本實(shí)用新型涉及一種高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)，屬于鋼鐵冶煉與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的高爐煤氣已普遍采用全干式布袋除塵技術(shù)，帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)高爐煤氣采用全干式布袋除塵后，因煤氣中含氨、氯、硫等雜質(zhì)，在TRT系統(tǒng)、管道系統(tǒng)及附屬設(shè)備中存在大量的積鹽和腐蝕問(wèn)題，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也極大的增加了生產(chǎn)檢修人員的工作量。因此，如何高效的脫除高爐煤氣中氨、氯、硫等雜質(zhì)，進(jìn)而減緩或解決積鹽及腐蝕問(wèn)題成為了鋼鐵企業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

目前，業(yè)界采用較多的脫除氨、氯、硫等介質(zhì)的方案主要有濕法洗滌和干式吸附劑吸附。濕法洗滌只能處理TRT之后的氣體，導(dǎo)致TRT的積鹽問(wèn)題嚴(yán)重，同時(shí)，由于很多鋼鐵企業(yè)送熱風(fēng)爐的高爐煤氣所含氨、氯、硫等雜質(zhì)未經(jīng)處理，導(dǎo)致送熱風(fēng)爐的高爐煤氣管道及設(shè)備有積鹽及腐蝕現(xiàn)象。與濕法洗滌相比，干式吸附劑吸附凈化技術(shù)具有不噴水、不降溫、不產(chǎn)生新的污染源等環(huán)保節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)。然而，目前干式吸附劑多以堿式氧化物為主，吸附容量有限，運(yùn)行一段時(shí)間會(huì)失效，不能再生或再生時(shí)需外部提供大量能量。

現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵工藝流程如圖1所示，高爐1爐頂煤氣經(jīng)管道進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3，經(jīng)干法除塵后的高爐煤氣經(jīng)發(fā)電裝置7發(fā)電后并入凈煤氣管網(wǎng)，如發(fā)電裝置(TRT)7不運(yùn)行，則通過(guò)調(diào)壓閥組6后并入凈煤氣管網(wǎng)。該現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵工藝主要存在以下缺點(diǎn)：(1)因煤氣中含氨、氯、硫等雜質(zhì)，干法粗除塵及精除塵裝置不能除掉以上雜質(zhì)成分，在TRT系統(tǒng)、管道系統(tǒng)及附屬設(shè)備中存在大量的積鹽和腐蝕問(wèn)題；(2)積鹽問(wèn)題是由于NH₃和HCl結(jié)合生成了NH₄Cl，當(dāng)溫度降低至80℃左右時(shí)，氨鹽析出。

現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵濕法除氯工藝流程如圖2所示，高爐1爐頂煤氣經(jīng)管道進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3，經(jīng)干法除塵后的高爐煤氣通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后進(jìn)入噴堿塔5，在噴堿塔5內(nèi)對(duì)酸性雜質(zhì)進(jìn)行噴淋脫除，通過(guò)噴堿塔5的凈高爐煤氣并入凈煤氣管網(wǎng)，如發(fā)電裝置(TRT)7不運(yùn)行，則通過(guò)調(diào)壓閥組6后進(jìn)入噴堿塔5，再并入凈煤氣管網(wǎng)。該現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵濕法除氯工藝主要存在以下缺點(diǎn)：(1)噴堿塔需要消耗大量的水及堿液；(2)會(huì)產(chǎn)生大量的含鹽廢水，產(chǎn)生新的污染源；(3)因噴淋會(huì)降低煤氣溫度，因此噴堿塔只能放在TRT之后對(duì)煤氣進(jìn)行凈化，導(dǎo)致TRT因未對(duì)NH₃、氯進(jìn)行處理而積鹽問(wèn)題嚴(yán)重；在很多企業(yè)，由于送熱風(fēng)爐的高爐煤氣所含氨、氯、硫等雜質(zhì)未經(jīng)處理，導(dǎo)致送熱風(fēng)爐的高爐煤氣管道及設(shè)備有積鹽及腐蝕現(xiàn)象。

