09月
15
2024
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高炉脱硫条件?

一、高炉脱硫条件?

炉料中的硫随着炉料下降和温度升高,一部分逐渐挥发进入煤气。焦炭中的有机硫在炉身下部到炉腹有30%~50%以CS及COS等化合物形态先挥发,其余则在气化反应和风口前燃烧时生成SO2、H2S和其他气态化合物进入煤气。矿石和熔剂中的硫也有一部分经分解或反应生成硫蒸气或SO2进入煤气。进入气相的硫在上升过程中少部分随煤气逸出高炉,大部分又被下降的炉料吸收。在高炉的高温区和低温区之间形成硫的循环。

在块状带,矿石在200~900℃时吸收硫较少,在1000℃左右时吸收加快。在软熔带,炉料的吸硫条件好,硫含量增大。在滴落带,熔化滴落的渣、铁剧烈地吸收煤气中的硫,同时发生硫由铁向渣中转移。在炉缸中,铁滴穿过渣层具有良好的反应条件,脱硫反应大量进行。在炉缸聚集的渣铁界面,脱硫反应继续进行,直到出铁时,铁口通道内下渣与铁水仍然进行着铁的脱硫。生产实践和研究表明,在高炉冶炼炼钢生铁时,有5%左右的硫是随煤气逸出高炉的,而在冶炼铸造生铁时此值可达到10%~15%。在高炉冶炼锰铁、硅铁等铁合金时,因焦比高,炉顶温度高而使随煤气逸出高炉的硫量增大,但也在50%以下,其余的硫分配在炉渣与生铁之间。因此高炉的脱硫主要是靠炉渣在上述三处脱去铁水中的硫。

二、高炉脱硫原理?

炉料中的硫随着炉料下降和温度升高,一部分逐渐挥发进入煤气。焦炭中的有机硫在炉身下部到炉腹有30%~50%以CS及COS等化合物形态先挥发,其余则在气化反应和风口前燃烧时生成SO2、H2S和其他气态化合物进入煤气。矿石和熔剂中的硫也有一部分经分解或反应生成硫蒸气或SO2进入煤气。进入气相的硫在上升过程中少部分随煤气逸出高炉,大部分又被下降的炉料吸收。在高炉的高温区和低温区之间形成硫的循环。

在块状带,矿石在200~900℃时吸收硫较少,在1000℃左右时吸收加快。在软熔带,炉料的吸硫条件好,硫含量增大。在滴落带,熔化滴落的渣、铁剧烈地吸收煤气中的硫,同时发生硫由铁向渣中转移。在炉缸中,铁滴穿过渣层具有良好的反应条件,脱硫反应大量进行。在炉缸聚集的渣铁界面,脱硫反应继续进行,直到出铁时,铁口通道内下渣与铁水仍然进行着铁的脱硫。生产实践和研究表明,在高炉冶炼炼钢生铁时,有5%左右的硫是随煤气逸出高炉的,而在冶炼铸造生铁时此值可达到10%~15%。在高炉冶炼锰铁、硅铁等铁合金时,因焦比高,炉顶温度高而使随煤气逸出高炉的硫量增大,但也在50%以下,其余的硫分配在炉渣与生铁之间。因此高炉的脱硫主要是靠炉渣在上述三处脱去铁水中的硫。

三、高炉脱硫的影响?

硫能溶于液态生铁形成无限溶液,硫在固态铁中虽然溶解度很小,但它能以硫化物如FeS等形态富集在晶粒间界上,形成Fe与FeS的低熔点共晶体。在加热到一定温度时,铁中便会出现液相。从而导致铁和钢的热脆,在轧钢和锻造时,钢材易出现裂纹。硫在钢中还能与氧形成硫氧化物,使热脆在更低的含硫量和温度下发生。铁和钢中还能形成各种硫化物夹杂,它们与其他非金属夹杂物一起对钢材的力学大,降低铁水填充性,使铸件中产生气泡。

四、高炉冶炼脱硫公式?

