高炉煤气脱硫设备CFD流场优化|第3篇?精脱硫之吸附法设备流场优化

话说前头，吸附法设备的流场咱还没做过。不过对于仿真优化而言，其理相同。

 

微晶吸附工艺技术路线

高炉煤气经过重力除尘器、布袋除尘系统、进入TRT发电和调压阀组，之后低压净煤气进入微晶材料吸附系统，净化后的煤气供用户使用。

 

高炉煤气经TRT发电后通过管道进入吸附塔，吸附气体中的硫化物、氯离子和油等杂质成分，经过处理后的净化合格煤气进入下游工段。   

吸附塔达到一定饱和程度后，从吸附塔后端净煤气管网抽取一定量的净煤气作为再生解吸气，经过蒸汽换热器将解吸气加热到200℃左右，吸附饱和的吸附塔进行吹扫再生，再生过程分为升温、保温和冷吹三个过程，单塔再生时间约为60h。

每个塔自动轮流切换再生，再生时间根据实际情况调节设置。

吸附法设备流场优化同上一篇类似，主要也是优化各吸附设备入口烟气量的分配偏差和轴向速度分布均匀性。不过，需要考虑烟气的反向解吸附过程的仿真。

一定程度饱和的吸附剂经过解吸气再生后，将吸附塔内的H2S及有机硫等杂质带走，通过管网送往钢厂烧结作为燃料气，燃烧后经过烧结机的脱硫设施脱硫，由于解吸气中硫元素小于烧结机脱硫能力的富余量，因此，掺混了解吸气后的烧结烟气仍能达标排放。

其实，简单概括这一套流程如下：

 

由湖北申昙环保承建的山钢股份莱芜分公司焦化厂15万Nm?/h煤气精脱硫项目正式投运啦！此项工程分2个分项工程同时施工，分别为9万Nm?/h煤气精脱硫的一回收项目和6万Nm?/h煤气精脱硫的二回收项目。整个工程总投资1.7亿元人民币，是湖北省新旧动能转换重点项目之一，该项目是目前国内已投入运行的最大的焦炉煤气微晶吸附精脱硫系统。

此外，咱查阅资料得知中冶京诚也采用微晶吸附技术完成了青岛特钢和中新钢铁至少2套高炉煤气精脱硫项目，不知道现在运行了几年效果怎么样了。了解的小伙伴或者业主朋友可以评论区直接中肯留言。

现有高炉煤气精脱硫工艺工业实践

（来自业主对各技术的评价）

李志然王庆丰郭方等[安钢高炉煤气精脱硫技术工业实践]2024。高炉煤气精脱硫微晶吸附、干法铁基脱硫和干法碳基脱硫应用情况及优缺点说明。

（1）水解+湿法脱硫。此工艺是利用水解剂将煤气中的有机硫水解转化成H2S，再经过湿法碱液洗涤脱去H2S。

碱液吸收受酸性气体CO2的影响，碱液的消耗量大，产生大量废液，处理后煤气中的水分含量大，影响煤气热值并加大煤气管网的腐蚀。

（2）微晶吸附法。微晶吸附法能同步脱除煤气中H2S、羰基硫、二硫化碳等无机硫和有机硫组分，吸附饱和后抽取净化后煤气，加热至200 ℃对微晶吸附剂进行再生，再生后重复使用。

实际生产中，微晶吸附床易被催化生成的S 单质、硫酸盐和其他杂质堵塞而丧失吸附能力，再生时这些物质难以被有效去除，吸附剂寿命短。同样的，受上游生产异常工况影响，微晶吸附剂易失效，稳定运行性差。   

（3）水解+干法铁基脱硫。煤气自BPRT（TRT）前引出，经过预处理、水解催化转化，将有机硫转化为无机硫。水解转化后的高炉煤气经发电装置后进入干法铁基脱硫塔，脱除煤气中的硫化氢。水解工序根据需要也可以放在发电装置出口，但需要配置换热器。

干法氧化铁吸收剂易与H2S 反应生成FeS，FeS与空气接触后易发生自燃，生产和运输中存在较大安全风险。

（4）水解+干法碳基脱硫。高炉煤气从TRT 发电出口出来后，根据煤气工况配套加压、换热装置，然后进入预处理水解单元将COS、CS2转化为H2S，经过活性兰炭吸附单元实现H2S 的脱除，净化后的煤气送回高炉煤气管网（原有装置），饱和吸附活性兰炭可再生循环利用或闭环转运至烧结工序作为燃料使用。

煤气中如果氧气含量过高，煤气中的H2S 易在水解剂的催化作用下生成S 单质，造成水解剂的失效，因此焦炉煤气脱硫在水解前需要进行脱氧，脱氧剂在300 ℃以上的温度下将煤气中的氧脱至体积分数1×10-7。高炉煤气视本身有机质和氧含量而定，可省略此工序。水解剂还易受Cl-的影响而失效，水解前还必须对煤气进行脱氯。有机硫水解转化为H2S，水解剂活性温度区间80～110℃，水解前还需将煤气温度调至此区间。

水解转化法脱硫的流程是：降温脱水脱氯→升温水解→降温脱硫。干法活性兰炭吸附剂吸附H2S后，可作为燃料厂内消化，用户接受程度较高。