一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝制造技術

技術編號：44395152 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-02-25 10:08

本發明專利技術公開了一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，包括如下步驟：S1、高爐煤氣降溫脫水、脫氯和除塵；S2、高爐煤氣水解處理，將有機硫全部轉化成無機硫；S3、高爐煤氣脫硫處理；S4、分離出二氧化碳和不含二氧化碳的高爐煤氣；S5、高爐煤氣升溫后與吸附飽和的吸附劑進行反應，將吸附的硫物種轉化成羰基硫，得到較高濃度的羰基硫解析氣，S6、對羰基硫解析氣進行分離處理，得到液態高純的羰基硫液體。本發明專利技術通過對凈化煤氣進行二氧化碳分離，然后再對吸附劑進行解析處理，一方面可有效地使用少量的氣體對吸附劑的再生，實現了吸附劑的可循環使用；別一方面吸附劑的解析產物均為羰基硫，避免了吸附劑再生時產生固體硫磺而引起的管道堵塞問題。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及大氣凈化環境保護，具體涉及一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝。

技術介紹

1、近年來，高爐煤氣源頭脫硫技術在國內鋼鐵行業得到了廣泛應用，旨在減少硫排放并滿足國家雙碳政策的要求。現有技術中，如專利cn202323125605、cn202323094336和cn202410636644等公開的高爐煤氣脫硫工藝通常包括脫氯脫氧預處理、將有機硫cos轉化成無機硫h2s，并對h2s進行再處理。然而，當前的h2s再處理方式存在一些問題。

2、一種常見的做法是使用一次性的活性炭吸附劑進行吸附，但這種方法并未達到真正的脫硫效果，因為吸附飽和的活性炭僅作為燃料在鋼鐵廠的燒結工序中使用，硫元素并未得到有效回收。另一種方法是對吸附飽和的h2s進行氧化處理，生成硫磺單質進行回收。雖然這種方法實現了硫的回收，但對工藝的防堵裝置要求極高，存在堵塞問題。

3、此外，高爐煤氣中的羰基硫(cos)具有高應用價值。高濃度的羰基硫可作為中間體原料，廣泛用于合成農藥、醫藥和其他化工產品；高純度的cos亦可用于航空、機械和化學工業中的電子薄片零件精密刻蝕產品的加工。高爐煤氣氣量超大，如果能從中提純羰基硫，則可以滿足上述應用需求，同時降低硫的排放。

4、然而，現有的一次性活性炭吸附技術因不符合雙碳政策要求，將逐漸被淘汰。雖然可重復利用的活性炭技術具有推廣潛力，但制備硫磺技術存在的堵塞問題仍需解決。因此，需要開發一種更高效、環保的高爐煤氣脫硫技術，以實現對高爐煤氣中硫的有效回收和利用，同時解決現有技術中的堵塞問題。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本專利技術提供一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，通過改變解析氣氛，使得對吸附飽和的吸附劑進行解析時，控制其不產生硫磺而只生成羰基硫的方式，將高爐煤氣里的低濃度的羰基通過吸附濃縮轉化成高濃度的羰基硫。

2、本專利技術采用如下技術方案：

3、一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，包括以下步驟：

4、s1、將高爐煤氣通入預處理裝置進行降溫脫水、脫氯和除塵后，回升溫度，得高爐煤氣a；

5、s2、經預處理后的高爐煤氣a通入cos水解裝置進行水解處理，使高爐煤氣里的有機硫全部轉化成無機硫，得高爐煤氣b；

6、s3、經水解處理后的高爐煤氣b通入一用一備的硫化氫吸附裝置進行脫硫處理，得高爐煤氣c；

7、s4、脫硫處理后的無硫高爐煤氣c分兩路排出，其中一路直接外輸使用，另一路通過引風機轉入二氧化碳分離裝置進行處理，分離出二氧化碳和不含二氧化碳的高爐煤氣d，其中分離出的二氧化碳進入液態co2儲罐儲存；

8、s5、高爐煤氣d經加熱器升溫后，通入吸附飽和的硫化氫吸附裝置中，與吸附飽和的吸附劑進行反應，將吸附的硫物種轉化成羰基硫，得到較高濃度的羰基硫解析氣，此時吸附劑得到再生，又可獲得較高濃度的羰基硫氣體，再生后的吸附劑經降溫后，可以重復使用；

9、s6、將步驟s5得到的較高濃度的羰基硫解析氣經高濃度cos分離裝置進行分離處理，得到液態高純的羰基硫液體，進入液態cos儲罐儲存，分離羰基硫后的氣體回外部管網。

10、所述步驟s1中，所述預處理裝置降溫脫水、氯離子和粉塵的工作溫度為0～10℃，其通過冷凍水降溫法一并脫除高爐煤氣中的水、氯離子和粉塵；所述回升溫度為50～80℃。

11、所述步驟s2中，所述cos水解裝置中填裝有水解催化劑，所述水解催化劑包括催化載體和負載活性組分，其中催化載體為氮化碳、氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰中的一種或多種復合物，負載活性組分為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、草酸鈉、草酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種或多種。