現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝流程如圖3所示，高爐1爐頂煤氣經(jīng)管道進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3，經(jīng)干法除塵后的高爐煤氣通入吸附塔4，吸附塔內(nèi)充填吸附劑，吸附劑由20％以下的堿性活性組分組成，通過(guò)吸附劑吸附后的凈煤氣通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后進(jìn)入凈煤氣管網(wǎng)，如發(fā)電裝置(TRT)7不運(yùn)行，則通過(guò)調(diào)壓閥組6后并入凈煤氣管網(wǎng)。該現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝主要存在以下缺點(diǎn)：填充的干式吸附劑吸附容量有限，運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)失效，如拋棄或填埋失效吸附劑、更換新吸附劑，會(huì)造成環(huán)境的二次污染，且會(huì)大幅提高凈化裝置運(yùn)行維護(hù)成本。

現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝-吸附劑可再生的工藝流程如圖4所示，高爐1爐頂煤氣經(jīng)管道進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3，經(jīng)干法除塵后的高爐煤氣通入吸附塔4，吸附塔內(nèi)充填吸附劑，吸附劑由20％以下的堿性活性組分組成，通過(guò)吸附劑吸附后的凈煤氣通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后進(jìn)入凈煤氣管網(wǎng)，如發(fā)電裝置(TRT)7不運(yùn)行，則通過(guò)調(diào)壓閥組6后并入凈煤氣管網(wǎng)。在吸附劑吸附飽和后，通過(guò)將再生用載氣加熱裝置8產(chǎn)生的100～500℃過(guò)熱蒸汽或300～700℃高溫?zé)煔?煤氣作為高溫載氣通入吸附塔4中，高溫載氣可將干式吸附劑中的酸性物質(zhì)和灰塵等分離出來(lái)，使干式吸附劑再生并重復(fù)使用。該現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝-吸附劑可再生的工藝主要存在以下缺點(diǎn)：選用堿式氧化物作為吸附劑，在吸附劑吸附飽和后，需用載氣加熱裝置產(chǎn)生100～500℃過(guò)熱蒸汽或300～700℃的高溫?zé)煔?煤氣作為高溫載氣通入吸附塔內(nèi)，將干式吸附劑中的雜質(zhì)氣體及灰塵等分離出來(lái)，使吸附劑再生并重復(fù)使用。因此，此技術(shù)中的吸附劑再生過(guò)程中需要較大能耗。

由于目前的高爐煤氣干法凈化工藝存在上述各種各樣的缺陷，因此本領(lǐng)域急需研發(fā)出一種新型的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括：干法粗除塵裝置、干法精除塵裝置、第一吸附塔、第二吸附塔以及化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器；

高爐爐頂?shù)母郀t煤氣出口通過(guò)管道依次連接于干法粗除塵裝置和干法精除塵裝置，干法精除塵裝置的除塵后的煤氣出口分別通過(guò)管道連接于第一吸附塔和第二吸附塔塔底的煤氣入口；第一吸附塔和第二吸附塔的塔頂分別通過(guò)管道連接于并聯(lián)的發(fā)電裝置和調(diào)壓閥組進(jìn)而連接煤氣管網(wǎng)；

第一吸附塔和第二吸附塔的塔頂還分別設(shè)置有高溫載氣進(jìn)入管道，第一吸附塔和第二吸附塔的塔底還分別設(shè)置有脫附NH₃出口管道；兩條脫附NH₃出口管道均連接于化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原反應(yīng)氣體入口，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器上還設(shè)置有還原產(chǎn)物氣體出口，該還原產(chǎn)物氣體出口的管道上連接有空氣或富氧空氣進(jìn)入管道，即化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原產(chǎn)物氣體出口也是氧化再生反應(yīng)氣體入口，并且化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原反應(yīng)氣體入口也是氧化產(chǎn)物氣體出口；并且化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器上設(shè)置有加熱裝置；

