阅读说明：本技术 一种高炉煤气水解脱硫装置及方法 (Blast furnace gas hydrolysis desulfurization device and method ) 是由 朱廷钰 李玉然 王斌 林玉婷 许志成 于 2020-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高炉煤气水解脱硫装置及方法,所述水解脱硫装置包括壳体,壳体的烟气进气管路上外接有进气旁路,所述壳体内部沿烟气流向设置预处理催化剂层和催化剂层,相邻两层催化剂层之间为过渡区,预处理催化剂层和与之相邻的催化剂层之间为转换区。所述水解脱硫方法包括：正常工作状态下,高炉煤气自水解脱硫装置的进气管路进入,催化水解脱硫后排出；当预处理催化剂层工作异常时,高炉煤气切换至进气旁路进入,更换预处理催化剂层,实现不停车检修；本发明通过设置预处理催化剂层和进气旁路,降低煤气中颗粒物等杂质的影响,使催化剂利用率和寿命提高,具有适应工况性好、结构简单、可调节压降的特点,可显著提高高炉煤气处理效率。(The invention provides a blast furnace gas hydrolysis desulfurization device and a method, wherein the hydrolysis desulfurization device comprises a shell, a flue gas inlet pipeline of the shell is externally connected with an inlet bypass, a pretreatment catalyst layer and a catalyst layer are arranged in the shell along the flow direction of flue gas, a transition area is arranged between two adjacent catalyst layers, and a transition area is arranged between the pretreatment catalyst layer and the catalyst layer adjacent to the pretreatment catalyst layer. The hydrolysis desulfurization method comprises the following steps: under the normal working state, the blast furnace gas enters from an air inlet pipeline of the hydrolysis desulfurization device, and is discharged after catalytic hydrolysis desulfurization; when the pretreatment catalyst layer works abnormally, the blast furnace gas is switched to the inlet bypass to enter, and the pretreatment catalyst layer is replaced, so that the maintenance without stopping the vehicle is realized; the invention reduces the influence of impurities such as particles in the coal gas by arranging the pretreatment catalyst layer and the air inlet bypass, improves the utilization rate and the service life of the catalyst, has the characteristics of good adaptability to working conditions, simple structure and adjustable pressure drop, and can obviously improve the treatment efficiency of the blast furnace gas.)

一种高炉煤气水解脱硫装置及方法

技术领域

本发明属于高炉煤气水解脱硫技术领域，涉及一种高炉煤气水解脱硫装置及方法。

背景技术

高炉煤气是炼铁过程中的副产物，作为钢铁企业产量最大的可燃气体，其用途广泛，一般送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户单元作为燃料使用。目前，高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户均要求燃烧尾气SO₂达到超低排放限值，而现有高炉煤气净化流程无法满足SO₂控制要求。目前的技术路线主要包括源头控制和燃烧后的末端治理，如采用末端治理方式，需在多点设置水解脱硫设施，同时，煤气燃烧后的废气量大，处理设施规模变大；若采取源头控制方式，实施高炉煤气***解脱硫，减少燃气中的硫分，可大大降低末端治理的压力，甚至省掉末端治理设施。高炉煤气大致成分为二氧化碳6～12％、一氧化碳28～33％、氢气1～4％、氮气55～60％、烃类0.2～0.5％及硫化物，其总硫含量为200-300mg/m³，其中大部分是COS，H₂S只占少部分，因此脱除高炉煤气中的COS是高炉煤气水解脱硫的核心，目前的设计的高炉煤气水解脱硫装置并不完善，还有很大的提升空间。

CN110467944A公开了一种高炉煤气水解塔，由一级水解塔、二级水解塔和连接管道构成，高炉煤气从一级水解塔底部进入，穿过一级水解塔中部的催化剂层，完成第一次水解脱硫处理后，经塔间连接管道进入二级水解塔的底部，再次穿过二级水解塔中部的催化剂层，完成第二次水解脱硫处理后，从二级水解塔的上部高炉煤气出口输出，可有效解决高炉煤气水解脱硫。但是该发明由两个水解塔串联而成，存在阻力大和产生废水的问题；并且当催化剂发生堵塞或中毒问题，只能通过停机处理，给生产带来了不便。

