一种新型高炉煤气脱硫塔及操作方法与流程

1.本发明涉及高炉煤气脱硫技术领域，具体为一种新型高炉煤气脱硫塔及操作方法。


背景技术：

2.高炉煤气中的硫绝大部分以h2s的形式存在，而h2s随煤气燃烧后转化成so2，危害人们的生存环境，针对钢铁企业副产高炉煤气燃烧后so2超标的问题，以往均采用末端治理的方式，即对高炉煤气燃烧后的烟气进行脱硫处理。随着国家产业政策的调整，对so2的排放要求大幅提高，末端治理已不能够满足排放要求，这就要求钢铁企业要从源头实现高炉煤气精脱硫，发生炉煤气中h2s的脱除程度已成为一个重要指标。
3.高炉煤气源头精脱硫的方法，主要包括干法和湿法脱硫两大类，其主要设备均为脱硫塔；但是，不同于已非常成熟的烟气脱硫，高炉煤气具有流量大、压力低、成分复杂、易燃易爆的特殊性，因此，高炉煤气对脱硫塔的要求远高于一般烟气脱硫，目前，高炉煤气脱硫塔的研究仍处于刚起步阶段；
4.公告号为cn103706237b，名称为烟气脱硫系统的发明专利，其中公开了一种常见的烟气脱硫塔，从其说明书和附图中可以看出，烟气脱硫塔中设置有若干层布气装置、布液装置、喷雾装置、除雾装置、洗涤装置等等，这些装置将整个塔体分为洗涤段、吸收段和回收段，可以较好地实现烟气脱硫，但是，当实际生产中将该脱硫塔用于高炉煤气脱硫时，却出现了各种问题，塔内不仅气流不顺、阻力大，而且易堵塞，导致整个供气气路压降大，不能正常生产，对此，有的厂家采用空气加压，结果虽然达到了通路的目的，却因煤气中的可燃气体及颗粒物与空气混合发生爆燃，造成了严重的生产事故；
5.对此，业界经讨论决定再次采用曾经在烟气脱硫起步阶段被放弃的空塔喷淋方式，即无填料塔，以此解决塔内阻力大、易堵塞的问题，公告号为cn201737914u，名称为一种造气洗气塔的发明专利，其中公开了一种无填料的空塔，塔内仅上部设有向下的喷口，虽然如果采用这种结构相比现有的烟气脱硫塔阻力更小，但是其对高炉煤气的脱硫能力不足，不能满足实际生产需要，并且这种塔内仍有较大面积的阻挡；另外，这种塔难以设置检修位，不能适应工业化生产，使用时间长后容易导致脱硫效率降低，安全事故等问题，因此有待更进一步改良。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种新型高炉煤气脱硫塔及操作方法，以降低塔内阻力，提高对高炉煤气的脱硫能力。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型高炉煤气脱硫塔，包括塔体，其上部开有出气口，下部开有进气口，下端设置有集液槽，塔体内设置且仅有多个固定安装在塔体内壁上的喷枪用于脱硫和清洗，喷枪至少包括喷枪a、喷枪b和喷枪c三种，喷枪a的喷口到塔体内壁的垂直距离<喷枪c的喷口到塔体内壁的垂直距离<喷枪b的喷口到塔体
内壁的垂直距离<塔体内部半径；喷枪a位于塔体内壁的上部，喷枪b和喷枪c均位于喷枪a的下方；喷枪a喷清洗液，喷淋方向朝向塔体内壁；喷枪b和喷枪c喷脱硫液，且二者朝上下两个方向均设置有喷口。
8.优选的，喷枪的方向由塔体内壁向塔体中心线斜向下延伸，喷枪与竖直方向的夹角为60度。
9.优选的，喷枪a的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的1/4，喷枪c的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的1/2，喷枪b的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的3/4。
10.优选的，喷枪沿塔体内壁呈环形阵列分布，位于塔体同一高度处仅设置一种喷枪。
11.在上述任一方案中优选的，塔体的侧壁上位于每个喷枪的正下方处分别开设有一个检修人孔，塔体内壁位于检修人孔下端处安装有检修踏板，检修踏板与塔体内壁转动连接，塔体内壁位于检修踏板的上方处固定挂设有钢丝绳，检修踏板有两种工作状态，第一种工作状态时，检修踏板竖直设置，第二种工作状态时，钢丝绳与检修踏板固定连接，检修踏板垂直于塔体内壁。
12.在本方案中优选的，塔体内壁位于检修踏板的上方处固定安装有挂钩，钢丝绳上部与挂钩可拆卸连接，钢丝绳的下端与检修踏板中部固定连接；检修踏板与塔体内壁连接的一端设有活动滚轴，检修踏板通过活动滚轴与塔体内壁铰接。
13.本发明提供的另一技术方案：上述新型高炉煤气脱硫塔的操作方法，包括由进气口通入高炉煤气，由出气口排出脱硫后的高炉煤气，还包括以下具体步骤：由进气口通入高炉煤气前，开启喷枪b和喷枪c并通入脱硫液喷淋，2
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5min后开始通入高炉煤气，同时向塔体内的上方和下方喷淋，收集集液槽储存的用后的脱硫液，并通过管道输送处理后循环利用；停止通入高炉煤气后，先关闭喷枪b和喷枪c，将集液槽中的脱硫液排空，再进行清洗作业，开启喷枪a并通入清水或清洗液，向塔体内壁喷淋，同时收集集液槽中的废液，清洗完毕后关闭喷枪a。
