本发明涉及煤气脱硫技术领域，尤其涉及一种高炉煤气脱硫净化系统及方法。
背景技术：
高炉煤气是炼铁工艺流程中产生的主要副产品，是无色、无味的可燃气体。理论燃烧温度为1400～1500℃，着火点为700℃左右。高炉煤气的特点是热值低(3300～4200kj/nm3)、产气量大，其与空气混合易爆炸。高炉煤气的主要组分为：co25％～30％；h21.5％～3.0％；ch40.2％～0.5％；n255％～60％；co29％～12％；o20.2％～0.4％。
近十几年来，随着高炉煤气干法布袋除尘和高炉煤气余压透平发电装置(trt)的普遍应用，高炉煤气的压力能和热能得到了充分的回收。经余压透平发电装置回收压力能及热能后的高炉煤气送至热风炉、加热炉、焦炉、锅炉、烧结、球团等用户作为燃料使用。高炉煤气燃烧后，排放的煤气中硫的形式主要为so2，含量为45～185mg/m3，需要净化达标后排放，随着环保要求的严格，高炉煤气燃烧后的材料物排放限值为10mg/m3，煤气中so2的排放限值为35mg/m3，氮氧化物的排放限值为50mg/m3。传统的脱硫方法是针对煤气进行脱硫，主要采用钙法、镁法、钠法、氨法、有机碱法等工艺，但相对高炉煤气来说，燃烧后的煤气体积增大，温度高，压力低，将导致煤气脱硫装置庞大、耗水量大，循环水需单独处理，具有脱硫成本较高，产生二次污染等缺点。针对高炉煤气源头治理的方法主要是在余压透平发电装置后采用传统的湿法洗涤脱硫，其中h2s、so2等易于脱除，而高炉煤气中的cos、cs2等不易脱除，这导致高炉煤气燃烧后煤气中so2含量仍然超标。
现阶段，虽然已经有多种针对高炉煤气的脱硫方法，但都存在设备规模大、投资成本高以及对煤气中的硫化物无法完全除净的缺点，在对高炉煤气进行净化过程中还没有较为经济、易行的方法和设备。
针对相关技术中对高炉煤气净化效果不佳、投资成本高的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种高炉煤气脱硫净化系统及方法，以克服现有技术的缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高炉煤气脱硫净化系统及方法，净化效果好，具有结构和操作流程简单、成本低、无二次污染的优点。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供了一种高炉煤气脱硫净化系统，所述高炉煤气脱硫净化系统包括加热装置、喷碱塔、烧结装置和多个吸附塔，其中：
各所述吸附塔内均装填有净化介质，各所述吸附塔的进气口依次通过对应的高炉煤气进气支管和高炉煤气进气主管与trt的煤气出口可通断地连接，各所述吸附塔的出气口依次通过对应的净煤气出气支管和净煤气出气主管与净煤气用户可通断地连接；
所述加热装置的再生气出口依次通过再生解吸气进气主管和多根再生解吸气进气支管与对应的所述吸附塔的出气口可通断地连接，所述加热装置的再生气入口通过第一净煤气回气管与所述净煤气出气主管可通断地连接，所述第一净煤气回气管通过第二净煤气回气管与所述再生解吸气进气主管可通断地连接；
所述喷碱塔的进气口依次通过第一脱附解吸气输送管、脱附解吸气出气主管和多根脱附解吸气出气支管与对应的所述吸附塔的进气口连接，所述喷碱塔的出气口通过第三净煤气回气管与所述高炉煤气进气主管连接；所述脱附解吸气出气主管还通过第二脱附解吸气输送管与所述烧结装置的进气口可通断地连接，所述烧结装置的热源出口与所述加热装置的热源入口连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述高炉煤气进气主管上设置有降低管内煤气温度的喷雾降温装置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述喷碱塔的内部由下至上依次设置有喷水层、喷碱层和冲洗水层，所述喷水层、所述喷碱层和所述冲洗水层均设置有喷淋装置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述喷碱塔的进气口设置在所述喷碱塔的底部，所述喷碱塔的出气口设置在所述喷碱塔的顶部，所述喷水层、所述喷碱层和所述冲洗水层位于所述喷碱塔的进气口与所述喷碱塔的出气口之间。
