一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置及其系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种高炉煤气净化技术领域，具体的是一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，还是一种高炉煤气除尘和脱硫系统。

背景技术：

2.在顶进顶出式高炉煤气净化系统推广使用之前，全国高炉煤气布袋除尘系统工程市场主要由半净煤气侧进、净煤气侧出(小高炉煤气净化系统)或者顶出系统(大高炉煤气净化系统)为主。经重力除尘器或者旋风除尘器一次粗除尘后的半净煤气从布袋除尘器的侧下方进入除尘器系统，经过外滤式复合纤维滤袋半净煤气完成二次精除尘使得净煤气含尘量达到下游trt(高炉煤气余压透平发电装置)10mg/nm3的工况要求。
3.在解决了除尘问题后，随着大气污染条例的推行，煤气脱硫脱硝作为燃料前端废气处理得到了极大重视。羰基硫(cos)是有机硫存在的主要形式，广泛存在于以煤、天然气和石油等为原料的化工生产原料气中，它的存在会造成后续生产过程中催化剂中毒失活，腐蚀生产设备；此外，不经处理排放到大气中的cos与氧作用形成so2，促进光化学反应，污染环境。由于其化学活性比h2s小得多，其酸性和极性均弱于h2s，因此，一般用于脱除的方法不能完全有效的脱除cos。而高炉冶炼中形成的cos会随着高炉煤气的使用(在热风炉、燃气发电锅炉中充当燃料，以及其他加热炉中充当燃料)，释放so2将产生大气污染。所以对高炉煤气进行脱硫尤其是cos的脱除至关重要。

