相應(yīng)的盤管式再冷卻裝置，煤氣中的硫化氫隨著溫度降低、被脫硫貧液中氨吸收、冷凝、凝聚一起后進(jìn)入脫硫后的富液中、使得脫硫后的焦化煤氣中的硫化氫含量遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的20mg/ m3以下；流入底部的脫硫后富液經(jīng)過(guò)環(huán)狀密封隔離煤氣后流入底部的脫硫后富液存儲(chǔ)反應(yīng)單元，然后再用富液溶液循環(huán)泵將在塔底脫硫后富液溶液抽送到安置在塔頂?shù)母鱾€(gè)自吸式氧化再生噴射器中、經(jīng)導(dǎo)引管噴射進(jìn)再生單元中進(jìn)行氧化再生；再生后的尾氣進(jìn)入到再生單元上部連接的再生后尾氣洗滌單元進(jìn)行尾氣洗滌脫硫，尾氣洗滌過(guò)程包括兩部分:一是滿足整個(gè)脫硫工藝系統(tǒng)循環(huán)水平衡的新水或脫硫液經(jīng)過(guò)管道送入尾氣洗滌單元內(nèi)部上方、由高壓霧化噴槍噴射新水或脫硫液進(jìn)行尾氣脫硫洗滌；二是噴射的新水或脫硫液進(jìn)行尾氣脫硫洗滌后成為洗滌液，然后洗滌液由循環(huán)泵和管道再次送入尾氣洗滌單元內(nèi)部上方、由高壓霧化噴槍噴射洗滌液進(jìn)行再次尾氣脫硫洗滌，如此循環(huán)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了焦化煤氣脫硫與再生的一體塔式脫硫再生工作。
[0008]作為優(yōu)化:本發(fā)明所述脫硫單元中，因?yàn)椴捎靡园睘閴A源對(duì)含有硫化氫等硫化物的焦化氣體進(jìn)行液相催化氧化法脫硫吸收反應(yīng)的工藝過(guò)程，在化工熱力學(xué)中屬于放熱過(guò)程，為了保持脫硫全過(guò)程的低溫操作，在脫硫單元的4層填料層支架中設(shè)置安裝有相應(yīng)的盤管式循環(huán)再冷卻裝置，用于脫硫過(guò)程中放熱過(guò)程的熱量循環(huán)冷卻；并且在脫硫單元的上部位置和中部位置設(shè)置有上、下兩層的復(fù)合噴淋結(jié)構(gòu)，焦化煤氣首先經(jīng)過(guò)下層噴淋結(jié)構(gòu)，霧化后的脫硫液與其進(jìn)行第一次傳熱和傳質(zhì)的逆流混合接觸洗滌，將煤氣中的硫化氫等吸收在脫硫液中，焦化煤氣繼續(xù)上行再次通過(guò)上層噴淋結(jié)構(gòu)，霧化的脫硫液與其進(jìn)行第二次傳熱和傳質(zhì)的逆流混合接觸洗滌，繼續(xù)將煤氣中的硫化氫等吸收在脫硫液中，使得脫硫效果更加徹底，使得脫硫后的焦化煤氣中的硫化氫含量遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的20mg/ m3以下，而且上、下兩層的噴淋結(jié)構(gòu)均可以設(shè)置成一層或多層噴淋結(jié)構(gòu)。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)化:本發(fā)明的再生后尾氣洗滌單元是在再生單元上部連接有再生后尾氣洗滌單元，再生后尾氣的排放口即為再生后尾氣洗滌單元的入口，再生后尾氣經(jīng)排放口進(jìn)入再生后尾氣洗滌單元進(jìn)行尾氣洗滌脫硫，尾氣洗滌過(guò)程包括兩部分:一是滿足整個(gè)脫硫工藝系統(tǒng)循環(huán)水平衡的新水或脫硫液經(jīng)過(guò)管道送入尾氣洗滌單元內(nèi)部上方、由高壓霧化噴槍噴射新水或脫硫液進(jìn)行尾氣脫硫洗滌；二是噴射的新水或脫硫液進(jìn)行尾氣脫硫洗滌后成為洗滌液，然后洗滌液由循環(huán)泵和管道再次送入尾氣洗滌單元內(nèi)部上方、由高壓霧化噴槍噴射洗滌液進(jìn)行再次尾氣脫硫洗滌；上述兩部分均可回收再生尾氣中的氨或夾帶的硫泡沫，吸收了氨氣的洗滌液可通過(guò)溢流管道溢流到再生單元進(jìn)一步充分利用。