在本发明的一较佳实施方式中，所述喷碱塔的底部设置有废水排出口，所述喷碱塔的废水排出口与提盐装置连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述烧结装置包括锅炉和烧结机，所述锅炉的烟气进口与所述第二脱附解吸气输送管可通断地连接，所述锅炉的烟气出口与所述烧结机的烟气管道可通断地连接，所述烧结机上设置有点火器，所述烧结机的烟气管道与厂房烟囱连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述烧结机的烟气管道与所述厂房烟囱之间还依次连接有除尘装置和脱硫装置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第二脱附解吸气输送管上设置有第十一阀门，所述锅炉的烟气出口与所述烧结机的烟气管道之间设置有第十二阀门。
在本发明的一较佳实施方式中，所述加热装置包括蒸汽换热器和电加热器，所述蒸汽换热器的蒸汽入口与所述锅炉的蒸汽出口连接，所述蒸汽换热器的再生气入口与所述第一净煤气回气管可通断地连接，所述蒸汽换热器的再生气出口与所述电加热器的再生气入口连接，所述电加热器的再生气出口与所述再生解吸气进气主管可通断地连接，所述锅炉的蒸汽出口为所述烧结装置的热源出口，所述蒸汽换热器的蒸汽入口为所述加热装置的热源入口。
在本发明的一较佳实施方式中，所述吸附塔的进气口位于所述吸附塔的下部，所述吸附塔的出气口位于所述吸附塔的顶部，所述净化介质装填于所述吸附塔的进气口与所述吸附塔的出气口之间。
在本发明的一较佳实施方式中，所述高炉煤气进气支管上设置有第一阀门，所述净煤气出气支管上设置有第三阀门。
在本发明的一较佳实施方式中，所述再生解吸气进气主管上设置有第五阀门，所述再生解吸气进气支管上设置有第四阀门，由所述加热装置的再生气入口至所述净煤气出气主管之间的所述第一净煤气回气管上顺序设置有第八阀门和第七阀门，在所述第二净煤气回气管上设置有第六阀门。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一净煤气回气管上设置有再生风机，所述再生风机位于所述第八阀门与所述第七阀门之间，所述第二净煤气回气管连接在所述第八阀门与所述再生风机之间的第一净煤气回气管上。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一脱附解吸气输送管上设置有第九阀门，所述脱附解吸气出气支管上设置有第二阀门，所述第三净煤气回气管上设置有第十阀门。
在本发明的一较佳实施方式中，所述净化介质为疏水型微晶材料，所述疏水型微晶材料中含有用于将有机硫转化为无机硫的催化剂；所述疏水型微晶材料为于20℃至70℃温度范围具备吸附性能，于160℃至350℃温度范围能进行脱附再生，并于再生时能将有机硫转化为无机硫的材料。
在本发明的一较佳实施方式中，所述净煤气出气支管上连接有放散管。
在本发明的一较佳实施方式中，各所述吸附塔中至少一个为备用吸附塔。
本发明提供了一种高炉煤气脱硫净化方法，所述高炉煤气脱硫净化方法利用上述的高炉煤气脱硫净化系统，其包括以下步骤：
步骤s1：将高炉煤气输送至吸附塔，以吸附高炉煤气中的无机硫及有机硫，得到净高炉煤气；
步骤s2：所述吸附塔吸附达到预设程度后，以加热装置加热后的净高炉煤气作为再生气对所述吸附塔进行再生，待所述吸附塔被再生气加热升温至设定温度后进行保温，保温过程中被吸附的无机硫及有机硫发生脱附，且有机硫被催化转化为无机硫；切断加热后的净高炉煤气，并以未加热的净高炉煤气对所述吸附塔进行冷却，完成所述吸附塔的再生；
步骤s3：将步骤s2中所得到的再生脱附气于喷碱塔中进行喷淋脱硫处理，以去除再生脱附气中的无机硫，并将所述喷碱塔除硫后的再生脱附气回流通入至所述吸附塔中，随净高炉煤气一同通入至后续的净煤气用户进行后续净化处理，或者将步骤s2中所得到的再生脱附气与预热后的空气于烧结装置中混合后燃烧，将再生脱附气中的无机硫及有机硫转化为so2，并输送至后续处理工段处理后通过厂房烟囱对外排出。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s1中，通入所述吸附塔之前对高炉煤气进行降温至20℃至70℃，总硫含量为40mg/m3至200mg/m3，h2s含量为10mg/m3至50mg/m3，有机硫含量为80mg/m3至150mg/m3；