高炉冶炼脱硫的公式主要有以下几个:

FeS2=FeS+S,此反应在300-600℃开始。

SO3+3C=3CO+S

FeS2+6Fe2O3=4Fe3O4+FeS+SO2

此外,铁水中的FeS通过渣铁界面扩散溶到熔渣中,与熔渣中的CaO反应生成CaS和FeO,反应生成的FeO再被C还原成Fe,生成的CO离开反应界面进入煤气,反应式为:FeS+CaO=CaS+FeO,FeO+C=Fe+CO。

由于铁水中有Si,Mn等其他元素存在,这些元素也与铁水中的S相互作用以耦合反应形式脱硫,反应式为:2S+Si+2CaO=2CaS+SiO₂,S+Mn+CaO=CaS+MnO。

以上公式仅供参考,具体反应过程可能因高炉操作条件、原料成分等因素而有所不同。在实际的高炉冶炼过程中,脱硫是一个复杂的物理化学过程,涉及多个反应和因素。

五、高炉脱硫工艺详解?

针对现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种高炉煤气的脱硫工艺。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于包括以下步骤:

S1冷却降温:首先将含有含硫化合物的高炉煤气冷却降温,所述含硫化合物包括硫化氢和羰基硫;

S2分子筛吸附:准备两个相同的填充有分子筛树脂的吸附塔,记为吸附塔A和吸附塔B;步骤S1冷却后的高炉煤气通入到吸附塔A内进行对含硫化合物的吸附,从吸附塔A出口排出吸附脱硫干净的高炉煤气,当吸附塔A出口高炉煤气中的硫元素浓度达到5mg/m3时,将高炉煤气切换通入至吸附塔B内继续进行吸附,同时停止吸附塔A的使用;

S3分子筛再生:将经吸附塔A或吸附塔B吸附脱硫干净的高炉煤气分出一股分支气流,将所述分支气流导出加热形成150~250℃的高温气流后,通入到吸附塔A内进行高温脱附再生,吸附塔A内吸附的含硫化合物在高温气流的作用下脱附并随高温气流从吸附塔A内流出,再生后的吸附塔A降温备用;再生后的吸附塔A可与吸附塔B交替使用,实现高炉煤气中的含硫化合物的连续化脱除;

S4含硫化合物回收:步骤S3从吸附塔A内流出的含有含硫化合物的高温气流再经含硫化合物的回收过程,得到含硫物质及脱硫干净的高炉煤气,即脱硫工艺完成。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于步骤S1的具体步骤为:采用组合式冷却塔对高炉煤气进行降温,其中高炉煤气通过组合式冷却塔的管间,冷却水通过组合式冷却塔的管外,将高温煤气冷却至30~50℃。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于步骤S2中,在吸附塔A内进行含硫化合物吸附的温度为0~80℃。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于步骤S3中分支气流在吸附塔A内的体积流量,是步骤S2中高炉煤气在吸附塔A内的体积流量的5~10%。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于步骤S3中,再生后的吸附塔A降温至0~80℃,备用。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于步骤S3中,从吸附塔A内流出的高温气流中的硫元素浓度达到30mg/m3以下时,记为吸附塔A再生完成。

所述的一种高炉煤气的脱硫工艺,其特征在于所述含硫化合物回收的具体过程如下:

1)水解转化:步骤S3从吸附塔A内流出的含有含硫化合物的高温气流通入到高效脱硫剂溶液中进行水解转化反应,将含硫化合物中的大部分羰基硫转化为硫化氢,得到含有硫化氢和小部分羰基硫的混合气;

2)吸收:脱硫贫液为碱性溶液,脱硫贫液均匀喷淋入脱硫塔的填料内;步骤1)所得混合气冷却至40℃以下后,通入到脱硫塔内,与脱硫贫液逆向接触,所述混合气中的硫化氢及小部分未转化的羰基硫被脱硫贫液吸收,脱硫贫液变为富硫吸收液并从脱硫塔底部流出,气体变为脱硫干净的标准高炉煤气并从脱硫塔顶部排出;