CN205796890U公开了一种焦炉煤气水解脱硫装置，包括：底部第一预水解脱硫罐、第二预水解脱硫罐、相应支管、进气总管和排气总管；各管道分别设有至少一个截止阀。所述第一预水解脱硫罐和第二预水解脱硫罐并联布置，当其中一个水解脱硫罐需要更换催化剂时，通过调节截止阀，使焦炉煤气只经过另外一个水解脱硫罐，达到不停车的情况下完成催化剂更换。但是该发明通过设置并列两个水解脱硫罐，增加了设备的占地面积和投资成本。

CN209702678U公开了一种高炉煤气干法水解脱硫装置，包括：高炉煤气温度冷却器、高炉煤气干式水解脱硫塔、高炉煤气旁路调节阀、高炉煤气水解脱硫塔进口管；所述高炉煤气水解脱硫塔进口管上接出高炉煤气旁路调节阀，煤气旁路调节阀在达到使用条件时投入使用，保证装置正常安全生产。但是该发明在硫化物浓度变化时，将煤气通过旁路直接排至出口，没有达到连续水解脱硫的效果。

现有高炉煤气水解脱硫装置均无法解决结构复杂、运行阻力大、可调节压降和不停车检修的问题。因此，如何在保证水解脱硫装置具有良好水解脱硫效果的情况下，同时还能保证结构简单、运行阻力小、适应工况性能好的水解脱硫装置，成为了目前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高炉煤气水解脱硫装置和方法，通过设置预处理催化剂层和进气旁路，正常工作状态下，高炉煤气自水解脱硫装置的进气管路进入，依次穿过预处理催化剂层和至少一层催化剂层，经催化水解脱硫后排出；当预处理催化剂层工作异常时，高炉煤气切换至进气旁路进入，快速更换预处理催化剂层后，恢复正常工作，实现不停车检修。并且设置预处理催化剂层和催化剂层截面不同，当工况压力出现波动或后续工段压力变化较大时可通过旁路改变截面代为补偿，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述的水解脱硫装置包括壳体，所述壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层和至少一层催化剂层，相邻两层催化剂层之间为过渡区，所述的预处理催化剂层和与之相邻的催化剂层之间为转换区；

所述壳体的烟气进气管路上外接有进气旁路，所述的进气旁路的出口端接入转换区，烟气经进气旁路流入转换区。

本发明通过设置进气旁路，当预处理催化剂层工作异常时，高炉煤气切换至进气旁路进入，快速更换预处理催化剂层后，恢复正常工作，实现不停车检修。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的预处理催化剂层和催化剂层采用模块化布置于壳体内部。

需要说明的是，本发明所指的模块化布置是指预处理催化剂层和催化剂层采用整体式布置，具体的实现形式可以是：将催化剂设置在网笼中形成一个便于更换的整体。

优选地，所述的预处理催化剂层中填充的催化剂的形状包括蜂窝状、颗粒状或球状中的一种或至少两种的组合。

优选地，所述的催化剂层中填充的催化剂的形状包括蜂窝状、颗粒状或球状中的一种或至少两种的组合。

优选地，所述的预处理催化剂层中填充的催化剂的形状与催化剂层中填充的催化剂的形状相同或不同。

优选地，所述的预处理催化剂层中填充的催化剂的种类与催化剂层中填充的催化剂的种类相同或不同。

优选地，所述的催化剂层中填充的催化剂为氧化铝基水解催化剂、氧化钛基水解催化剂、氧化铁基脱硫剂或微晶催化剂。

优选地，所述的预处理催化剂层中填充的催化剂为氧化铝基水解催化剂。

本发明对催化剂的种类不做具体要求和特殊限定，例如氧化铝基水解催化剂、氧化钛基水解催化剂、氧化铁基脱硫剂或微晶催化剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述过渡区高度记为H₁，单层催化剂层的高度记为H₂，H₁≤H₂。