第一吸附塔和第二吸附塔中均充填有吸附劑；化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中充填有載氧體。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)還包括蓄熱器，所述蓄熱器上設(shè)置有載氣進(jìn)入管道，并且所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的氧化產(chǎn)物氣體出口和還原產(chǎn)物氣體出口均通過(guò)管道連接于所述蓄熱器來(lái)為其蓄熱，經(jīng)所述蓄熱器加熱后的高溫載氣通過(guò)高溫載氣出口分別連接于第一吸附塔和第二吸附塔塔頂?shù)母邷剌d氣進(jìn)入管道，并且所述蓄熱器上還設(shè)置有產(chǎn)物氣體出口管道用來(lái)排空為其蓄熱后的氧化產(chǎn)物氣體和還原產(chǎn)物氣體。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)還包括電動(dòng)閥和/或電動(dòng)閥組，這些電動(dòng)閥和/或電動(dòng)閥組可以分別設(shè)置在第一吸附塔、第二吸附塔、化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器和蓄熱器等中的一個(gè)或幾個(gè)裝置的入口和/或出口管道上，以便于切換吸附塔中的吸附過(guò)程和脫附再生過(guò)程、化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的還原反應(yīng)過(guò)程和氧化再生反應(yīng)過(guò)程等。

在上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述第一吸附塔為填充有含堿式氧化物的吸附劑的吸附塔。

在上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述第二吸附塔為填充有含堿式氧化物的吸附劑的吸附塔。

其中，所述含堿式氧化物的吸附劑為堿式氧化物、或堿式氧化物與活性炭、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等中的一種或幾種的混合物。第一吸附塔與第二吸附塔中的吸附劑可以完全相同，也可以稍有不同，只要均含有堿式氧化物即可。

在上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器為填充有Cu基載氧體、Fe基載氧體或Ni基載氧體的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器。更優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體為Cu基載氧體。

在上述高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述干法粗除塵裝置和所述干法精除塵裝置分別為布袋除塵器、電除塵器、金屬除塵器或塑燒板除塵器。

采用上述的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)進(jìn)行高爐煤氣干法凈化的方法，可以包括以下步驟：

(1)使從高爐爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置和干法精除塵裝置進(jìn)行除塵處理后；進(jìn)入第一吸附塔使除塵后的煤氣中的雜質(zhì)氣體(主要包括NH₃、HCl等)被第一吸附塔中的吸附劑吸附；然后使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置發(fā)電后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，如果發(fā)電裝置不運(yùn)行則通過(guò)調(diào)壓閥組后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

(2)當(dāng)?shù)谝晃剿械奈絼┪斤柡蜁r(shí)，使從高爐爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置和干法精除塵裝置進(jìn)行除塵處理后；進(jìn)入與第一吸附塔并聯(lián)的第二吸附塔使除塵后的煤氣中的雜質(zhì)氣體(主要包括NH₃、HCl等)被第二吸附塔中的吸附劑吸附；然后使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置發(fā)電后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，如果發(fā)電裝置不運(yùn)行則通過(guò)調(diào)壓閥組后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

同時(shí)使高溫載氣進(jìn)入吸附飽和的第一吸附塔將吸附劑吸附的NH₃脫附出來(lái)，使脫附出來(lái)的NH₃進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中與其中的氧化態(tài)載氧體進(jìn)行還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物氣體(主要包括氮?dú)?、水蒸氣和二氧化?并放出熱量；

(3)當(dāng)?shù)谝晃剿械奈絼┤炕虼蟛糠置摳皆偕?，停止向其中通入高溫載氣，第一吸附塔自然冷卻降溫；使空氣或富氧空氣進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中與其中的還原態(tài)載氧體進(jìn)行氧化再生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物氣體并放出熱量；

當(dāng)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的還原態(tài)載氧體全部或大部分被氧化再生時(shí)，停止向其中通入空氣或富氧空氣；