3)富液再生:步骤2)从脱硫塔的底部排出的富硫吸收液通过循环泵加压后送至喷射器中,在喷射器的射流作用下带入空气进入富硫吸收液,带入空气的富硫吸收液喷射进入氧化塔中,硫化氢和小部分羰基硫与带入富硫吸收液中的氧进行强氧化反应,得到硫泡沫和再生贫液;再生贫液可返回至步骤1)用作吸收过程,实现脱硫贫液的循环利用;

4)制备硫磺:步骤3)所得硫泡沫压滤脱水后,干燥,然后进行熔硫,即得到硫磺产品。

相对于现有技术,本发明取得的有益效果是:

(1)针对现有技术中高炉煤气中含硫化合物浓度不足,直接进行湿法脱硫时,含硫的高炉煤气的通入风量较大,脱硫设备也要设计相应大的尺寸,势必增加设备的投资成本;而且脱硫风量较大时操作时的压力也较大,进一步提高操作成本,脱硫效率较低。但是,本发明利用分子筛树脂对高炉煤气中的含硫化合物进行吸附,预先得到含硫量合格的标准高炉煤气,含硫化合物在吸附塔A内富集,当吸附塔A出口气体含硫量达到一定程度时,记为吸附塔A需要进行再生,取另一个吸附塔B继续对含硫化合物进行吸附,以保证生产的连续性进行。然后将含硫量合格的标准高炉煤气分出一股较小的分支气流,加热,通入到吸附塔A内进行高温再生(选取含硫量合格的标准高炉煤气作为再生气体可较大程度的降低生产成本,系统内不能有空气进入,通入氮气等惰性气体会导致额外增加生产成本),由于高温再生时的气量很小,含硫化合物富集到所述分支气流中,得到含有含硫化合物的高温气流,此高温气流中的硫浓度较高,此时再湿式氧化法脱硫工艺可大大提高脱硫效率,且所述高温气流的气量较小,可大大降低湿式氧化法脱硫工艺的设备成本和操作成本,进而降低整个过程的生产成本。

(2)脱硫系统的设计脱硫效率应满足当前环保和化工产品的要求。进行多种硫化氢、羰基硫脱除工艺论证,采用的脱硫工艺应具有技术先进、成熟,设备可靠,性价比高的特点,选择最适合的脱硫工艺,本发明采用新型分子筛树脂吸附+湿式氧化法脱硫工艺;本发明的方法,实现了硫资源回收利用,脱硫工程力求工艺流程布置合理、操作安全、简便,且维护工作量小;

(3)脱硫系统应能持续稳定运行,系统的启停和正常运行应不影响高炉系统的安全生产,对高炉的性能影响最小化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。

以下实施例中,分子筛树脂为13x分子筛;

所述高效脱硫剂溶液为脱硫催化剂888的碱溶液,溶液pH值约为8.2,所述脱硫催化剂888购自于长春东狮科贸实业有限公司。

实施例1:

一种高炉煤气的脱硫工艺,包括以下步骤:

S1冷却降温:首先将含有含硫化合物的高炉煤气冷却降温至40℃,所述含硫化合物包括硫化氢和羰基硫,高炉煤气中硫化氢和羰基硫的浓度分别为50mg/m3和300mg/m3;

S2分子筛吸附:准备两个相同的填充有分子筛树脂的吸附塔,记为吸附塔A和吸附塔B;步骤S1冷却后的高炉煤气通入到吸附塔A内进行含硫化合物的吸附(吸附温度在20~40℃下),从吸附塔A出口排出吸附脱硫干净的高炉煤气,当吸附塔A出口高炉煤气中的硫元素浓度达到5mg/m3时,将高炉煤气切换通入至吸附塔B内继续进行吸附,同时停止吸附塔A的使用;