通过所述吸附塔后所得净高炉煤气的总硫含量为小于20mg/m3。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s1中，采用1个吸附塔备用，其余吸附塔工作的方式对高炉煤气进行吸附。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s2中，所述吸附塔吸附达到预设程度后，以再生风机对再生气增压压差至4kpa至30kpa；以蒸汽换热器和电加热器对再生气进行加热至160℃至350℃后对所述吸附塔进行再生。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s3中，所述喷碱塔中喷碱层采用的碱性溶液为na2co3或naoh进行配制。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s3中，所述喷碱塔中喷碱层采用的碱性溶液的ph值为6.5至7.5，根据ph值调整碱性溶液的添加量。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s3中的高炉煤气经过所述锅炉燃烧后依次经过除尘装置和脱硫装置处理，在去除烟气中混有的粉尘和so2后对外排放。
在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤s3中，通过所述烧结装置燃烧后新生成的so2占烧结后总so2的1％至5％。
由上所述，本发明高炉煤气脱硫净化系统及方法的特点及优点是：在吸附塔内装填有净化介质，通过净化介质吸附脱除高炉煤气中的硫化氢和有机硫等杂质，减小高炉煤气中的含水对除硫的影响，提高对含硫杂质的吸附效率。加热装置的再生气出口与吸附塔的出气口连接，加热装置的再生气入口与净煤气出气主管连接，吸附塔的进气口与喷碱塔的进气口连接，喷碱塔的出气口与高炉煤气进气主管连接，采用净煤气出气主管中的净高炉煤气作为再生气进入吸附塔中，净化介质在再生气的加热作用下可脱附再生，并能够原位催化转化有机硫为无机硫，再生气与含无机硫(大部分为h2s)的解吸气混合形成脱附解吸气排出至喷碱塔中，通过喷碱塔的喷淋处理，去除掉脱附解吸气中的无机硫和固态杂质等，对废液进行提盐处理，高炉煤气中所含的硫资源得到充分回收，达到对高炉煤气高效脱硫的目的。另外，脱附解吸气出气主管还通过与烧结装置的进气口连接，通过烧结装置对脱附解吸气进行高温燃烧，将脱附解吸气中含有的全部硫化物转换为so2，从而可将so2脱除后将烟气对外排出，烧结装置的热源出口与加热装置的热源入口连接，烧结装置燃烧的部分产物可作为加热装置的热源，节约资源，提高烧结装置的产物利用率，降低生产成本。本发明结构简单，除硫操作方便，节约能源，能够避免二次污染。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
其中：
图1：为本发明高炉煤气脱硫净化系统的结构示意图。
本发明的附图标号为：
1、吸附塔；2、高炉煤气进气主管；
201、高炉煤气进气支管；3、蒸汽换热器；
4、电加热器；5、再生风机；
6、喷雾降温装置；7、净煤气出气主管；
701、净煤气出气支管；8、再生解吸气进气主管；
801、再生解吸气进气支管；9、脱附解吸气出气主管；
901、脱附解吸气出气支管；10、喷碱塔；
1001、喷水层；1002、喷碱层；
1003、冲洗水层；11、trt；
12、净煤气用户；13、提盐装置；
14、锅炉；15、烧结机；
16、第二净煤气回气管；17、第一净煤气回气管；
18、点火器；19、除尘装置；
20、脱硫装置；21、厂房烟囱；
22、蒸汽输送管；23、第一脱附解吸气输送管；
24、第二脱附解吸气输送管；25、第三净煤气回气管；
v1、第一阀门；v2、第二阀门；
v3、第三阀门；v4、第四阀门；
v5、第五阀门；v6、第六阀门；
v7、第七阀门；v8、第八阀门；
v9、第九阀门；v10、第十阀门；
v11、第十一阀门；v12、第十二阀门。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种高炉煤气脱硫净化系统，该高炉煤气脱硫净化系统包括加热装置、喷碱塔10、烧结装置和多个吸附塔1，其中：各吸附塔1内均设置有填料层，在填料层中装填有净化介质，各吸附塔1的进气口分别与对应的高炉煤气进气支管201的一端连接，各高炉煤气进气支管201的另一端与高炉煤气进气主管2连接，高炉煤气进气主管2与trt(高炉煤气余压透平发电装置)11的煤气出口连接，各吸附塔1的出气口分别与对应的净煤气出气支管701的一端连接，各净煤气出气支管701的另一端与净煤气出气主管7连接，净煤气出气主管7的另一端与后续工段的净煤气用户12连接。