12、所述步驟s3中，一用一備的所述硫化氫吸附裝置包括并聯設置的兩個，當其中一個硫化氫吸附裝置吸附飽和后，另一個硫化氫吸附裝置開始吸附工作，吸附飽和的硫化氫吸附裝置開始脫附。

13、所述硫化氫吸附裝置中填裝有吸附劑，所述吸附劑包括吸附載體和負載活性組分，其中吸附載體為煤質活性炭、木質活性炭、石油焦質活性炭中的一種或多種復合物，負載活性組分為硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硫酸鐵、硫酸鈷、硫酸鎳、氯化鐵、氯化鈷、氯化鎳、草酸鐵、草酸鈷、草酸鎳、硝酸銅、醋酸銅、氯化銅、硫酸銅中的一種或多種。

14、所述步驟s4中，外輸使用的無硫高爐煤氣c占全部氣體的80～95％，轉入二氧化碳分離裝置進行處理的無硫高爐煤氣c占全部氣體的5～20％。

15、所述步驟s4中，所述二氧化碳分離裝置包括變壓吸附與低溫冷凝分離出液態二氧化碳，其中低溫冷凝溫度為-150℃～-50℃。

16、所述步驟s5中，吸附劑再生時的加熱溫度為180～220℃；所述較高濃度的羰基硫解析氣的濃度為5％～20％。

17、所述步驟s6中，所述高濃度cos分離裝置包括變壓吸附與低溫冷凝分離出液體羰基硫，其中低溫冷凝溫度為-150℃～-50℃。

18、所述步驟s6中，所述液態高純的羰基硫液體的濃度大于98％。

19、本專利技術技術方案，具有如下優點：

20、本專利技術通過系統的處理裝置能有效地脫除高爐煤氣的硫物種，實現超低排放。同時通過對少量凈化煤氣進行二氧化碳分離，然后再對吸附劑進行解析處理，一方面可有效地使用少量的氣體對吸附劑的再生，實現了吸附劑的可循環使用；別一方面吸附劑的解析產物均為羰基硫，避免了吸附劑再生時產生固體硫磺而引起的管道堵塞問題。分離出的液態的二氧化碳可以排少碳的排放，得到的高純液態羰基硫產物可以作為化工原料進行使用，也可作為電子薄片零件精密刻蝕氣使用，實現了高爐煤氣中硫的資源利用。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S1中，所述預處理裝置(1)降溫脫水、氯離子和粉塵的工作溫度為0～10℃，其通過冷凍水降溫法一并脫除高爐煤氣中的水、氯離子和粉塵；所述回升溫度為50～80℃。

3.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S2中，所述COS水解裝置(2)中填裝有水解催化劑，所述水解催化劑包括催化載體和負載活性組分，其中催化載體為氮化碳、氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰中的一種或多種復合物，負載活性組分為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、草酸鈉、草酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S3中，一用一備的所述硫化氫吸附裝置(3)包括并聯設置的兩個，當其中一個硫化氫吸附裝置(3)吸附飽和后，另一個硫化氫吸附裝置(3)開始吸附工作，吸附飽和的硫化氫吸附裝置(3)開始脫附。

5.根據權利要

6.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S4中，外輸使用的無硫高爐煤氣C占全部氣體的80～95％，轉入二氧化碳分離裝置(5)進行處理的無硫高爐煤氣C占全部氣體的5～20％。

7.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S4中，所述二氧化碳分離裝置(5)包括變壓吸附與低溫冷凝分離出液態二氧化碳，其中低溫冷凝溫度為-150℃～-50℃。

8.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S5中，吸附劑再生時的加熱溫度為180～220℃；所述較高濃度的羰基硫解析氣的濃度為5％～20％。

9.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S6中，所述高濃度COS分離裝置(7)包括變壓吸附與低溫冷凝分離出液體羰基硫，其中低溫冷凝溫度為-150℃～-50℃。

10.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟S6中，所述液態高純的羰基硫液體的濃度大于98％。

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【技術特征摘要】

1.一種高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟s1中，所述預處理裝置(1)降溫脫水、氯離子和粉塵的工作溫度為0～10℃，其通過冷凍水降溫法一并脫除高爐煤氣中的水、氯離子和粉塵；所述回升溫度為50～80℃。

3.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟s2中，所述cos水解裝置(2)中填裝有水解催化劑，所述水解催化劑包括催化載體和負載活性組分，其中催化載體為氮化碳、氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰中的一種或多種復合物，負載活性組分為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、草酸鈉、草酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述步驟s3中，一用一備的所述硫化氫吸附裝置(3)包括并聯設置的兩個，當其中一個硫化氫吸附裝置(3)吸附飽和后，另一個硫化氫吸附裝置(3)開始吸附工作，吸附飽和的硫化氫吸附裝置(3)開始脫附。

5.根據權利要求4所述的高爐煤氣脫硫制備高濃度羰基硫工藝，其特征在于，所述硫化氫吸附裝置(3)中填裝有吸附劑，所述吸附劑包括吸附載體和負載活性組分，其中吸附載體為煤質活性炭、木質活性炭、石...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江莉龍，吳明紅，鄭勇，曹彥寧，劉福建，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：發明
國別省市：

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