技术实现要素：

4.为了同时去除高炉煤气中的粉尘颗粒和羰基硫，本实用新型提供了一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置及其系统，该高炉煤气除尘和脱硫一体化装置含有除尘室和脱硫反应室，高炉煤气能够进入除尘室内并由除尘过滤单元除尘，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室，除尘后的高炉煤气中的羰基硫能够在脱硫反应催化单元上发生气固异相催化水解反应生成二氧化碳和二氧化硫，以便于进一步去除。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，包括壳体，壳体内含有依次设置的除尘室和脱硫反应室，除尘室和脱硫反应室之间设有分隔板，除尘室内设有多个除尘过滤单元，脱硫反应室内设有多个脱硫反应催化单元，高炉煤气能够进入除尘室内并由除尘过滤单元除尘，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫能够在脱硫反应催化单元上发生气固异相催化水解反应。
7.脱硫反应催化单元为筒形结构，脱硫反应催化单元含有支撑筒，支撑筒含有立杆和连接环，多根立杆沿支撑筒的周向间隔排列，多根立杆通过连接环连接固定，支撑筒的内表面设有催化剂，或者支撑筒的外表面设有催化剂，或者支撑筒的内表面和外表面均设有催化剂支撑筒的内表面设有催化剂，或者支撑筒的外表面设有催化剂，或者支撑筒的内表面和外表面均设有催化剂。
8.分隔板上设有多个排气通孔，所述除尘后的高炉煤气能够通过排气通孔进入脱硫反应室，支撑筒与排气通孔一一对应。
9.支撑筒与排气通孔之间存在间距，支撑筒朝向排气通孔的一端设有喇叭口形结构，支撑筒的材质为陶瓷。
10.所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装还包括吹灰机构，吹灰机构含有依次连接的吹灰总管和吹灰支管，吹灰支管位于脱硫反应室内，吹灰支管上设有多个喷气嘴，喷气嘴的喷射方向朝向除尘室，喷气嘴能够向排气通孔内喷吹气体。
11.排气通孔呈规则的行列排布，排气通孔形成多个排气孔行，吹灰支管位于支撑筒与排气通孔之间，吹灰支管与所述排气孔行一一对应，喷气嘴与排气通孔一一对应，喷气嘴的喷射方向与排气通孔的轴线重合。
12.所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置还包括煤气入口和煤气出口，壳体为直立的筒形结构，脱硫反应室和除尘室上下设置，煤气入口和煤气出口均位于壳体的顶部。
13.壳体含有从上向下依次连接的顶部段、筒身段和底部段，分隔板位于筒身段内，分隔板到筒身段上端的距离为分隔板到筒身段下端的距离的50％-100％。
14.壳体内设有直立的气体下降管，气体下降管的上端为煤气入口，气体下降管穿过分隔板，分隔板上设有多个排气通孔，气体下降管的下端连接有气流分布板，气流分布板上设有多个过气通孔。
15.一种高炉煤气除尘和脱硫系统，包括依次连接的一次粗除尘装置、除尘和脱硫一体化装置、二氧化硫去除装置以及二氧化碳去除装置，除尘和脱硫一体化装置为上述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、脱除了羰基硫。
18.2、除尘与脱硫(脱羰基硫)一体化设备减少了占地和投资。
19.3、设备气流组织优化合理，使得脱硫反应效率高，脱羰基硫设备尺寸能够得以优化。
20.4、模块化设计便于维护和安装。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本实用新型所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置的主视示意图。
23.图2是本实用新型所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置的剖视示意图。
24.图3是本实用新型所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置的上部示意图。
25.图4是本实用新型所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置的下部示意图。
26.图5是图3中a部位的放大示意图。
27.图6是吹灰支管与所述排气孔行上下一一正对的示意图。
28.图7是吹灰支管与所述排气孔行上下一一斜对的示意图。
29.图8是高炉煤气除尘和脱硫系统的示意图。
30.1、除尘和脱硫一体化装置；2、一次粗除尘装置；3、二氧化硫去除装置；4、二氧化碳
去除装置；
31.11、壳体；12、除尘室；13、脱硫反应室；14、分隔板；15、煤气入口；16、煤气出口；17、气体下降管；18、气流分布板；19、吹灰机构；
32.111、顶部段；112、筒身段；113、底部段；
33.121、除尘过滤单元；
34.131、脱硫反应催化单元；132、支撑筒；133、立杆；134、连接环；135、安装钢板；136、支撑角钢；
35.141、排气通孔；
36.191、吹灰总管；192、吹灰支管；193、喷气嘴。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
38.一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，包括壳体11，壳体11内含有依次设置的除尘室12和脱硫反应室13，除尘室12和脱硫反应室13之间设有分隔板14，除尘室12内设有多个除尘过滤单元121，脱硫反应室13内设有多个脱硫反应催化单元131，高炉煤气能够进入除尘室12内并由除尘过滤单元121除尘，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室13内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫(cos)能够在脱硫反应催化单元131上发生气固异相催化水解反应，如图1至图4所示。
39.在所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置中，壳体11内的空间被分隔板14分隔形成相互独立的除尘室12和脱硫反应室13，高炉煤气能够进入除尘室12内并由除尘过滤单元121去除粉尘颗粒，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室13内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫(cos)能够在脱硫反应催化单元131上发生气固异相催化水解反应生成二氧化碳和二氧化硫(反应式为cos+h2o＝co2+h2s)，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置也可以被称为高炉煤气除尘和脱羰基硫一体化装置。
40.在本实施例中，脱硫反应催化单元131为两端均开放的筒形结构，脱硫反应催化单元131含有支撑筒132，支撑筒132也为两端均开放的筒形结构，支撑筒132的材质可以为陶瓷，支撑筒132含有立杆133和连接环134，多根立杆133沿支撑筒132的周向间隔排列，连接环134沿支撑筒132的周向延伸，多根立杆133通过连接环134连接固定，多个连接环134沿竖直方向间隔排列，立杆133和连接环134的材质均为陶瓷。