加热装置的再生气出口与再生解吸气进气主管8的一端连接，再生解吸气进气主管8的另一端与多根再生解吸气进气支管801的一端连接，各再生解吸气进气支管801的另一端与对应的吸附塔1的出气口连接，加热装置的再生气入口与第一净煤气回气管17的一端连接，第一净煤气回气管17的另一端与净煤气出气主管7连接，第一净煤气回气管17与第二净煤气回气管16的一端连接，第二净煤气回气管16的另一端与再生解吸气进气主管8连接。喷碱塔10的进气口与第一脱附解吸气输送管23的一端连接，第一脱附解吸气输送管23的另一端与脱附解吸气出气主管9的一端连接，脱附解吸气出气主管9的另一端与多根脱附解吸气出气支管901的一端连接，各脱附解吸气出气支管901的另一端与对应的吸附塔1的进气口连接，喷碱塔10的出气口与第三净煤气回气管25的一端连接，第三净煤气回气管25的另一端与高炉煤气进气主管2连接。脱附解吸气出气主管9与第二脱附解吸气输送管24的一端连接，第二脱附解吸气输送管24的另一端与烧结装置的进气口连接，烧结装置的烟气管道与厂房烟囱21连接，烧结装置中锅炉的热源出口与加热装置的热源入口连接。
本发明在吸附塔1内装填有净化介质，通过净化介质吸附脱除高炉煤气中的硫化氢和有机硫等杂质，减小高炉煤气中的含水对除硫的影响，提高对含硫杂质的吸附效率。加热装置的再生气出口与吸附塔1的出气口连接，加热装置的再生气入口与净煤气出气主管7连接，吸附塔1的进气口与喷碱塔10的进气口连接，喷碱塔10的出气口与高炉煤气进气主管2连接，采用净煤气出气主管7中的净高炉煤气作为再生气进入吸附塔1中，净化介质在再生气的加热作用下可脱附再生，并能够原位催化转化有机硫为无机硫，再生气与含无机硫(大部分为h2s)的解吸气混合形成脱附解吸气排出至喷碱塔10中，通过喷碱塔10的喷淋处理，去除掉脱附解吸气中的无机硫和固态杂质等，对废液进行提盐处理，高炉煤气中所含的硫资源得到充分回收，达到对高炉煤气高效脱硫的目的。另外，脱附解吸气出气主管9还通过与烧结装置的进气口连接，通过烧结装置对脱附解吸气进行高温燃烧，将脱附解吸气中含有的全部硫化物转换为so2，从而可将so2脱除后将烟气对外排出，烧结装置中锅炉的热源出口与加热装置的热源入口连接，烧结装置燃烧的部分产物可作为加热装置的热源，节约资源，提高烧结装置的产物利用率，降低生产成本。本发明结构简单，除硫操作方便，节约能源，能够避免二次污染。
进一步的，各吸附塔1中至少一个为备用吸附塔。
具体的，如图1所示，高炉煤气进气支管201上设置有第一阀门v1，净煤气出气支管701上设置有第三阀门v3。再生解吸气进气主管8上设置有第五阀门v5，再生解吸气进气支管801上设置有第四阀门v4，由加热装置的再生气入口至净煤气出气主管7之间的第一净煤气回气管17上顺序设置有第八阀门v8和第七阀门v7，在第二净煤气回气管16上设置有第六阀门v6。第一净煤气回气管17上设置有再生风机5，再生风机5位于第八阀门v8与第七阀门v7之间，第二净煤气回气管16连接在第八阀门v8与再生风机5之间的第一净煤气回气管17上。第一脱附解吸气输送管23上设置有第九阀门v9，脱附解吸气出气支管901上设置有第二阀门v2，第三净煤气回气管25上设置有第十阀门v10。通过再生风机5为再生气的输送进行增压，通过控制各阀门的开闭状态，对相应管路的通断进行控制，从而完成对高炉煤气的脱硫和除尘。
进一步的，填料层内设置有温度检测装置，通过温度检测装置可实时检测净化介质的温度，并根据需要对填料层的温度进行调节。
其中，温度检测装置可为但不限于温度传感器。
进一步的，吸附塔1的内径为4m至8m。
在本发明中，净化介质为疏水型微晶材料，疏水型微晶材料中含有用于将有机硫转化为无机硫的催化剂；疏水型微晶材料为于20℃至70℃温度范围具备吸附性能，于160℃至350℃温度范围能进行脱附再生，并于再生时能将有机硫转化为无机硫的材料。
进一步的，疏水型微晶材料可为含有镁、钙、锶、钇、镧、铈、铕、铁、钴、镍、铜、银、锌等元素中的至少一种元素的材料制成；具体地，该疏水型微晶材料选自x型分子筛、y型分子筛、a型分子筛、zsm型分子筛、丝光沸石、β型分子筛、mcm型分子筛、sapo型分子筛中的至少一种，其中，用于将有机硫转化为无机硫的催化剂包括铁钴锰钼镍系催化剂、co-k-al2o3、zro2/tio2系催化剂中的至少一种；并且实际实施时，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理设置该催化剂的用量。