(4)當(dāng)?shù)诙剿械奈絼┪斤柡蜁r(shí)，使從高爐爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置和干法精除塵裝置進(jìn)行除塵處理后；再次進(jìn)入第一吸附塔進(jìn)行吸附，使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置發(fā)電后或通過(guò)調(diào)壓閥組后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

同時(shí)對(duì)第二吸附塔中的吸附劑進(jìn)行脫附再生，該脫附再生的步驟及該步驟涉及的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的還原反應(yīng)過(guò)程和氧化再生反應(yīng)過(guò)程均與對(duì)第一吸附塔中的吸附劑進(jìn)行脫附再生的步驟相同；

使第一吸附塔與第二吸附塔交替吸附和再生，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣的干法凈化。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述高溫載氣是使載氣通過(guò)蓄熱器進(jìn)行加熱而得到的，所述高溫載氣的溫度為350～450℃；并且所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原產(chǎn)物氣體與氧化產(chǎn)物氣體均通過(guò)所述蓄熱器蓄熱后排空，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器在第1次運(yùn)行時(shí)以惰性氣體(例如氮?dú)?作為傳熱介質(zhì)并通過(guò)加熱裝置使其加熱至300～450℃(第一次運(yùn)行時(shí)加熱溫度可以偏低，后續(xù)反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有反應(yīng)放熱使溫度升高)，加熱后的惰性氣體通過(guò)所述蓄熱器蓄熱后排空。本實(shí)用新型無(wú)需設(shè)置載氣加熱裝置，而是采用化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的燃燒反應(yīng)釋放出的反應(yīng)熱來(lái)為蓄熱器蓄熱，進(jìn)而加熱載氣；在化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器第1次運(yùn)行時(shí)，先向其中通入惰性氣體同時(shí)通過(guò)加熱裝置對(duì)其加熱，進(jìn)而使加熱后的惰性氣體通過(guò)蓄熱器蓄熱；通過(guò)蓄熱器加熱后的高溫載氣對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附得到NH₃，該NH₃進(jìn)入到化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中，此時(shí)無(wú)需對(duì)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器進(jìn)行加熱，該NH₃自帶溫度與其中的氧化態(tài)載氧體進(jìn)行還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物氣體并放出熱量；之后進(jìn)行的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的氧化再生反應(yīng)過(guò)程、以及兩個(gè)吸附塔中吸附劑的脫附再生過(guò)程均無(wú)需再次額外加熱。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，進(jìn)入第一吸附塔或第二吸附塔的除塵后的煤氣的溫度為90～200℃；更優(yōu)選地，進(jìn)入第一吸附塔或第二吸附塔的除塵后的煤氣的溫度為90～120℃。也就是說(shuō)，在吸附塔中進(jìn)行吸附的溫度為90～200℃，優(yōu)選為90～120℃。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述第一吸附塔與所述第二吸附塔中的吸附劑分別包括堿式氧化物、或堿式氧化物與活性炭、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等中的一種或幾種的混合物。第一吸附塔與第二吸附塔中的吸附劑可以完全相同，也可以稍有不同，只要均含有堿式氧化物即可。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述第一吸附塔與所述第二吸附塔中的吸附劑脫附再生是在300～400℃進(jìn)行的。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體包括Cu基載氧體、Fe基載氧體和Ni基載氧體等中的一種或幾種的組合。載氧體的定義為：在化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中，用來(lái)傳遞氧的固體氧化物稱(chēng)為載氧體；主要有Cu基、Ni基、Fe基、Ca基等載氧體。以Cu基載氧體為例，一般為CuO為活性組分，以Al₂O₃、SiO₂等為惰性載體進(jìn)行制備。更優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體為Cu基載氧體，Cu基載氧體的氧化態(tài)載氧體的還原反應(yīng)和還原態(tài)載氧體的氧化再生反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，這十分有利于以自身的反應(yīng)熱來(lái)維持還原過(guò)程和氧化再生過(guò)程所需的反應(yīng)溫度，并且為吸附劑脫附再生時(shí)提供連續(xù)的熱量。在處理NH₃的反應(yīng)中，Cu基載氧體的氧化態(tài)與NH₃的還原反應(yīng)、以及還原態(tài)與O₂的氧化再生反應(yīng)的反應(yīng)方程式和反應(yīng)熱如下所示：