41.在本实施例中，支撑筒132的内表面烧结有催化剂，或者支撑筒132的外表面烧结有催化剂，或者支撑筒132的内表面和外表面均烧结有催化剂。所述催化剂为颗粒状，所述催化剂的材质为现有的双金属催化剂，该双金属催化剂催化上述反应式，即羰基硫(cos)和水能够在该催化剂的作用下生成二氧化碳和二氧化硫，如图3所示。脱硫反应催化单元131依次通过安装钢板135和支撑角钢136与壳体11连接，脱硫反应催化单元131与安装钢板135可拆卸连接，如图5所示。
42.在本实施例中，分隔板14上设有多个排气通孔141，分隔板14与壳体11焊接固定，分隔板14与壳体11的轴线垂直，所述除尘后的高炉煤气能够通过排气通孔141进入脱硫反应室13，支撑筒132的位置与排气通孔141的位置一一对应，支撑筒132的轴线与排气通孔
141的轴线一一对应的重合，所述除尘后的高炉煤气能够通过排气通孔141进入脱硫反应室13的脱硫反应催化单元131内。
43.在本实施例中，支撑筒132与壳体11连接固定，支撑筒132与排气通孔141之间存在间距，支撑筒132与排气通孔141之间的间距可以根据需要而定，支撑筒132朝向排气通孔141的一端设有喇叭口形结构，支撑筒132的一端的内径大于支撑筒132的另一端的内径，例如，支撑筒132的下端的内径大于支撑筒132的上端的内径，以便于所述除尘后的高炉煤气进入脱硫反应催化单元131内。
44.在本实施例中，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装还包括吹灰机构19，吹灰机构19含有依次连接的吹灰总管191和吹灰支管192，吹灰总管191位于壳体11外，吹灰支管192的一部分位于脱硫反应室13内，吹灰支管192的另一部分位于脱硫反应室13外，吹灰支管192与分隔板14平行设置，吹灰支管192上设有多个喷气嘴193，喷气嘴193的喷射方向朝向除尘室12，喷气嘴193能够向排气通孔141内喷吹气体。吹灰总管191上设有脉冲阀。
45.在本实施例中，排气通孔141呈规则的行列排布，排气通孔141形成多个排气孔行，吹灰支管192位于支撑筒132与排气通孔141之间，吹灰支管192与所述排气孔行一一对应，喷气嘴193与排气通孔141一一对应，喷气嘴193的喷射方向与排气通孔141的轴线重合，如图3所示。
46.具体的，吹灰支管192与所述排气孔行上下一一正对，喷气嘴193为直喷嘴，如图6所示，或者，吹灰支管192与所述排气孔行上下一一斜对(在左右方向上吹灰支管192位于相邻的两个所述排气孔行之间)，喷气嘴193为l型喷嘴，这样设计可以减小吹灰支管192对排气通孔141的阻挡，如图7所示。
47.在本实施例中，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置还包括煤气入口15、煤气出口16和出灰口，壳体11为直立的筒形结构，脱硫反应室13和除尘室12在壳体11内上下设置，煤气入口15和煤气出口16均位于壳体11的顶部，所述出灰口位于壳体11的下端。脱硫反应催化单元131为直立的筒形结构，脱硫反应催化单元131与排气通孔141上下一一正对，脱硫反应催化单元131与排气通孔141不连接，排气通孔141与除尘过滤单元121上下一一正对，排气通孔141与除尘过滤单元121连接，如图2至图4所示。
48.在本实施例中，壳体11含有从上向下依次连接的顶部段111、筒身段112和底部段113，顶部段111为上凸结构，筒身段112为圆筒形结构，底部段113为漏斗形结构，分隔板14位于筒身段112内，分隔板14到筒身段112上端的距离为分隔板14到筒身段112下端的距离的50％-100％，优选脱硫反应室13的容积小于除尘室12的容积，如图1和图2所示。
49.在本实施例中，壳体11内设有直立的气体下降管17，气体下降管17的上端为煤气入口15，气体下降管17穿过分隔板14，气体下降管17的下端与筒身段112的下端大致齐平，气体下降管17的下端连接有气流分布板18，分隔板14与气流分布板18上下平行设置，分隔板14的构造与气流分布板18的构造基本相同，气流分布板18上设有多个过气通孔。
50.在本实施例中，除尘过滤单元121为现有的外滤式复合纤维过滤袋，所述外滤式复合纤维过滤袋的上端为开放状态，所述外滤式复合纤维过滤袋的下端为封闭状态，所述外滤式复合纤维过滤袋的上端与排气通孔141一一对应连接。
51.下面介绍一种高炉煤气除尘和脱硫系统的运行方法，所述高炉煤气除尘和脱硫系统的运行方法采用了上述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，所述高炉煤气除尘和脱硫系
统的运行方法包括以下步骤：高炉煤气进入除尘室12内并由除尘过滤单元121除尘；除尘后的高炉煤气进入脱硫反应室13内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫在脱硫反应催化单元131上发生气固异相催化水解反应生成二氧化碳和二氧化硫。
52.下面介绍一种高炉煤气除尘和脱硫系统，包括依次连接的一次粗除尘装置2、除尘和脱硫一体化装置1、二氧化硫去除装置3以及二氧化碳去除装置4，除尘和脱硫一体化装置1为上述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，如图8所示。
53.下面介绍所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置以及高炉煤气除尘和脱硫系统的工作过程。
54.1、高炉荒煤气从炉顶排出后进入一次粗除尘装置2(如重力除尘装置或者旋风除尘装置)，经过一次粗出尘后成为半净煤气。
55.2、半净煤气通过煤气入口15进入除尘和脱硫一体化装置1内，半净煤气从气体下降管17的下端排出，经过多个除尘过滤单元121的二次精除尘过滤形成净煤气，净煤气从排气通孔141进入脱硫反应室13，净煤气中含有羰基硫(cos)和水气，羰基硫(cos)和水气在脱硫反应催化单元131上发生气固异相催化水解反应生成二氧化碳和二氧化硫，脱硫反应室13中发生的是去除羰基硫的化学反应。
56.3、净煤气、二氧化碳和二氧化硫进入二氧化硫去除装置3(喷碱除氯塔)去除二氧化硫。
57.4、净煤气和二氧化碳进入二氧化碳去除装置4去除二氧化碳，最终成为精制高炉煤气送往用户。
58.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行了表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示图1中的右侧方向，方位词“右”表示图1中的左侧方向。本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
59.如果对本实用新型仍有不清楚之处，可以参见中国专利文件cn 201008774 y，公开日期2008年1月23日，公开的一种《大型高炉煤气干式布袋除尘器》，可以理解为本实用新型是对上述大型高炉煤气干式布袋除尘器的改进。
60.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