进一步的，疏水型微晶材料采用铜改性的zsm-5分子筛材料或者锌改性的zsm-5分子筛材料，该分子筛材料的硅铝比为150，以及zsm型分子筛吸附剂等，其中含有钴钼镍系催化剂。
进一步的，净煤气出气支管701上连接有放散管。
具体的，吸附塔1的进气口位于所述吸附塔1的下部，吸附塔1的出气口位于吸附塔1的顶部，净化介质装填于吸附塔1的进气口与吸附塔1的出气口之间，高炉煤气从吸附塔1下部的进气口进入至吸附塔1内，由下至上穿过净化介质，高炉煤气中的硫化氢和有机硫等杂质被净化介质充分吸附后，所得到的净高炉煤气通过吸附塔1顶部的出气口排出。
进一步的，如图1所示，在高炉煤气进气主管2上设置有降低管内煤气温度的喷雾降温装置6，在高炉煤气进入吸附塔1之前，通过喷雾降温装置6对高炉煤气进行降温，确保吸附塔1保持在净化介质吸附能力较强的温度下，以达到对硫化氢和有机硫等杂质最佳的吸附效果。
进一步的，喷雾降温装置6可为但不限于设置在高炉煤气进气主管2上的多个雾化喷头。
在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，喷碱塔10的进气口设置在喷碱塔10的底部，喷碱塔10的出气口设置在喷碱塔10的顶部，在喷碱塔10的进气口与喷碱塔10的出气口之间由下至上依次设置有喷水层1001、喷碱层1002和冲洗水层1003，喷水层1001、喷碱层1002和冲洗水层1003均设置有喷淋装置。喷碱塔10的底部设置有废水排出口，喷碱塔10的废水排出口与提盐装置13连接。通过喷水层1001和喷碱层1002所喷出的碱性溶液与解吸气中h2s等无机硫杂质反应，同时还能够去除解吸气中氯以及金属离子等物质，所生成的含盐废水输送至提盐装置13中。
进一步的，喷碱塔10的内部设置有可去除含多种离子的机械水的脱水装置，脱水装置位于冲洗水层1003的上方。
进一步的，喷淋装置可为但不限于多个喷头。
进一步的，提盐装置13可为但不限于mvr(机械蒸汽再压缩)提盐装置。
在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，烧结装置包括锅炉14、烧结机15、除尘装置19和脱硫装置20，锅炉14的煤气进口与第二脱附解吸气输送管24连接，锅炉14的烟气出口与烧结机15的烟气管道连接，烧结机15上设置有点火器18，烧结机15的烟气管道依次与除尘装置19和脱硫装置20连接后接入厂房烟囱21。将脱附解吸气排出至锅炉14或烧结机15中进行燃烧，将煤气中全部硫化物转换为二氧化硫并混合于烟气中，再将仅含有二氧化硫的烟气依次通过除尘装置19和脱硫装置20，去除烟气中的粉尘和二氧化硫，从而可将净化后的烟气对外排出，整个过程能够对高炉煤气中所含的硫资源进行充分回收和去除，达到对高炉煤气高效除硫的目的。
其中，脱附解吸气可输送至锅炉14或者烧结机15中进行燃烧处理，燃烧后所产生的烟气均进入烧结机15的烟气管道中，在采用锅炉14对脱附解吸气进行燃烧时，锅炉14所产生的热蒸汽可作为加热装置的热源。
进一步的，第二脱附解吸气输送管24上设置有第十一阀门v11，锅炉14的烟气出口与烧结机15的烟气管道之间设置有第十二阀门v12。
进一步的，除尘装置19可为但不限于布袋除尘器。
进一步的，脱硫装置20可为但不限于喷淋塔。
在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，加热装置包括蒸汽换热器3和电加热器4，蒸汽换热器3的蒸汽入口与锅炉14的蒸汽出口连接，蒸汽换热器3的再生气入口与第一净煤气回气管17连接，蒸汽换热器3的再生气出口与电加热器4的再生气入口连接，电加热器4的再生气出口与再生解吸气进气主管8连接，锅炉14的蒸汽出口为烧结装置的热源出口，蒸汽换热器3的蒸汽入口为加热装置的热源入口。通过蒸汽换热器3和电加热器4相配合对再生气进行加热升温处理，无需额外的调控和检测即可保证将再生气加热至预设温度，操控方便，能够保证疏水型微晶材料吸附的有机硫能够充分转化为无机硫，并脱附至解吸气中，以保证能够达到充分脱硫的效果。
本发明在对再生气进行加热过程中，电加热器4可调节至恒温加热模式，首先通过蒸汽换热器3对再生气进行初步加热，初步加热后的再生气进入电加热器4中进行二次加热，电加热器4调节至恒温加热160～350℃范围，保证吸附塔1内的净化介质能够脱附再生，如果通入蒸汽换热器3的蒸汽量较小，通过蒸汽换热器3后的再生气的温度达不到预设温度，则可通过电加热器4进行二次加热，保证再生气的温度能够达到160～350℃，从而确保净化介质的脱附再生顺利进行。
