本发明属于钢铁企业副产煤气净化领域，具体涉及一种煤气净化系统。
背景技术：
ccpp机组在iso工况的流量下总的允许的颗粒含量为(bfg/ldg cog)：2.7mg/nm3，固体颗粒小于1mg/nm3，焦油和萘小于等于20mg/nm3。国外进口燃气轮机最佳燃料最初设计是以天然气为主的洁净燃料，而国内钢铁企业ccpp燃气轮机燃烧介质为清洁程度极低且含有大量焦油、萘、苯、硫化物以及水蒸汽和固体颗粒等腐蚀性污染物的钢铁企业副产煤气，目前钢铁企业现有煤气净化系统的净化质量不能满足末端用户需求，高炉煤气和转炉煤气(bfg/ldg)中的灰尘和固体颗粒物净化不达标，尤其是净化焦炉煤气(cog)中的硫化氢、苯、萘的效果不佳，大量的硫化物、苯、萘等腐蚀性污染物使高温零部件承受更为苛刻的高温腐蚀，加剧了煤气管道、排烟系统的腐蚀破损，同时，燃烧过程生成大量污染性气体二氧化硫(燃烧后烟气so2浓度在68.9～83.9mg/m3)，不能满足公司现有最低排放环保质量要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种煤气净化系统，能净化钢铁企业副产煤气中的有机硫硫化物、焦油、苯和萘以及灰尘等固体颗粒物，提高了净化能力和净化稳定性。
本发明所采用的技术方案是：
一种煤气净化系统，应用于以钢铁企业副产煤气为燃料的ccpp发电机组，包括能通过分子筛吸附杂质的吸附塔、用于再生分子筛的风机和换热器、能对再生物质喷淋碱液和冷却回收的冷却吸收塔、能对再生物质二次冷却回收的列管冷却器、能通过吸附剂吸附再生物质的h2s吸附塔、能除尘的混合煤气净化装置和集液罐，吸附塔的净化入口与焦炉煤气源连接、净化出口与净化焦炉煤气主管连接、反冲出口与冷却吸收塔入口连接，换热器的入口通过风机接入净化焦炉煤气主管、出口与吸附塔反冲入口连接，冷却吸收塔的气体出口与列管冷却器入口连接、液体出口与集液罐连接，列管冷却器的气体出口与h2s吸附塔入口连接、液体出口与集液罐连接，h2s吸附塔的气体出口接入净化焦炉煤气主管、液体出口与集液罐连接，混合煤气净化装置的入口与净化焦炉煤气主管以及高炉煤气和转炉煤气源连接、出口通入ccpp发电机组。
进一步地，换热器采用高温蒸汽作为热源，高温蒸汽还通过管道接入列管冷却器和h2s吸附塔，列管冷却器堵塞时通过高温蒸汽加热除萘，h2s吸附塔内的吸附剂通过高温蒸汽加热再生。
进一步地，分子筛吸附杂质接近饱和状态时，启动风机，将净化焦炉煤气主管中净化后的焦炉煤气加压并送入加热器加热至230～250℃，然后进入吸附塔将分子筛加热至200℃以上实现分子筛的再生，再生过程为1～2天。
进一步地，分子筛加热再生时在焦炉煤气中h2条件下将吸附的有机硫杂质催化转化为h2s，再生出来的h2s和芳烃气体进入冷却吸收塔后，除去并回收焦油、h2s、部分芳烃和萘，然后进入列管冷却器，除去并回收微量的有机气体和h2s，然后进入h2s吸附塔，除去并回收包括h2s在内的微量杂质。
进一步地，吸附塔、冷却吸收塔、列管冷却器和h2s吸附塔均采用两个，其中一个运行、另一个备用。
进一步地，吸附塔中的分子筛具有可疏水性。
进一步地，吸附塔中的分子筛耐高温，能反复再生且再生后不影响吸附性能。
进一步地，吸附塔中的分子筛采用疏水综合性能分子筛cz-100。
进一步地，吸附塔中的分子筛规格为ф3～4×10～15mm，堆比重0.75t/m3，比表面积200～500m2/g，孔容积0.2～0.4ml/mg，强度≥70n。
进一步地，混合煤气净化装置采用电除尘器，电除尘器根据煤气净化系统的运行情况选择清洗方式：双电场在线喷水的情况下高压运行、单电场电场在线喷水的情况下高压运行、两个电场都不喷水清洗情况下运行。
本发明的有益效果是：
