一種氧化鐵脫硫方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焦爐煤氣、天然氣、煤制氣脫硫領域，具體而言，涉及氧化鐵脫硫方法及設備。
【背景技術】
[0002]焦爐煤氣未經(jīng)利用放空，不僅造成資源浪費，而且對環(huán)境造成巨大污染。將焦爐煤氣轉變?yōu)榧仁腔ぴ嫌质乔鍧嵢剂系募状汲蔀榻陙淼臒狳c。在成熟的甲醇合成方案中，經(jīng)濟性最好的包括焦化(焦爐氣)聯(lián)醇、化肥(合成氨)聯(lián)醇和利用高硫煤多聯(lián)供生產(chǎn)甲醇。與以煤為原料相比，焦爐煤氣作為合成甲醇、合成氨和制氫的原料，具有裝置投資少、資源豐富和原料成本低的特點，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。焦爐煤氣的資源最大化利用，符合我國建設節(jié)約型社會、保護環(huán)境、循環(huán)經(jīng)濟和資源、環(huán)境與社會協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的國策，也是煤基甲醇和煤基合成氨的又一種實現(xiàn)形式。
[0003]焦爐煤氣中含微量硫、烯烴、氧氣、焦油、萘、氰化氫、氨和苯等雜質(zhì)。焦爐煤氣作為化工原料使用時，這些雜質(zhì)會對后續(xù)化工工藝過程中的催化劑造成毒害，導致催化劑部分或完全失活。尤其是現(xiàn)代高效合成催化劑，要求合成氣中硫含量低于0.1Χ10Λ而焦爐煤氣進入蒸汽轉化催化劑前也要求烯烴等雜質(zhì)總含量盡可能低于50X10_6。因此，無論是作為工業(yè)原料還是民用燃料，高效脫除焦爐煤氣中的硫雜質(zhì)，是焦爐煤氣資源化利用的關鍵，也是近期研宄的熱點。
[0004]現(xiàn)如今，焦爐煤氣的脫硫方法主要有以下幾種方法:
[0005]1、氧化鐵法
[0006]氧化鐵法脫硫工藝是一種經(jīng)典傳統(tǒng)的脫硫方法，可以將焦爐煤氣中的硫含量由2000mg/Nm3降低至200mg/Nm3以下(以S計)，脫硫機理為H2S在氧化鐵水合物顆粒表面的液膜中解離為H+、SH1P S2_，而后與水合氧化鐵中的晶格氧(0H_、02_)相互作用生成Fe2S3 -H2Oo其反應式為:Fe203 *H20+3H2S — Fe2S3.Η20+3Η20氧化鐵應在堿性、常溫且保持水合形式的條件下操作。常溫氧化鐵的再生反應式為:Fe2S3.H20+3/202— Fe 203.H20+3S
[0007]通過分析氧化鐵的理論硫容量指出當氧化鐵的50-80%轉變?yōu)榱蚧飼r，就應進行脫硫劑的再生反應。但是在實際運行中需嚴格控制氧的含量，避免在脫硫劑表面生成硫單質(zhì)后，H2S擴散受阻，而且氧化鐵脫硫劑再生是一個放熱過程，如果再生過快，放熱劇烈，脫硫劑容易起火燃燒引起火災，具有安全隱患。
[0008]2、活性炭法
[0009]活性炭干法脫硫工藝按照脫硫機理可分為吸附法，催化法和氧化法。
[0010]吸附法活性炭脫硫可根據(jù)活性炭具有很大的比表面積，和其選擇吸附特性進行焦爐煤氣中硫雜質(zhì)的脫除。該方法對脫除噻吩最為有效，但由于該種活性炭的硫容過小，使得噻吩的脫除在工業(yè)化中一直沒有得到有效的途徑。
[0011]催化法活性炭脫硫是活性炭經(jīng)浸漬銅、鐵等活性金屬后，焦爐煤氣通過脫硫劑，有機硫被催化轉化為硫化氫，再被活性炭吸附或至后續(xù)精脫硫工段脫除的方法。傳統(tǒng)活性炭脫硫由于吸附和反應速率低，且硫容較低，難以達到工業(yè)脫硫要求。
[0012]氧化法活性炭脫硫是最常用的脫硫方法，在氧存在和堿性條件下，H2S被O2氧化成單質(zhì)硫，其反應式為:2H2S+02— 2H20+2S，有機硫中的COS與O2反應，轉化為單質(zhì)硫，反應式為:2C0S+02— 2C02+2S，隨著反應的不斷進行，生產(chǎn)的單質(zhì)硫逐漸吸附于活性炭內(nèi)的微孔中，這就要求活性炭擁有一定的微孔數(shù)量，對其孔徑也有一定要求。以上三種活性炭法雖然應用也比較廣泛，但是脫硫過程中轉變?yōu)榱騿钨|(zhì)后容易堆積在活性炭表面并阻塞活性炭的微孔道，而且活性炭法本身硫容低，反應速率也不高，不能滿足快速脫硫的要求。