3CuO+2NH₃(g)＝3Cu+N₂(g)+3H₂O(g) △H＝-40.81kcal/mol；

2Cu+O₂(g)＝2CuO △H＝-73.41kcal/mol。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的氧化態(tài)載氧體的還原反應(yīng)是在400～500℃進(jìn)行的，還原態(tài)載氧體的氧化再生反應(yīng)是在450～500℃進(jìn)行的。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的還原態(tài)載氧體全部或大部分被氧化再生的判斷標(biāo)準(zhǔn)可以為氧化產(chǎn)物氣體中的氧氣體積濃度達(dá)到2％時(shí)。

在上述高爐煤氣干法凈化方法中，優(yōu)選地，所述干法粗除塵裝置和所述干法精除塵裝置分別為布袋除塵器、電除塵器、金屬除塵器或塑燒板除塵器。

本實(shí)用新型提供的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)及方法首先將含氨、氯等雜質(zhì)的除塵后高爐煤氣通入吸附塔中，使吸附劑吸附其中的NH₃和HCl等雜質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)高爐煤氣的凈化；然后通過(guò)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)中燃燒過(guò)程的放熱對(duì)載氣進(jìn)行加熱，進(jìn)而采用高溫載氣脫附再生吸附劑；脫附之后的NH₃通入到化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中與氧化態(tài)載氧體進(jìn)行還原反應(yīng)，生成N₂、H₂O和CO₂，因氧化態(tài)載氧體的氧化能力明顯弱于O₂，并且還原反應(yīng)溫度控制在400～500℃，因此不會(huì)有NO或者NO₂反應(yīng)；當(dāng)吸附塔中的吸附劑全部或大部分脫附完成之后，通過(guò)閥組的切換將空氣或富氧空氣通入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中，進(jìn)行還原態(tài)載氧體的氧化再生過(guò)程；并且采用兩個(gè)并聯(lián)的吸附塔交替吸附和再生，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣高效干法凈化。

本實(shí)用新型提供的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)主要可以帶來(lái)以下有益效果：(1)本實(shí)用新型通過(guò)在吸附塔中充填堿式氧化物作為吸附劑可徹底脫除高爐煤氣中的氨、氯、硫等會(huì)對(duì)引起設(shè)備積鹽和腐蝕問(wèn)題的有害雜質(zhì)，并且根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，通過(guò)測(cè)試凈化后高爐煤氣冷凝水的pH值，發(fā)現(xiàn)其pH值為6～8，證明凈化后的高爐煤氣中氯含量<5mg/Nm³，從根本上解決了TRT裝置、管道系統(tǒng)及設(shè)備等的積鹽和腐蝕問(wèn)題；(2)本實(shí)用新型加裝了化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器，可將脫附的NH₃進(jìn)行深度處理，并且無(wú)需設(shè)置載氣加熱裝置，在化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體與NH₃的還原反應(yīng)過(guò)程和載氧體的氧化再生反應(yīng)過(guò)程均為放熱反應(yīng)過(guò)程，釋放出的反應(yīng)熱可以為吸附劑的脫附再生提供熱量，極大地降低了吸附劑再生過(guò)程的能量消耗；(3)本實(shí)用新型采用兩個(gè)吸附塔交替吸附和再生，實(shí)現(xiàn)了高爐煤氣高效干法凈化。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵工藝流程圖；