本发明的基本工作原理为：trt11对外排出的高炉煤气中硫含量为40～200mg/m3，其中无机硫(其中大部分为h2s)含量为10～50mg/m3，含有机硫含量80～150mg/m3，煤气先经过喷雾降温装置6将高炉煤气的温度降至20～70℃，然后进入吸附塔1内，吸附塔1内装填有疏水型微晶材料，高炉煤气中的h2s等无机硫、cos和cs2等有机硫及其它杂质被吸附塔1内的疏水型微晶材料吸附，吸附后的高炉煤气中硫含量小于20mg/m3，并依次通过净煤气出气主管7和净煤气出气支管701输送至后续工段进行处理。其中，吸附塔1的数量大于等于2台，至少1台为备用吸附塔，吸附塔1内装填的疏水型微晶材料在温度为20～70℃时具备较强吸附能力，其在160～350℃可以脱附再生，再生时被吸附的有机硫被原位催化转化为无机硫。在所有吸附塔1吸附达到预设的饱和度阈值后，启用备用吸附塔，对吸附达到饱和度阈值的吸附塔1进行再生操作。其中再生操作为：再生风机5从净煤气出气主管7中抽取少量净高炉煤气，通过第一净煤气回气管17后再依次经过蒸汽换热器3和电加热器4的双重加热，将再生气加热至160～350℃后再依次通过再生解吸气进气主管8和各再生解吸气进气支管801进入到各吸附塔1内。吸附塔1的再生过程分为升温、保温和冷吹三个过程，每个吸附塔1的再生时间约60小时，再生过程中，疏水型微晶材料所吸附的无机硫和杂质等脱附至解吸气中，其中的有机硫被转化为h2s等无机硫并脱附至解吸气中，此时吸附塔1内混有无机硫和杂质的解吸气称为脱附解吸气，脱附解吸气中主要含h2s和杂质，一般再生过程需要1～5天，优选3天，吸附塔1中的脱附解吸气依次经过脱附解吸气出气支管901和脱附解吸气出气主管9进入喷碱塔10中，此时再生风机5从净煤气出气主管7中抽取大量净高炉煤气(也可以采用焦炉煤气或转炉煤气)，依次通过第一净煤气回气管17、第二净煤气回气管16、再生解吸气进气主管8和各再生解吸气进气支管801进入到各吸附塔1内进行冷吹，使吸附塔1内的温度降至20～70℃。进入喷碱塔10内的脱附解吸气经过喷淋处理后，脱附解吸气中的h2s被吸收转化，同时可溶解去除煤气中的氯及金属离子等物质，再通过脱水装置脱除部分含多种离子的机械水，从吸附塔1中排出至高炉煤气进气主管2中再次进行脱硫处理，而喷碱塔10内的喷淋水自然散热，收集后可重复使用，实时检测喷碱塔10中冷凝水的ph值，控制ph值在6.5～7.5之间，通过检测到的ph值调整碱液的添加量，喷碱塔10中的含盐废水排出至提盐装置13中进行提盐处理。另外，吸附塔1中的脱附解吸气还可依次经过脱附解吸气出气支管901和脱附解吸气出气主管9进入烧结装置中进行燃烧处理，脱附解吸气进入锅炉14内燃烧，将脱附解吸气中的硫化物转化为二氧化硫，从锅炉14中排出后的含有二氧化硫的烟气通入至烧结机15的烟气管道中，充分燃烧后的烟气依次通过除尘装置19和脱硫装置20进行除尘和脱硫处理，净化后达到对外排放的标准由厂房烟囱21对外排出。锅炉14产生的蒸汽，一部分作为热源提供给蒸汽换热器3，另一部分直接对外出售。
本发明高炉煤气脱硫净化系统的特点及优点是：
一、该高炉煤气脱硫净化系统中吸附塔1对高炉煤气中的硫化氢和有机硫等杂质进行吸附去除，减小高炉煤气中的含水对除硫的影响，提高对含硫杂质的吸附效率。
二、该高炉煤气脱硫净化系统中含高浓度h2s的脱附解吸气输送至喷碱塔10进行喷淋处理，脱除其中的h2s等无机硫，并将所得废液进行提盐处理，设备结构简单、操控简便，所得高炉煤气可达标使用，硫资源能够得到充分回收，节约能源，无二次污染。
三、该高炉煤气脱硫净化系统中含高浓度h2s的脱附解吸气输送至锅炉14或烧结机15中进行燃烧，能够将脱附解吸气中的硫化物全部转换为二氧化硫，再将混有二氧化硫的烟气依次通过除尘装置19和脱硫装置20，能够对烟气完成除尘、脱硫处理，保证外排烟气中无机硫和有机硫的完全去除，设备结构简单、操控简便，所得高炉煤气可达标使用，硫资源能够得到充分回收，节约能源，无二次污染，而且对外排放的烟气能够达到对外排放的标准。
四、该高炉煤气脱硫净化系统中采用净煤气出气主管7中的净高炉煤气依次通过蒸汽换热器3和电加热器4的加热后作为再生气通入吸附塔1内，所需再生气量小，脱附解吸气中的含硫浓度高，能耗低，减小工作成本，适于推广使用，而且锅炉14所产生的蒸汽可作为热源提供给蒸汽换热器3，确保了蒸汽换热器3的热源充足，从而确保净化介质的脱附再生顺利进行。
实施例二
本发明提供了一种高炉煤气脱硫净化方法，该高炉煤气脱硫净化方法利用上述的高炉煤气脱硫净化系统，其包括以下步骤：