该系统能净化焦炉煤气中的有机硫硫化物、焦油、苯和萘，能净化焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中灰尘等固体颗粒物，采取分级净化模式，提高了净化能力和净化稳定性，实现了混合煤气进入ccpp发电机组燃烧前：硫化氢含量≤4mg/m3、焦油含量≤4mg/m3、萘含量≤4mg/m3、颗粒物≤5mg/m3；该系统净化吸附周期较长，可连续净化吸附12天，仅通过1～2天再生即可继续净化吸附；该系统将净化后的焦炉煤气加热作为再生的反吹气体，无需额外增加气体消耗，同时能够利用焦炉煤气中的h2组分在分子筛的催化作用下将有机硫杂质转化为h2s，便于后续碱液吸收；该系统无废气排放，排放废液通过槽车外运统一处理，分子筛使用寿命可达10年，同时使用过程中无新增废弃物产生，具有较高环保效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例中煤气净化系统的工艺流程图。
图中：1-吸附塔；2-冷却吸收塔；3-列管冷却器；4-风机；5-换热器；6-混合煤气净化装置；7-h2s吸附塔；8-集液罐。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
如图1所示，一种煤气净化系统，应用于以钢铁企业副产煤气为燃料的ccpp发电机组，包括能通过分子筛吸附杂质的吸附塔1、用于再生分子筛的风机4和换热器5、能对再生物质喷淋碱液和冷却回收的冷却吸收塔2、能对再生物质二次冷却回收的列管冷却器3、能通过吸附剂吸附再生物质的h2s吸附塔7、能除尘的混合煤气净化装置6和集液罐8，吸附塔1的净化入口与焦炉煤气源连接、净化出口与净化焦炉煤气主管连接、反冲出口与冷却吸收塔2入口连接，换热器5的入口通过风机4接入净化焦炉煤气主管、出口与吸附塔1反冲入口连接，冷却吸收塔2的气体出口与列管冷却器3入口连接、液体出口与集液罐8连接，列管冷却器3的气体出口与h2s吸附塔7入口连接、液体出口与集液罐8连接，h2s吸附塔7的气体出口接入净化焦炉煤气主管、液体出口与集液罐8连接，混合煤气净化装置6的入口与净化焦炉煤气主管以及高炉煤气和转炉煤气源连接、出口通入ccpp发电机组。
如图1所示，在本实施例中，换热器5采用高温蒸汽作为热源，高温蒸汽还通过管道接入列管冷却器3和h2s吸附塔7，列管冷却器3堵塞时通过高温蒸汽加热除萘，h2s吸附塔7内的吸附剂通过高温蒸汽加热再生。
如图1所示，在本实施例中，吸附塔1、冷却吸收塔2、列管冷却器3和h2s吸附塔7均采用两个，其中一个运行、另一个备用。
在本实施例中，吸附塔1中的分子筛具有可疏水性，可有效减少煤气中水蒸汽对其吸附性能的影响。吸附塔1中的分子筛耐高温，能反复再生且再生后不影响吸附性能，使用寿命高。吸附塔1中的分子筛采用疏水综合性能分子筛cz-100，能吸附硫化氢和硫醇、硫醚、噻吩等有机硫。吸附塔1中的分子筛规格为ф3～4×10～15mm，堆比重0.75t/m3，比表面积200～500m2/g，孔容积0.2～0.4ml/mg，强度≥70n。
在本实施例中，混合煤气净化装置6采用电除尘器，电除尘器根据煤气净化系统的运行情况选择清洗方式：双电场在线喷水的情况下高压运行、单电场电场在线喷水的情况下高压运行、两个电场都不喷水清洗情况下运行。除尘器在吊挂保温箱内阴极吊杆处增设瓷套筒，有效减少灰尘和水流到吊挂箱内，并能保证保温箱内的加热温度；电除尘器的阳极板采用更易清洗和收集吸附的固体颗粒物的不锈钢818平板；电除尘器的阴极排全部采用为吸附净化能力更好的小鱼骨针阴极排，阴极线及框架材质为材质为q235-a不锈钢；电除尘器的两个电场的喷嘴全部采用雾化喷嘴，便于后期检修维护。