技术特征：

1.一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置包括壳体(11)，壳体(11)内含有依次设置的除尘室(12)和脱硫反应室(13)，除尘室(12)和脱硫反应室(13)之间设有分隔板(14)，除尘室(12)内设有多个除尘过滤单元(121)，脱硫反应室(13)内设有多个脱硫反应催化单元(131)，高炉煤气能够进入除尘室(12)内并由除尘过滤单元(121)除尘，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室(13)内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫能够在脱硫反应催化单元(131)上发生气固异相催化水解反应。2.根据权利要求1所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，脱硫反应催化单元(131)为筒形结构，脱硫反应催化单元(131)含有支撑筒(132)，支撑筒(132)含有立杆(133)和连接环(134)，多根立杆(133)沿支撑筒(132)的周向间隔排列，多根立杆(133)通过连接环(134)连接固定，支撑筒(132)的内表面设有催化剂，或者支撑筒(132)的外表面设有催化剂，或者支撑筒(132)的内表面和外表面均设有催化剂。3.根据权利要求2所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，分隔板(14)上设有多个排气通孔(141)，所述除尘后的高炉煤气能够通过排气通孔(141)进入脱硫反应室(13)，支撑筒(132)与排气通孔(141)一一对应。4.根据权利要求3所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，支撑筒(132)与排气通孔(141)之间存在间距，支撑筒(132)朝向排气通孔(141)的一端设有喇叭口形结构，支撑筒(132)的材质为陶瓷。5.根据权利要求4所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装还包括吹灰机构(19)，吹灰机构(19)含有依次连接的吹灰总管(191)和吹灰支管(192)，吹灰支管(192)位于脱硫反应室(13)内，吹灰支管(192)上设有多个喷气嘴(193)，喷气嘴(193)的喷射方向朝向除尘室(12)，喷气嘴(193)能够向排气通孔(141)内喷吹气体。6.根据权利要求5所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，排气通孔(141)呈规则的行列排布，排气通孔(141)形成多个排气孔行，吹灰支管(192)位于支撑筒(132)与排气通孔(141)之间，吹灰支管(192)与所述排气孔行一一对应，喷气嘴(193)与排气通孔(141)一一对应，喷气嘴(193)的喷射方向与排气通孔(141)的轴线重合。7.根据权利要求1所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置还包括煤气入口(15)和煤气出口(16)，壳体(11)为直立的筒形结构，脱硫反应室(13)和除尘室(12)上下设置，煤气入口(15)和煤气出口(16)均位于壳体(11)的顶部。8.根据权利要求7所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，壳体(11)含有从上向下依次连接的顶部段(111)、筒身段(112)和底部段(113)，分隔板(14)位于筒身段(112)内，分隔板(14)到筒身段(112)上端的距离为分隔板(14)到筒身段(112)下端的距离的50％-100％。9.根据权利要求7所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置，其特征在于，壳体(11)内设有直立的气体下降管(17)，气体下降管(17)的上端为煤气入口(15)，气体下降管(17)穿过分隔板(14)，分隔板(14)上设有多个排气通孔(141)，气体下降管(17)的下端连接有气流分布板(18)，气流分布板(18)上设有多个过气通孔。10.一种高炉煤气除尘和脱硫系统，其特征在于，所述高炉煤气除尘和脱硫系统包括依
次连接的一次粗除尘装置(2)、除尘和脱硫一体化装置(1)、二氧化硫去除装置(3)以及二氧化碳去除装置(4)，除尘和脱硫一体化装置(1)为权利要求1所述的高炉煤气除尘和脱硫一体化装置。

技术总结

本实用新型提供了一种高炉煤气除尘和脱硫一体化装置及其系统，所述高炉煤气除尘和脱硫一体化装置包括壳体(11)，壳体(11)内含有依次设置的除尘室(12)和脱硫反应室(13)，除尘室(12)和脱硫反应室(13)之间设有分隔板(14)，除尘室(12)内设有多个除尘过滤单元(121)，脱硫反应室(13)内设有多个脱硫反应催化单元(131)，高炉煤气能够进入除尘室(12)内并由除尘过滤单元(121)除尘，除尘后的高炉煤气能够进入脱硫反应室(13)内，除尘后的高炉煤气中的羰基硫能够在脱硫反应催化单元(131)上发生气固异相催化水解反应生成二氧化碳和二氧化硫，以便于进一步去除。以便于进一步去除。以便于进一步去除。