[0013]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鐵脫硫的方法，所述的氧化鐵脫硫方法具有操作簡單，易于操作，脫硫效果好，提高脫硫劑活性等優(yōu)點。
[0015]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種氧化鐵脫硫設備，所述的氧化鐵脫硫設備具有結構簡單，占地面積小、成本低以及脫硫效果好等優(yōu)點。
[0016]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案:
[0017]本發(fā)明實施例提供了一種氧化鐵脫硫方法，包括如下步驟:
[0018]將脫硫劑與強酸弱堿鹽溶液混合形成復合氧化鐵脫硫劑，與焦爐煤氣逆向接觸進行脫硫；其中，所述脫硫劑為氧化鐵粉以及水合氧化鐵脫硫劑中的一種或兩種。
[0019]進一步的，所述脫硫劑中的鐵離子與強酸弱堿鹽中的陽離子的摩爾比為1-100:1。
[0020]所述強酸弱堿鹽或者酸式鹽中，陽離子為NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Zn2+中一種或幾種，陰離子為SO4'Cl—中的一種或兩種。
[0021]進一步的，在將所述復合氧化鐵脫硫劑與焦爐煤氣逆向接觸進行脫硫后，所述方法還包括如下步驟:將用于脫硫后的復合氧化鐵脫硫劑進行再生，并將脫硫后的焦爐煤氣采用干法脫硫進行進一步脫硫；
[0022]優(yōu)選地，所述干法脫硫為活性炭法以及氧化鐵法中的其中一種。
[0023]進一步的，所述再生的方法包括:將用于脫硫后的復合氧化鐵脫硫劑中通入空氣進行再生。
[0024]本發(fā)明實施例還提供了一種氧化鐵脫硫設備，包括:濕法脫硫塔；所述濕法脫硫塔包括塔體，所述塔體側壁的下側設置有用于焦爐煤氣進塔的第一進氣口與有用于脫硫后的復合氧化鐵脫硫劑出塔的出液口，所述塔體的頂部設置有用于焦爐煤氣出塔的第一出氣口，所述塔體內(nèi)設置有上液體分布器與下液體分布器，所述上液體分布器的正下方與所述下液體分布器的正下方分別設置有用于增加氣液相接觸面積的填料層，所述塔體內(nèi)的頂部設置有倒V型的折型多孔板。
[0025]進一步的，還包括再生罐、空氣泵、第一管道、第二管道、第三管道以及空氣管道；所述再生罐的側壁上分別設置有進液口、空氣進口、清液出口以及濁液出口，所述再生罐的罐底還設置有殘液出口；
[0026]所述進液口通過第一管道與所述出液口連接，所述清液出口通過第二管道與所述上液體分布器的進口連接，所述濁液出口通過第三管道與所述下液體分布器的進口連接，所述空氣泵的氣相出口通過管道與所述空氣進口連接。
[0027]進一步的，還包括干法脫硫塔以及第四管道；所述干法脫硫塔的側壁設置有第二進氣口以及用于達到脫硫標準的焦爐煤氣出塔的第二出氣口，其中，所述第二進氣口通過第四管道與所述第一出氣口連接。
[0028]進一步的，還包括濕度調(diào)節(jié)器，所述濕度調(diào)節(jié)器設置于所述第四管道上。
[0029]進一步的，還包括清液泵以及濁液泵，所述清液泵設置于所述第二管道上，所述濁液泵設置于所述第三管道上。
[0030]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0031](I)本發(fā)明實施例的氧化鐵脫硫方法操作簡單，原料來源廣泛易得，不但可以減少水合性氧化鐵的使用量而且在使用同等的氧化鐵脫硫劑用量的前提下，還能提升脫硫效果;
[0032](2)本發(fā)明實施例的氧化鐵脫硫設備結構緊湊，占地面積小，而且脫硫效果好，可將焦爐煤氣中的硫含量由原先的2000mg/Nm3降低至20mg/Nm3以下。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，以下將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0034]圖1為本發(fā)明一種實施例的氧化鐵脫硫設備的結構圖；
[0035]附圖標記:
[0036]1-濕法脫硫塔；2-第一進氣口； 3-出液口；
[0037]4-第一出氣口； 5-折型多孔板；6-再生罐；
[0038]7-空氣泵；8-干法脫硫塔；9-濕度調(diào)節(jié)器；
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