优选地，所述的预处理催化剂层和催化剂层的体积空速为1500-5000h^-1，例如可以是1500h^-1、2000h^-1、2500h^-1、3000h^-1、3500h^-1、4000h^-1、4500h^-1或5000h^-1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，H₁为H₂的0.2～0.5倍，例如H₁为H₂的0.2倍、0.3倍、0.4倍或0.5倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，H₁为0.3～0.6m，例如可以是0.3m、0.35m、0.4m、0.45m、0.5m、0.55m或0.6m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选地，H₁为0.5m。

所述的预处理催化剂层所在壳体的截面积记为S₁，与预处理催化剂层相邻的催化剂层所在壳体的截面积记为S₂，S₁＜S₂。

优选地，S₁与S₂的比例为(0.45～0.9):1，例如S₁与S₂的比例为0.45:1、0.6:1、0.75:1或0.9:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

在本发明中通过设置预处理催化剂层和催化剂层的迎风面积不同，当工况压力出现波动或后续工段压力变化较大时可通过旁路改变截面代为补偿，达到可调节压降的效果。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的壳体两端分别设置有出气区和积灰区，所述的积灰区位于烟气进气管路的壳体一端，烟气经出气区由水解脱硫装置的出气管路排出。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的转换区设置有阀门，所述的阀门用于隔断预处理催化剂层和转换区。

优选地，所述的转换区的阀门为密封插板阀。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的进气旁路上设置有密封阀。

优选地，所述的水解脱硫装置的进气管路上设置有密封阀。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的壳体呈长方体、正多变边体或圆柱体。

在本发明中，通过设置预处理催化剂层和进气旁路，当预处理催化剂层工作异常时，高炉煤气切换至进气旁路进入，快速更换预处理催化剂层后，恢复正常工作，实现不停车检修。并且设置预处理催化剂层和催化剂层截面不同，当工况压力出现波动或后续工段压力变化较大时可通过旁路改变截面代为补偿。

第二方面，本发明提供一种采用第一方面所述的高炉煤气水解脱硫装置的水解脱硫方法，所述的水解脱硫方法包括：

正常工作状态下，高炉煤气自水解脱硫装置的进气管路进入，依次穿过预处理催化剂层和至少一层催化剂层，经催化水解脱硫后排出；当预处理催化剂层工作异常时，高炉煤气切换至进气旁路进入。

所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区阀门和进气管路上的密封阀，关闭进气旁路上的密封阀，高炉煤气自进气管路进入，依次穿过预处理催化剂层和至少一层催化剂层，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅱ)预处理催化层工作异常时，关闭转换区阀门和进气管路上的密封阀，开启进气旁路上的密封阀，高炉煤气经进气旁路进入转换区，依次穿过至少一层催化剂层，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的高炉煤气包括硫化物。

优选地，所述的硫化物包括COS和H₂S。

优选地，所述的硫化物的总硫含量为200～300mg/m³，例如硫化物的总硫含量为200mg/m³、220mg/m³、240mg/m³、260mg/m³、280mg/m³或300mg/m³，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(Ⅰ)中，所述的催化水解脱硫的温度为40～120℃，例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(Ⅰ)中，所述的催化水解脱硫的工作压力为20～1000kPa，例如可以是20kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa、500kPa、600kPa、700kPa、800kPa、900kPa或1000kPa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(Ⅰ)中，所述的高炉煤气的进气气量为1000-300000Nm³/h，例如可以是1000Nm³/h、10000Nm³/h、50000Nm³/h、100000Nm³/h、150000Nm³/h、200000Nm³/h、250000Nm³/h或300000Nm³/h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(Ⅱ)中所述的工作异常状态为预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动。