步骤s1：将高炉煤气输送至吸附塔1，以吸附高炉煤气中的无机硫及有机硫，得到净高炉煤气；
步骤s2：吸附塔1吸附达到预设程度后，以加热装置加热后的净高炉煤气作为再生气吸附塔1进行再生，待吸附塔1被再生气加热升温至设定温度后进行保温，保温过程中被吸附的无机硫及有机硫发生脱附，且有机硫被原位催化转化为无机硫；切断加热后的净高炉煤气，并以未加热的净高炉煤气对吸附塔1进行冷却，完成吸附塔1的再生；
步骤s3：将步骤s2中所得到的再生脱附气于喷碱塔10中进行喷淋脱硫处理，以去除再生脱附气中的无机硫，并将喷碱塔10脱硫后的再生脱附气回流通入至吸附塔1中，净化后随净高炉煤气一同输送至后续的净煤气用户12进行后续净化处理，或者将步骤s2中所得到的再生脱附气与预热后的空气于烧结装置中混合后燃烧，将再生脱附气中的无机硫及有机硫转化为so2，并输送至后续处理工段处理后通过厂房烟囱21对外排出。
进一步的，步骤s1中，通入吸附塔1之前对高炉煤气进行降温至20℃至70℃，总硫含量为40mg/m3至200mg/m3，h2s含量为10mg/m3至50mg/m3，有机硫含量为80mg/m3至150mg/m3；通过吸附塔1后所得净高炉煤气的总硫含量为小于20mg/m3。
进一步的，步骤s1中，采用1个吸附塔备用，其余吸附塔工作的方式对高炉煤气进行吸附。
进一步的，步骤s2中，吸附塔1吸附达到预设程度后，以再生风机5对再生气增压压差至4kpa至30kpa；以蒸汽换热器3和电加热器4对再生气进行加热至160℃至350℃后对吸附塔1进行再生。
进一步的，步骤s3中，喷碱塔10中喷碱层采用的碱性溶液为na2co3或naoh进行配制。
进一步的，步骤s3中，喷碱塔10中喷碱层采用的碱性溶液的ph值为6.5至7.5，根据ph值调整碱性溶液的添加量。
进一步的，步骤s3中的高炉煤气经过所述烧结装置后依次经过除尘和脱硫处理，去除烟气中混有的粉尘和so2后对外排放。
进一步的，步骤s3中，通过烧结装置燃烧后新生成的so2占烧结后总so2的1％至5％。
本发明中将吸附塔1内的脱附解吸气输送至喷碱塔10中进行喷淋处理的具体操作流程为：
如图1所示，350000nm3/h的高炉煤气经trt发电后，高炉煤气中的总硫含量小于200mg/m3，其中h2s含量占30％，cos和cs2含量占70％，高炉煤气压力为12～16kpa，灰尘含量小于10mg/m3，煤气温度约为90℃。此时，位于最末端的吸附塔1作为备用吸附塔，打开其他各吸附塔1的第一阀门v1和第三阀门v3，其它阀门处于关闭状态，高炉煤气依次通过高炉煤气进气主管2、各高炉煤气进气支管201和各吸附塔1的进气口进入至各吸附塔1内，在进入吸附塔1之前通过喷雾降温装置6对高炉煤气进行降温，温度降至约60℃。高炉煤气通过吸附塔1中的填料层时，h2s等无机硫、有机硫(cos和cs2等)和杂质被疏水型微晶材料吸附，净化后的高炉煤气总硫含量小于20mg/m3，得到的净高炉煤气从吸附塔1的出气口排出至净煤气出气支管701中，各净煤气出气支管701汇集到净煤气出气主管7中，再输送至后续净高炉煤气处理工段进行后续处理。运行3天后，打开备用吸附塔的第一阀门v1和第三阀门v3，关闭位于最前端的吸附塔1的第一阀门v1和第三阀门v3，对位于最前端的吸附塔1进行再生，同时开启再生风机5，打开第七阀门v7、第八阀门v8、第五阀门v5以及与位于最前端的吸附塔1对应的第四阀门v4，高炉煤气进气主管2中的净高炉煤气进入再生风机5，气量为3000nm3/h，再生风机5对其增压10kpa，气量为3000nm3/h，增压后的再生气(即：净高炉煤气)在蒸汽换热器3中被蒸汽加热(确保再生气温度达到180℃)，蒸汽换热器3中的冷凝水排至排水沟。再生气依次经过再生解吸气进气主管8、再生解吸气进气支管801和位于最前端的吸附塔1的出气口进入到位于最前端的吸附塔1内，吸附塔1中的再生解吸气通过填料层时，对填料层进行加热，填料层设有温度检测装置，可以实时检测填料层温度的变化，当填料层温度达到200℃时，进行保温，维持温度在180～210℃，此时，疏水型微晶材料所吸附的h2s等无机硫和有机硫进行脱附，且有机硫脱附时原位转化为无机硫，硫脱附后进入再生解吸气中称为脱附解吸气，脱附解吸气中硫化氢含量为20g/m3，还含有少量的有机硫。