圖2為現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵濕法除氯工藝流程圖；

圖3為現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝流程圖；

圖4為現(xiàn)有的高爐煤氣干法除塵干法除氯工藝-吸附劑可再生的工藝流程圖；

圖5為本實(shí)用新型一具體實(shí)施方式提供的高爐煤氣干法凈化方法及系統(tǒng)的工藝流程圖；

主要組件符號(hào)說(shuō)明：

高爐1、干法粗除塵裝置2、干法精除塵裝置3、吸附塔4、噴堿塔5、調(diào)壓閥組6、發(fā)電裝置7、加熱裝置8、第一吸附塔401、第二吸附塔402、第一吸附劑410、第二吸附劑420、第一電動(dòng)閥501、第二電動(dòng)閥502、第三電動(dòng)閥503、第四電動(dòng)閥504、第五電動(dòng)閥505、第六電動(dòng)閥506、第七電動(dòng)閥507、第八電動(dòng)閥508、第九電動(dòng)閥509、第十電動(dòng)閥510、第十一電動(dòng)閥511、化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9、載氧體901、蓄熱器10、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的可實(shí)施范圍的限定。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)，如圖5所示，該系統(tǒng)包括：干法粗除塵裝置2、干法精除塵裝置3、第一吸附塔401、第二吸附塔402、化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9、蓄熱器10、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11以及第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12；

高爐1爐頂?shù)母郀t煤氣出口通過(guò)管道依次連接于干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置2，干法精除塵裝置3的除塵后的煤氣出口分別通過(guò)管道連接于第一吸附塔401和第二吸附塔402塔底的煤氣入口；第一吸附塔401和第二吸附塔402的塔頂分別通過(guò)管道連接于并聯(lián)的發(fā)電裝置7和調(diào)壓閥組6進(jìn)而連接煤氣管網(wǎng)；并且第一吸附塔401塔底的煤氣入口管道上設(shè)置有第一電動(dòng)閥501，第一吸附塔401塔頂連接于并聯(lián)的發(fā)電裝置7和調(diào)壓閥組6的管道上設(shè)置有第二電動(dòng)閥502；第二吸附塔402塔底的煤氣入口管道上設(shè)置有第五電動(dòng)閥505，第二吸附塔402塔頂連接于并聯(lián)的發(fā)電裝置7和調(diào)壓閥組6的管道上設(shè)置有第六電動(dòng)閥506；

第一吸附塔401和第二吸附塔402的塔底還分別設(shè)置有脫附NH₃出口管道，并且第一吸附塔401塔底的脫附NH₃出口管道上設(shè)置有第四電動(dòng)閥504，第二吸附塔401塔底的脫附NH₃出口管道上設(shè)置有第八電動(dòng)閥508；兩條脫附NH₃出口管道均連接于化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的還原反應(yīng)氣體入口，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9上還設(shè)置有還原產(chǎn)物氣體出口，該還原產(chǎn)物氣體出口通過(guò)管道連接于蓄熱器10，并在該管道上靠近蓄熱器10的位置設(shè)置有第十一電動(dòng)閥511；并且空氣或富氧空氣進(jìn)入管道通過(guò)三通連接于該管道，即化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原產(chǎn)物氣體出口也是氧化再生反應(yīng)氣體入口，在該空氣或富氧空氣進(jìn)入管道上設(shè)置有第九電動(dòng)閥509和第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12，并且化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器的還原反應(yīng)氣體入口也是氧化產(chǎn)物氣體出口，該氧化產(chǎn)物氣體出口通過(guò)管道和三通與還原產(chǎn)物氣體出口和蓄熱器10連接的管道連通，并在該氧化產(chǎn)物氣體出口與蓄熱器10連接的管道上設(shè)置有第十電動(dòng)閥510；

第一吸附塔401和第二吸附塔402的塔頂還分別設(shè)置有高溫載氣進(jìn)入管道；蓄熱器10上還設(shè)置有載氣進(jìn)入管道，并在該載氣進(jìn)入管道上設(shè)置有第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11；化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的氧化產(chǎn)物氣體出口和還原產(chǎn)物氣體出口均通過(guò)管道連接于蓄熱器10來(lái)為其蓄熱，經(jīng)蓄熱器9加熱后的高溫載氣通過(guò)高溫載氣出口分別連接于第一吸附塔401和第二吸附塔402塔頂?shù)母邷剌d氣進(jìn)入管道，并且第一吸附塔401塔頂?shù)母邷剌d氣進(jìn)入管道上設(shè)置有第三電動(dòng)閥503，第二吸附塔402塔頂?shù)母邷剌d氣進(jìn)入管道上設(shè)置有第七電動(dòng)閥507；所述蓄熱器上還設(shè)置有產(chǎn)物氣體出口管道用來(lái)排空為其蓄熱后的氧化產(chǎn)物氣體和還原產(chǎn)物氣體；