优选地，所述的工况阻力波动是指阻力大于正常工作阻力的50～80％，例如可以是50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提出一种高炉煤气水解脱硫装置，通过壳体内部设置预处理催化剂层，可极大降低煤气中颗粒物等杂质的影响，催化剂利用率高且大大提高了使用寿命、具有阻力小、可调节压降、适应工况性好、装置结构简单、作业率高的特点，可显著提高高炉煤气处理效率，具有可观的经济效益。

2、通过在烟气进气管路上外接有进气旁路，进气旁路的出口端接入转换区，当预处理催化剂层工作异常时，高炉煤气切换至进气旁路进入，快速更换预处理催化剂层后，恢复正常工作，实现不停车检修。

附图说明

图1为本发明

具体实施方式

提供的高炉煤气水解脱硫装置的结构示意图。

其中，1-出气区，2-催化剂层，3-过渡区，4-转换区，5-预处理催化剂层，6-进气区，7-积灰区，8-进气管路，9-出气管路，10-进气旁路，11-密封插板阀，12-进气旁路密封阀，13-进气管路密封阀。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述高炉煤气水解脱硫装置如图1所示，包括可呈长方体、正多变边体或圆柱体的壳体；壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层5和至少一层催化剂层2；壳体的烟气进气管路8上外接有进气旁路10，烟气进气管路8和进气旁路10均有密封阀，所述的进气旁路10的出口端接入转换区4，烟气经进气旁路10流入转换区4，转换区4设置有密封插板阀11，用于隔断预处理催化剂层5和转换区4；壳体两端分别设置有出气区1和积灰区7，所述的积灰区7位于烟气进气管路8的壳体一端，烟气经出气区1由水解脱硫装置的出气管路9排出。

其中所述过渡区3高度H₁为单层催化剂层2高度H₂的0.2～0.5倍，过渡区3高度H₁为0.3～0.6m。预处理催化剂层5和催化剂层2呈模块化布置，预处理催化剂层5的截面积与预处理催化剂层5相邻的催化剂层2的截面积的比例为(0.45～0.9):1，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂的形状包括蜂窝状、颗粒状或球状中的一种或至少两种的组合，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂形状和种类均可以相同或不同。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种采用上述高炉煤气水解脱硫装置的水解脱硫方法，所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区4密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，关闭进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气自进气管路8进入进气区6，高炉煤气中二氧化碳体积浓度为6～12％，一氧化碳体积浓度为28～33％，氢气体积浓度为1～4％，氮气体积浓度为55～60％，烃类体积浓度为0.2～0.5％，硫化物的总硫含量为200-300mg/m³；高炉煤气依次穿过预处理催化剂层5和至少一层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出，催化水解脱硫的温度为40-120℃，催化水解脱硫的工作压力为20-1000kPa，催化水解脱硫的高炉煤气的进气气量为1000-300000Nm³/h；；

(Ⅱ)预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动时，关闭转换区4的密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，开启进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气经进气旁路10进入转换区，依次穿过至少一层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

需明确的是，采用了本发明实施例提供的工艺或进行了常规数据的替换或变化均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

实施例1

本实施例提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述高炉煤气水解脱硫装置，包括可呈长方体的壳体；壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层5和一层催化剂层2；壳体的烟气进气管路8上外接有进气旁路10，烟气进气管路8和进气旁路10均有密封阀，所述的进气旁路10的出口端接入转换区4，烟气经进气旁路10流入转换区4，转换区4设置有密封插板阀11，用于隔断预处理催化剂层5和转换区4；壳体两端分别设置有出气区1和积灰区7，所述的积灰区7位于烟气进气管路8的壳体一端，烟气经出气区1由水解脱硫装置的出气管路9排出。