上述系统的工作流程是：焦炉煤气从吸附塔1底部的净化入口进入，经分子筛吸附后，脱除煤气中的h2s、萘、焦油等杂质，净化后的焦炉煤气从吸附塔1顶部的净化出口排出，进入净化焦炉煤气主管，净化焦炉煤气主管输送的净化后的焦炉煤气以及高炉煤气和转炉煤气进入混合煤气净化装置6，经过净化除尘后送至ccpp发电机组；吸附塔1运行一段时间后，分子筛吸附杂质接近饱和状态，需要反吹来再生活化，启动风机4，将净化焦炉煤气主管中净化后的焦炉煤气加压并送入加热器5加热(加热至230～250℃)，然后进入吸附塔1底部的反冲入口，将分子筛加热(200℃以上)，使分子筛的吸附孔隙打开，实现分子筛的再生，再生过程为1～2天，同时在h2条件下将吸附的不同类型的有机硫杂质催化转化为h2s，随着反吹气体从吸附塔1顶部的反冲出口排出；再生出来的h2s和芳烃气体进入冷却吸收塔2后，在喷淋的碱液作用下，得到焦油、h2s、部分芳烃和萘的冷却液体，冷却液体从液体出口排出并回收至集液罐8中存储，冷却后的气体从气体出口排出并进入列管冷却器3，对含少量萘的不凝再生气体再次冷却，除去再生气体中含有的微量的有机气体和硫化物，得到的液体从液体出口排出并回收至集液罐中存储8，冷却后的含有h2s等微量杂质的气体由气体出口排出，从底部的入口进入h2s吸附塔7，在吸附剂的作用下除去h2s等微量杂质，得到的液体从液体出口排出并回收至集液罐8中存储，得到的干净的焦炉煤气接入净化焦炉煤气主管，集液罐8后续口与回收焦油和萘。
对于现有的煤气净化系统和本发明的煤气净化系统的使用效果，得到下表。
表1新、旧净化系统性能对比
对于现有的煤气净化系统和本发明的煤气净化系统产生的经济效益，对比如下：
1、现有的煤气净化系统
按照武钢ccpp年焦炉煤气用量和运行时间计算，脱硫剂平均每季度更换一次，脱硫剂每次更换量为330吨(脱硫剂单价2300元/吨)，每年脱硫剂约更换费用约304万元；每年两台电捕焦运行电量约86万kwh，每年氨水用量约1200吨，每年电捕焦器运行费用约80万元；合计年运行费用380万元。
环保措施费用：每年废旧脱硫剂处理量为1320吨，年处理费用约26万元；焦油与氨水混合废液处理费用约10万元，合计费用36万元。
按照武钢ccpp现有的焦煤传统除焦、脱硫处理工艺计算，第一年投入费用约766万，第二年开始平均每年费用约416万元。
2、本发明的煤气净化系统
每年产生500吨废水，废水处理费用50万元；每年再生使用蒸汽500吨，每吨按100元计算，每年费用5万；合计装置的每年运行总成本为55万元。
采用新煤气净化系统既可以保证净化后燃料满足ccpp发电机组对燃气洁净度的品质要求，同时每年还可以节省约415-55＝361万元材料和废物处理费。
该系统能净化焦炉煤气中的有机硫硫化物、焦油、苯和萘，能净化焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中灰尘等固体颗粒物，采取分级净化模式，提高了净化能力和净化稳定性，实现了混合煤气进入ccpp发电机组燃烧前：硫化氢含量≤4mg/m3、焦油含量≤4mg/m3、萘含量≤4mg/m3、颗粒物≤5mg/m3；该系统净化吸附周期较长，可连续净化吸附12天，仅通过1～2天再生即可继续净化吸附；该系统将净化后的焦炉煤气加热作为再生的反吹气体，无需额外增加气体消耗，同时能够利用焦炉煤气中的h2组分在分子筛的催化作用下将有机硫杂质转化为h2s，便于后续碱液吸收；该系统无废气排放，排放废液通过槽车外运统一处理，分子筛使用寿命可达10年，同时使用过程中无新增废弃物产生，具有较高环保效益和社会效益。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