位于最前端的吸附塔1内的脱附解吸气依次通过吸附塔1的进气口、脱附解吸气出气支管901和脱附解吸气出气主管9进入喷碱塔10内，并依次通过喷碱塔10喷水层1001、喷碱层1002和冲洗水层1003，喷水层1001用于为脱附解吸气进行降温，喷碱层1002用于脱除脱附解吸气中的h2s，通过喷碱塔10脱附解吸气中的硫化氢、氯及金属离子均被吸收，最后通过喷碱塔10内的脱水装置脱除机械水，并通过第三净煤气回气管25将经过喷淋和除硫的脱附解吸气回送至高炉煤气进气主管2中。喷碱塔10中冷凝水的ph值控制在6.5～7.5，喷碱塔10的含盐废水输送至提盐装置13进行提盐处理。在对位于最前端的吸附塔1的保温脱附持续1天后，对该吸附塔1进行冷却。关闭第八阀门v8和第五阀门v5，同时打开第六阀门v6，净高炉煤气通过再生解吸气进气主管8和再生解吸气进气支管801进入对位于最前端的吸附塔1中进行冷却，冷却过程结束后即可对下一吸附塔1进行再生。当需要启动下一个吸附塔1的再生时，关闭第六阀门v6、与位于最前端的吸附塔1对应的第四阀门v4和第二阀门v2，同时打开与位于最前端的吸附塔1对应的第一阀门v1和第三阀门v3，关闭与下一吸附塔1对应的第一阀门v1和第三阀门v3，对下一吸附塔1进行脱附再生的过程与上述过程相同。
本发明中将吸附塔1内的脱附解吸气输送至烧结装置中进行燃烧处理的具体操作流程为：
如图1所示，350000nm3/h的高炉煤气经trt发电后，高炉煤气中的总硫含量小于200mg/m3，其中h2s含量占30％，cos和cs2含量占70％，高炉煤气压力为12～16kpa，灰尘含量小于10mg/m3，煤气温度约为60℃。此时，位于最末端的吸附塔1作为备用吸附塔，打开其他各吸附塔1的第一阀门v1和第三阀门v3，其它阀门处于关闭状态，高炉煤气依次通过高炉煤气进气主管2、各高炉煤气进气支管201和各吸附塔1的进气口进入至各吸附塔1内，此时无需对高炉煤气进行降温。高炉煤气通过吸附塔1中的填料层时，h2s等无机硫、有机硫(cos和cs2等)和杂质被疏水型微晶材料吸附，净化后的高炉煤气总硫含量小于20mg/m3，得到的净高炉煤气从吸附塔1的出气口排出至净煤气出气支管701中，各净煤气出气支管701汇集到净煤气出气主管7中，再输送至后续净高炉煤气处理工段进行后续处理。运行3天后，打开备用吸附塔的第一阀门v1和第三阀门v3，关闭位于最前端的吸附塔1的第一阀门v1和第三阀门v3，对位于最前端的吸附塔1进行再生，同时开启再生风机5，打开第七阀门v7、第八阀门v8、第五阀门v5以及与位于最前端的吸附塔1对应的第四阀门v4，高炉煤气进气主管2中的净高炉煤气进入再生风机5，气量为3000nm3/h，再生风机5对其增压10kpa，增压后的再生气(即：净高炉煤气)在蒸汽换热器3中被蒸汽加热，蒸汽换热器3中的冷凝水排至排水沟。再生气依次经过再生解吸气进气主管8、再生解吸气进气支管801和位于最前端的吸附塔1的出气口进入到位于最前端的吸附塔1内，吸附塔1中的再生解吸气通过填料层时，对填料层进行加热，填料层设有温度检测装置，可以实时检测填料层温度的变化，当填料层温度达到200℃时，进行保温，维持温度在180～210℃，此时，疏水型微晶材料所吸附的h2s等无机硫和有机硫进行脱附，且有机硫脱附时原位转化为无机硫，硫脱附后进入再生解吸气中称为脱附解吸气，脱附解吸气中硫化氢的含量约为18g/m3，有机硫的含量约为3g/m3。位于最前端的吸附塔1内的脱附解吸气依次通过吸附塔1的进气口、脱附解吸气出气支管901和脱附解吸气出气主管9进入烧结工段中的锅炉14内燃烧，将脱附解吸气中的硫化物转化为二氧化硫，从锅炉14中排出后的含有二氧化硫的烟气通入烧结机15的烟气管道中，充分燃烧后的烟气依次通过除尘装置19和脱硫装置20进行除尘和脱硫处理，净化后由厂房烟囱21对外排出。在对位于最前端的吸附塔1的保温脱附持续1天后，对该吸附塔1进行冷却。关闭第八阀门v8和第五阀门v5，同时打开第六阀门v6，净高炉煤气通过再生解吸气进气主管8和再生解吸气进气支管801进入对位于最前端的吸附塔1中进行冷却，冷却过程结束后即可对下一吸附塔1进行再生。当需要启动下一个吸附塔1的再生时，关闭第六阀门v6、与位于最前端的吸附塔1对应的第四阀门v4和第二阀门v2，同时打开与位于最前端的吸附塔1对应的第一阀门v1和第三阀门v3，关闭与下一吸附塔1对应的第一阀门v1和第三阀门v3，对下一吸附塔1进行脱附再生的过程与上述过程相同。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
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