其中，所述过渡区3高度H₁为单层催化剂层2高度H₂的0.2倍，单层催化剂层2的高度H₂为1.5m，过渡区3高度H₁为0.3m。预处理催化剂层5和催化剂层2呈模块化布置，预处理催化剂层5的截面积与预处理催化剂层5相邻的催化剂层2的截面积的比例为0.9:1。预处理催化剂层5中填充催化剂的形状为蜂窝状，催化剂层2中填充催化剂的形状为球状，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂为氧化铝基水解催化剂。

本实施例还提供了一种采用上述水解脱硫装置对高炉煤气进行水解脱硫的方法，所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区4密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，关闭进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气自进气管路8进入进气区6，高炉煤气中二氧化碳体积浓度为6％，一氧化碳体积浓度为29％，氢气体积浓度为4％，氮气体积浓度为60％，烃类体积浓度为0.2％，硫化物的总硫含量为200mg/m³；高炉煤气依次穿过预处理催化剂层5和一层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出，催化水解脱硫的温度为110℃，催化水解脱硫的工作压力为200kPa，催化水解脱硫的高炉煤气的进气气量为30000Nm³/h；

(Ⅱ)预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动时，关闭转换区4的密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，开启进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气经进气旁路10进入转换区，穿过一层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

经过上述水解脱硫方法，水解脱硫效率达到99.3％。

实施例2

本实施例提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述高炉煤气水解脱硫装置如图1所示，包括可呈正多变边体的壳体；壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层5和两层催化剂层2；壳体的烟气进气管路8上外接有进气旁路10，烟气进气管路8和进气旁路10均有密封阀，所述的进气旁路10的出口端接入转换区4，烟气经进气旁路10流入转换区4，转换区4设置有密封插板阀11，用于隔断预处理催化剂层5和转换区4；壳体两端分别设置有出气区1和积灰区7，所述的积灰区7位于烟气进气管路8的壳体一端，烟气经出气区1由水解脱硫装置的出气管路9排出。

其中,所述过渡区3高度H₁为单层催化剂层2高度H₂的0.35倍，单层催化剂层2的高度H₂为1m，过渡区3高度H₁为0.35m。预处理催化剂层5和催化剂层2呈模块化布置，预处理催化剂层5的截面积与预处理催化剂层5相邻的催化剂层2的截面积的比例为0.675:1，预处理催化剂层5中填充催化剂的形状包括蜂窝状和颗粒状的组合，催化剂层2中填充催化剂的形状为颗粒状或球状的组合，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂为氧化钛基水解催化剂。

本实施例还提供了一种采用上述水解脱硫装置对高炉煤气进行水解脱硫的方法，所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区4密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，关闭进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气自进气管路8进入进气区6，高炉煤气中二氧化碳体积浓度为7％，一氧化碳体积浓度为33％，氢气体积浓度为3％，氮气体积浓度为55％，烃类体积浓度为0.3％，硫化物的总硫含量为250mg/m³；高炉煤气依次穿过预处理催化剂层5和两层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出，催化水解脱硫的温度为100℃，催化水解脱硫的工作压力为100kPa，催化水解脱硫的高炉煤气的进气气量为80000Nm³/h；

(Ⅱ)预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动时，关闭转换区4的密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，开启进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气经进气旁路10进入转换区，依次穿过两层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

经过上述水解脱硫方法，水解脱硫效率达到99.5％。

实施例3

本实施例提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述高炉煤气水解脱硫装置，包括可呈圆柱体的壳体；壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层5和三层催化剂层2；壳体的烟气进气管路8上外接有进气旁路10，烟气进气管路8和进气旁路10均有密封阀，所述的进气旁路10的出口端接入转换区4，烟气经进气旁路10流入转换区4，转换区4设置有密封插板阀11，用于隔断预处理催化剂层5和转换区4；壳体两端分别设置有出气区1和积灰区7，所述的积灰区7位于烟气进气管路8的壳体一端，烟气经出气区1由水解脱硫装置的出气管路9排出。