S3分子筛再生:将一股脱硫干净的高炉煤气导出加热至200℃的高温气流后,通入到吸附塔A内进行高温脱附再生(所述高温气流在吸附塔A内的体积流量,是步骤S2中高炉煤气在吸附塔A内体积流量的7%),吸附塔A内吸附的含硫化合物在高温气流的作用下脱附并随高温气流从吸附塔A内流出,当吸附塔A出口气体的含硫量降低到30mg/m3时,记为吸附塔A再生完成,再生后的吸附塔A降温至20~40℃备用;再生后的吸附塔A可与吸附塔B交替使用,实现高炉煤气中的含硫化合物的连续化脱除;

S4水解转化:步骤S3从吸附塔A内流出的含有含硫化合物的高温气流通入到高效脱硫剂溶液中进行水解转化反应,在所述高效脱硫剂的催化作用下,将含硫化合物中的大部分羰基硫转化为硫化氢,得到含有硫化氢和小部分羰基硫的混合气,所述混合气中的羰基硫浓度在5mg/m3以下;

S5吸收:脱硫贫液为碱性溶液(所述碱性溶液pH值大约11~12),脱硫贫液均匀喷淋入脱硫塔的填料内;步骤S4所得混合气冷却至40℃以下后从脱硫塔的下部通入,与脱硫贫液逆向接触(于室温下进行吸收),硫化氢及小部分未转化的羰基硫被脱硫贫液吸收,脱硫贫液变为富硫吸收液并从脱硫塔底部流出,气体变为脱硫干净的标准高炉煤气并从脱硫塔顶部排出(从脱硫塔顶部排出的气体含硫量在5mg/m3以下);

S6富液再生:步骤S5从脱硫塔的底部排出的富硫吸收液通过循环泵加压后送至喷射器中(喷射器的喷射流速控制在200mL/min以上),在喷射器的射流作用下带入空气进入富硫吸收液,带入空气的富硫吸收液喷射进入氧化塔中,硫化氢和小部分羰基硫与带入富硫吸收液中的氧进行强氧化反应,得到硫泡沫和再生贫液;所述再生贫液可返回至步骤S4用作吸收过程(所述再生贫液中的含硫量在1g/L以下),实现脱硫贫液的循环利用;

S7制备硫磺:步骤S6所得硫泡沫压滤脱水后,干燥,然后进行熔硫,杂质被除去。熔融的硫磺放到硫锭模中成型,冷却后作为硫磺块产品,用于市售。

六、什么是除尘器脱硫效率?

脱硫除尘器的除尘效率,是指含尘气流在通过布袋式除尘器时,新捕集下来的粉尘量占进入除尘设备的粉尘量的百分比。

七、高炉炼铁中脱硫的化学方成式?

分解:FeS2=FeS+S 300-600℃开始。

还原:SO3+3C=3CO+S 氧化:FeS2+6Fe2O3=4Fe3O4+FeS+SO2

八、脱硫除尘器停止运行的后果?

脱硫除尘器如果停止运行会排放烟尘,损坏设备。

脱硫脱硝装置长时间不投料运行,烟气中二氧化硫和氮氧化物与水相遇,会直接反应,生成硫酸和硝酸。

在强酸的腐蚀下,会发生点腐蚀、缝隙腐蚀,继发后果便是泄漏,甚至断裂、跨塌。再比如阀门,一般为铸铁或碳钢材质,相当于人体的骨关节,如果被腐蚀,就无法工作了。

九、脱硫脱硝除尘器

脱硫脱硝除尘器:实现环境保护的重要装置

脱硫脱硝除尘器是现代工业领域中非常重要的装置,用于控制和减少大气污染物的排放。随着环境保护意识的增强,脱硫脱硝除尘器的应用越来越广泛。

在许多工业过程中,例如燃煤发电厂、钢铁冶炼厂和化工厂,排放的废气中含有大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质。这些有害物质对环境和人类健康带来严重的危害。因此,降低这些有害物质的排放量就成了重要的任务。