第一吸附塔401中充填有第一吸附劑410，第二吸附塔402中充填有第二吸附劑420；化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9上設(shè)置有加熱裝置8，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中充填有載氧體901。

在本實(shí)施例的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)中，所述第一吸附塔與所述第二吸附塔中的吸附劑分別包括堿式氧化物、或堿式氧化物與活性炭、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等中的一種或幾種的混合物。第一吸附塔與第二吸附塔中的吸附劑可以完全相同，也可以稍有不同，只要均含有堿式氧化物即可；優(yōu)選地，第一吸附塔與第二吸附塔中的吸附劑均為堿式氧化物。所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體包括Cu基載氧體、Fe基載氧體和Ni基載氧體等中的一種或幾種的組合；優(yōu)選地，所述化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器中的載氧體為Cu基載氧體。所述干法粗除塵裝置和所述干法精除塵裝置分別為布袋除塵器、電除塵器、金屬除塵器或塑燒板除塵器。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種高爐煤氣干法凈化方法，該方法采用實(shí)施例1提供的高爐煤氣干法凈化系統(tǒng)，如圖5所示，其包括以下步驟：

(1)使從高爐1爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3進(jìn)行除塵處理；打開(kāi)第一電動(dòng)閥501和第二電動(dòng)閥502，使除塵后的約90～200℃(優(yōu)選為90～120℃)的煤氣進(jìn)入第一吸附塔401以將其中的NH₃、HCl等雜質(zhì)氣體被第一吸附塔401中的第一吸附劑410吸附，其中HCl的吸附過(guò)程以化學(xué)吸附為主，NH₃的吸附過(guò)程以物理吸附為主；然后使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，如果發(fā)電裝置7不運(yùn)行則通過(guò)調(diào)壓閥組6后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

(2)當(dāng)?shù)谝晃剿?01中的第一吸附劑410吸附飽和時(shí)，關(guān)閉第一電動(dòng)閥501和第二電動(dòng)閥502，打開(kāi)第五電動(dòng)閥505和第六電動(dòng)閥506，使從高爐1爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3進(jìn)行除塵處理后，進(jìn)入與第一吸附塔401并聯(lián)的第二吸附塔402使除塵后的約90～200℃(優(yōu)選為90～120℃)的煤氣中的NH₃、HCl等雜質(zhì)氣體被第二吸附塔402中的第二吸附劑420吸附；然后使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)，如果發(fā)電裝置7不運(yùn)行則通過(guò)調(diào)壓閥組6后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

同時(shí)，打開(kāi)第三電動(dòng)閥503、第四電動(dòng)閥504和第十一電動(dòng)閥511，并打開(kāi)第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11使載氣通過(guò)蓄熱器10進(jìn)行加熱得到350～450℃的高溫載氣，該蓄熱器10是通過(guò)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9在第1次運(yùn)行時(shí)以惰性氣體(例如氮?dú)?作為傳熱介質(zhì)并用加熱裝置8使其加熱至300～450℃而蓄熱的，該高溫載氣進(jìn)入吸附飽和的第一吸附塔401將第一吸附劑410吸附的NH₃脫附出來(lái)，使脫附出來(lái)的NH₃進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中與其中的氧化態(tài)載氧體901進(jìn)行還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物氣體(主要包括氮?dú)?、水蒸氣和二氧化?并放出熱量，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的還原產(chǎn)物氣體通過(guò)蓄熱器10蓄熱后排空；