其中，所述过渡区3高度H₁为单层催化剂层2高度H₂的0.5倍，单层催化剂层2的高度H₂为1.2m，过渡区3高度H₁为0.6m。预处理催化剂层5和催化剂层2呈模块化布置，预处理催化剂层5的截面积与预处理催化剂层5相邻的催化剂层2的截面积的比例为0.45:1。预处理催化剂层5中填充催化剂的形状为球状，催化剂层2中填充催化剂的形状为蜂窝状和球状的组合，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂种类为微晶催化剂。

本实施例还提供了一种采用上述水解脱硫装置对高炉煤气进行水解脱硫的方法，所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区4密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，关闭进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气自进气管路8进入进气区6，高炉煤气中二氧化碳体积浓度为12％，一氧化碳体积浓度为28％，氢气体积浓度为1％，氮气体积浓度为56％，烃类体积浓度为0.5％，硫化物的总硫含量为300mg/m³；高炉煤气依次穿过预处理催化剂层5和三层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出，催化水解脱硫的温度为110℃，催化水解脱硫的工作压力为200kPa，催化水解脱硫的高炉煤气的进气气量为100000Nm³/h；

(Ⅱ)预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动时，关闭转换区4的密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，开启进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气经进气旁路10进入转换区，依次穿过三层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

经过上述水解脱硫方法，水解脱硫效率达到99.7％。

实施例4

本实施例提供了一种高炉煤气水解脱硫装置，所述高炉煤气水解脱硫装置如图1所示，包括可呈圆柱体的壳体；壳体内部沿烟气流向间隔设置一层预处理催化剂层5和四层催化剂层2；壳体的烟气进气管路8上外接有进气旁路10，烟气进气管路8和进气旁路10均有密封阀，所述的进气旁路10的出口端接入转换区4，烟气经进气旁路10流入转换区4，转换区4设置有密封插板阀11，用于隔断预处理催化剂层5和转换区4；壳体两端分别设置有出气区1和积灰区7，所述的积灰区7位于烟气进气管路8的壳体一端，烟气经出气区1由水解脱硫装置的出气管路9排出。

其中，所述过渡区3高度H₁为单层催化剂层2高度H₂的0.4倍，单层催化剂层2的高度H₂为1m，过渡区3高度H₁为0.4m。预处理催化剂层5和催化剂层2呈模块化布置，预处理催化剂层5的截面积与预处理催化剂层5相邻的催化剂层2的截面积的比例为0.7:1。预处理催化剂层5中填充催化剂的形状为球状和颗粒状组合，催化剂层2中填充催化剂的形状为蜂窝状和球状的组合，预处理催化剂层5和催化剂层2中填充催化剂种类为氧化铁基脱硫剂。

本实施例还提供了一种采用上述水解脱硫装置对高炉煤气进行水解脱硫的方法，所述的水解脱硫方法具体包括：

(Ⅰ)正常工作状态下，开启转换区4密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，关闭进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气自进气管路8进入进气区6，高炉煤气中二氧化碳体积浓度为7％，一氧化碳体积浓度为29％，氢气体积浓度为3％，氮气体积浓度为58％，烃类体积浓度为0.5％，硫化物的总硫含量为300mg/m³；高炉煤气依次穿过预处理催化剂层5和四层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出，催化水解脱硫的温度为90℃，催化水解脱硫的工作压力为180kPa，催化水解脱硫的高炉煤气的进气气量为90000Nm³/h；

(Ⅱ)预处理催化层堵塞、催化剂失活或工况压力波动时，关闭转换区4的密封插板阀11和进气管路8上的进气管路密封阀13，开启进气旁路10上的进气旁路密封阀12，高炉煤气经进气旁路10进入转换区，依次穿过四层催化剂层2，经催化水解脱硫后排出；

(Ⅲ)在步骤(Ⅱ)进行过程中，对预处理催化层进行更换，更换完毕后恢复正常工作状态。

经过上述水解脱硫方法，水解脱硫效率达到99.5％。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。