脱硫脱硝除尘器是一种通过化学反应和物理过程将有害物质从废气中去除的设备。它能够有效地捕捉和处理废气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物,使得废气排放达到环保标准要求。

脱硫脱硝除尘器的工作原理

脱硫脱硝除尘器的工作原理主要包括湿法脱硫、脱硝和除尘过程。

湿法脱硫:通过喷射一定浓度的石灰石石膏乳液或氨水溶液来处理废气中的二氧化硫。这些溶液与二氧化硫反应生成石膏或硫酸,从而将二氧化硫从废气中去除。

脱硝:通过添加一定浓度的氨水溶液或尿素溶液,使废气中的氮氧化物与氨水发生反应,生成氮和水,实现脱硝的效果。这个过程被称为选择性催化还原脱硝。

除尘:通过静电除尘器、袋式除尘器或电除尘器等设备来收集和去除废气中的颗粒物,使废气中的颗粒物浓度降至最低。

脱硫脱硝除尘器的优点

环境友好:脱硫脱硝除尘器能够有效地去除废气中的有害物质,减少对环境的污染,保护生态环境。

合规性:通过使用脱硫脱硝除尘器,工业企业可以达到国家和地方对废气排放的严格要求,避免因违规排放而产生的法律风险。

高效节能:脱硫脱硝除尘器可以高效地去除废气中的污染物,同时减少了能源的消耗,降低了运行成本。

可靠稳定:脱硫脱硝除尘器采用先进的控制系统,能够自动监测和调节工艺参数,保证设备的可靠稳定运行。

脱硫脱硝除尘器的应用

脱硫脱硝除尘器广泛应用于各个工业领域,如燃煤发电、钢铁冶炼、化工生产等。

燃煤发电:脱硫脱硝除尘器是燃煤发电厂中必备的设备,可以将废气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物去除,保证烟气排放达标。

钢铁冶炼:在钢铁冶炼过程中,会产生大量的废气,其中含有大量的二氧化硫和颗粒物。使用脱硫脱硝除尘器可以将这些有害物质去除,保护环境和工人的健康。

化工生产:在化工生产过程中,各种废气的排放对环境污染较大。脱硫脱硝除尘器可以有效去除废气中的有害物质,降低对环境的影响。

总结

脱硫脱硝除尘器是实现环境保护的重要装置,在工业生产中具有重要的意义。它通过去除废气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,减少工业污染物的排放。脱硫脱硝除尘器具有环境友好、高效节能、合规性和可靠稳定等优点,广泛应用于燃煤发电厂、钢铁冶炼厂和化工厂等工业领域。

十、高炉布袋除尘器是什么工作原理?

布袋除尘器烧袋现象一般出现在处理高温烟气的时候,或易燃粉尘治理工作中。例如:焦炉、干燥窑、链条炉、冲天炉、电炉、高炉、混铁炉等在生产过程中会有大量的火星进入烟气中,如不及时处理火星,特别是在滤袋表面粉尘层较薄时,就会造成火星将滤袋烧穿,形成不规则圆洞。当滤袋表面粉尘层较薄时,火星不会直接烧穿滤袋,而在滤袋表面形成深颜色的烘烤痕迹。木器粉尘虽然温度不高,但是处理木器粉尘时候也要特别注意不能让火星进入袋式除尘器内部。

解决办法:

1.布袋除尘器前置冷风装置,即:一个热电偶感应装置连锁冷风阀门。设置好温度,当超过布袋承受温度时立即打开参入冷风,避免超温造成的布袋烧毁现象发生。

2.布袋除尘器前置切断阀和喷水装置,即:安装一个快速切断阀门,通过火花感应或温度感应到火星时候迅速切断管道风流。进行喷水灭火。即可完美解决此类现象发生。