(3)當(dāng)?shù)谝晃剿?01中的第一吸附劑410全部或大部分脫附再生后，停止第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11、關(guān)閉第三電動(dòng)閥503和第四電動(dòng)閥504，以停止向第一吸附塔401中通入高溫載氣，第一吸附塔401自然冷卻降溫；打開(kāi)第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12、第九電動(dòng)閥509和第十電動(dòng)閥510，使空氣或富氧空氣進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中與其中的還原態(tài)載氧體901進(jìn)行氧化再生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物氣體并放出熱量，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的氧化產(chǎn)物氣體通過(guò)蓄熱器10蓄熱后排空；

當(dāng)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中的還原態(tài)載氧體901全部或大部分被氧化再生時(shí)，即氧化產(chǎn)物氣體中的氧氣體積濃度達(dá)到2％時(shí)，停止第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12、關(guān)閉第九電動(dòng)閥509和第十電動(dòng)閥510，以停止向化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中通入空氣或富氧空氣；

(4)當(dāng)?shù)诙剿?02中的第二吸附劑420吸附飽和時(shí)，關(guān)閉第五電動(dòng)閥505和第六電動(dòng)閥506，打開(kāi)第一電動(dòng)閥501和第二電動(dòng)閥502，使從高爐1爐頂排出的高爐煤氣依次進(jìn)入干法粗除塵裝置2和干法精除塵裝置3進(jìn)行除塵處理后；再次進(jìn)入第一吸附塔401進(jìn)行吸附，使經(jīng)吸附除雜后的氣體通過(guò)發(fā)電裝置7發(fā)電后或通過(guò)調(diào)壓閥組6后進(jìn)入煤氣管網(wǎng)；

同時(shí)對(duì)第二吸附塔402中的第二吸附劑420進(jìn)行脫附再生，即打開(kāi)第七電動(dòng)閥507和第八電動(dòng)閥508，并打開(kāi)第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11使載氣通過(guò)蓄熱器10進(jìn)行加熱得到350～450℃℃的高溫載氣，該高溫載氣進(jìn)入吸附飽和的第二吸附塔402將第二吸附劑420吸附的NH₃脫附出來(lái)，使脫附出來(lái)的NH₃進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中與其中的氧化態(tài)載氧體901進(jìn)行還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物氣體(主要包括氮?dú)?、水蒸氣和二氧化?并放出熱量，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的還原產(chǎn)物氣體通過(guò)蓄熱器10蓄熱后排空；

(5)當(dāng)?shù)诙剿?02中的第二吸附劑420全部或大部分脫附再生后，停止第一循環(huán)風(fēng)機(jī)11、關(guān)閉第七電動(dòng)閥507和第八電動(dòng)閥508，以停止向第二吸附塔402中通入高溫載氣，第二吸附塔402自然冷卻降溫；打開(kāi)第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12、第九電動(dòng)閥509和第十電動(dòng)閥510，使空氣或富氧空氣進(jìn)入化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中與其中的還原態(tài)載氧體901進(jìn)行氧化再生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物氣體并放出熱量，化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9的氧化產(chǎn)物氣體通過(guò)蓄熱器10蓄熱后排空；

當(dāng)化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中的還原態(tài)載氧體901全部或大部分被氧化再生時(shí)，即氧化產(chǎn)物氣體中的氧氣體積濃度達(dá)到2％時(shí)，停止第二循環(huán)風(fēng)機(jī)12、關(guān)閉第九電動(dòng)閥509和第十電動(dòng)閥510，以停止向化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器9中通入空氣或富氧空氣；

使第一吸附塔401與第二吸附塔402交替吸附和再生，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣的干法凈化。

測(cè)試凈化后高爐煤氣冷凝水的pH值，發(fā)現(xiàn)其pH值為6～8，證明凈化后的高爐煤氣中氯含量<5mg/Nm³，從根本上解決了TRT裝置、管道系統(tǒng)及設(shè)備等的積鹽和腐蝕問(wèn)題。