14.优选的，塔体的侧壁上位于每个喷枪的正下方处分别开设有一个检修人孔，塔体内壁位于检修人孔下端处安装有检修踏板，检修踏板与塔体内壁转动连接，塔体内壁位于检修踏板的上方处固定挂设有钢丝绳，检修踏板有两种工作状态，第一种工作状态时，检修踏板竖直设置，第二种工作状态时，钢丝绳与检修踏板固定连接，检修踏板垂直于塔体内壁，所述操作方法还包括，由进气口通入高炉煤气前，先调整检修踏板为第一种工作状态，关闭检修人孔；检修时，调整检修踏板为第二种工作状态。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、该新型高炉煤气脱硫塔及操作方法，塔体中部从上至下贯通，对流经的高炉煤气几乎没有阻挡，同时，在塔体内的不同位置设有喷枪，形成立体的喷淋脱硫网络，大大提高了空塔喷淋的脱硫效率，能够很好地适应高炉煤气流量大、压力低、成分复杂等状况。
17.2、该新型高炉煤气脱硫塔及操作方法，检修位设计为活动式，在脱硫塔工作时可以将检修踏板放下，完全不阻挡煤气气道，真正意义上实现了空塔喷淋，且适合工业化生产应用，方便定期检修和维护，利于保持脱硫效率，减少安全事故的发生。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；
19.图2为本发明中喷枪的一种分布方式示意图；
20.图3为图1中a处的放大图。
21.图中：1、喷枪a；11、检修踏板a；2、喷枪b；21、检修踏板b；3、喷枪c；31、检修踏板c；4、检修人孔；5、钢丝绳；51、挂钩；6、活动滚轴。
具体实施方式
22.如图1所示，一种新型高炉煤气脱硫塔及操作方法，包括塔体，其上部开有出气口，下部开有进气口，下端设置有集液槽，塔体内设置且仅有多个固定安装在塔体内壁上的喷枪用于脱硫和清洗，较优的，喷枪的方向可以由塔体内壁向塔体中心线斜向下延伸，喷枪与竖直方向的夹角优选为60度；喷枪至少包括喷枪a1、喷枪b2和喷枪c3三种，喷枪a1的喷口到塔体内壁的垂直距离<喷枪c3的喷口到塔体内壁的垂直距离<喷枪b2的喷口到塔体内壁的垂直距离<塔体内部半径，这样的设计不仅塔体中部从上至下贯通，对流经的高炉煤气几乎没有阻挡，同时，在塔体内的不同位置设有喷枪，形成立体的喷淋脱硫网络，大大提高了空塔喷淋的脱硫效率，能够很好地适应高炉煤气流量大、压力低、成分复杂等状况，解决了高炉煤气脱硫的现有技术中普遍存在的问题，在一种较优的实施方式中，喷枪a1的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的1/4，喷枪c3的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的1/2，喷枪b2的喷口到塔体内壁的垂直距离等于塔体内壁半径的3/4；喷枪a1位于塔体内壁的上部，便于清洗塔体内壁，喷枪b2和喷枪c3均位于喷枪a1的下方，喷枪宜如图2所示，沿塔体内壁呈环形阵列分布，位于塔体同一高度处仅设置一种喷枪，另外，图1和图2所示仅为本发明的实施方式，图2中，喷枪a1和喷枪c3分别设有6个，喷枪b2设有4个，具体可根据塔体的内径和实际需要更改；喷枪a1喷清洗液，喷淋方向朝向塔体内壁；喷枪b2和喷枪c3喷脱硫液，且二者朝上下两个方向均设置有喷口，进一步提高喷淋覆盖率和脱硫效率。
23.为了便于检修和维护，同时不影响空塔喷淋效果，本发明还提供以下实施方案，塔体的侧壁上位于每个喷枪的正下方处分别开设有一个检修人孔4，塔体内壁位于检修人孔4下端处安装有检修踏板，包括检修踏板a11、检修踏板b21和检修踏板c31，由于，三种喷枪的长度不同，检修踏板的长度也有差异，一般地，检修踏板需延伸至喷口下方处，便于维修、清理或更换等，检修踏板与喷口的高度差宜限制在1.5米内；检修踏板与塔体内壁转动连接，塔体内壁位于检修踏板的上方处固定挂设有钢丝绳5，检修踏板有两种工作状态，第一种工作状态时，检修踏板竖直设置，第二种工作状态时，钢丝绳5与检修踏板固定连接，检修踏板垂直于塔体内壁；较优的，如图3所示，塔体内壁位于检修踏板的上方处固定安装有挂钩51，钢丝绳5上部与挂钩51可拆卸连接，钢丝绳5的下端与检修踏板中部固定连接；检修踏板与塔体内壁连接的一端设有活动滚轴6，检修踏板通过活动滚轴6与塔体内壁铰接。
24.上述新型高炉煤气脱硫塔的操作方法，包括由进气口通入高炉煤气，由出气口排出脱硫后的高炉煤气，还包括以下具体步骤：由进气口通入高炉煤气前，开启喷枪b2和喷枪c3并通入脱硫液喷淋，2
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5min后开始通入高炉煤气，同时向塔体内的上方和下方喷淋，先除去塔体内壁残留的清洗液等，并令塔内预布脱硫液，以防高炉煤气通入时无法正常脱硫；收
集集液槽储存的用后的脱硫液，并通过管道输送处理后循环利用，节约资源和成本，保护环境；停止通入高炉煤气后，先关闭喷枪b2和喷枪c3，将集液槽中的脱硫液排空，再进行清洗作业，开启喷枪a1并通入清水或清洗液，向塔体内壁喷淋，同时收集集液槽中的废液，清洗完毕后关闭喷枪a1。
25.当脱硫塔刚进行过检修时，本操作方法在由进气口通入高炉煤气前，先调整检修踏板为第一种工作状态，并关闭检修人孔4；当脱硫塔需进行检修时，可开启检修人孔4，调整检修踏板为第二种工作状态。
26.以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
27.本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。