阅读说明：本技术 一种高炉煤气部分脱氧脱硫方法及系统 (Blast furnace gas partial deoxidation and desulfurization method and system ) 是由 江莉龙 郑勇 曹彦宁 肖益鸿 刘福建 刘时球 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于大气净化环境保护领域,具体涉及一种高炉煤气部分脱氧脱硫方法及系统。本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法,包括以下步骤：将高炉煤气进行脱氧处理,脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.1-0.3％；将脱氧处理后的原料气在水解剂的作用下进行水解处理,水解处理后的原料气经过吸附剂的吸附处理,得到脱硫后的高炉煤气。本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法,通过在高炉煤气水解前对高炉煤气进行脱氧处理,有效解决了现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒,进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷,大大延长了水解剂的使用寿命。(The invention belongs to the field of atmosphere purification and environmental protection, and particularly relates to a method and a system for partial deoxidation and desulfurization of blast furnace gas. The invention provides a blast furnace gas partial deoxidation and desulfurization method, which comprises the following steps: deoxidizing blast furnace gas, wherein the volume content of oxygen in the raw gas after the deoxidation treatment is 0.1-0.3%; and (3) carrying out hydrolysis treatment on the deoxidized raw gas under the action of a hydrolytic agent, and carrying out adsorption treatment on the hydrolyzed raw gas by using an adsorbent to obtain the desulfurized blast furnace gas. The blast furnace gas partial deoxidation and desulfurization method provided by the invention effectively overcomes the defect that the existing blast furnace gas desulfurization process directly hydrolyzes blast furnace gas and easily causes the poisoning of a hydrolytic agent, thereby influencing the process and desulfurization effect of the desulfurization process, and greatly prolongs the service life of the hydrolytic agent by deoxidizing the blast furnace gas before hydrolyzing the blast furnace gas.)

一种高炉煤气部分脱氧脱硫方法及系统

技术领域

本发明属于大气净化环境保护领域，具体涉及一种高炉煤气部分脱氧脱硫方法及系统。

背景技术

高炉煤气中含有一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，其中一氧化碳的体积含量大约为28％，氢气的体积含量大约为1％，甲烷的体积含量大约为0.5％。此外，高炉煤气中还含有大约1％的氧气。在实际生产应用过程中，高炉煤气一般利用余压透平发电装置(TRT)回收高炉煤气的压力能和热能，获得的低温低压的高炉煤气通常以燃料的方式送往热风炉、加热炉、焦炉、锅炉、燃气机组进行燃烧使用。然而高炉煤气中除了上述气体外，还存在COS(羰基硫)、CS₂、H₂S等硫化物，在这些硫化物中其中主要成分是COS，总硫浓度一般达到200mgS/Nm³以上。这些硫化物如果不加限制会以SO₂的形式排放到空气中，进而造成大量的酸雨形成。随着人们环保意识的增加，对硫的排放限值也日益严格，每个使用高炉煤气的终端都建立起庞大的烟气脱硫装置。如此分散的脱硫装置不但大大浪费有限的钢厂空间，而且烟气脱硫的成本及二次污染也日益突显出来。因此，对高炉煤气采取源头脱硫成为一种理想的处理硫物种的方法。

现有技术CN110218590A公开了一种高炉煤气脱硫方法及系统，其中所述高炉煤气脱硫方法包括如下步骤：1)将经过压缩的原料气通入水解塔中进行COS水解，生成含硫化氢的混合气体；2)将所述含硫化氢的混合气体通入变压吸附提纯二氧化碳装置中进行粗脱硫，得到粗脱硫气体并对吸附了二氧化碳及硫化氢的吸附剂进行吸附剂解吸；3)将所述粗脱硫气体通入精脱硫塔中进行精脱硫，得到精脱硫气体；4)将所述精脱硫气体通入变压吸附提纯一氧化碳工段，提纯一氧化碳得到脱硫高炉煤气。然而在实际生产应用过程中，水解塔中的水解剂一般采用焦炉煤气水解剂，但是高炉煤气中的氧含量远远高于焦炉煤气中氧含量(约3倍以上)，过高的氧含量易造成水解塔中的水解剂氧中毒，进而需频繁更换水解剂，影响脱硫工艺进程和脱硫效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒，进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷，从而提供一种高炉煤气脱硫方法及系统。

为此，本发明采取的技术方案为，

一种高炉煤气部分脱氧脱硫方法，包括以下步骤：

1)将高炉煤气进行脱氧处理，得到脱氧处理后的原料气，所述脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.1-0.3％；

2)将脱氧处理后的原料气在水解剂的作用下进行水解处理，得到水解处理后的原料气；

3)水解处理后的原料气经过吸附剂的吸附处理，得到脱硫后的高炉煤气。

优选的，步骤1)中所述脱氧处理包括如下步骤：将高炉煤气分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，然后与第二部分高炉煤气混合后依次通过第一脱氧区和第二脱氧区，以对高炉煤气进行脱氧处理。

优选的，所述第一脱氧区、第二脱氧区内填充脱氧剂，所述脱氧剂选自贵金属脱氧剂、非贵金属钴钼硫型脱氧剂中的至少一种；

优选的，所述贵金属脱氧剂为负载型贵金属脱氧剂，所述负载型贵金属脱氧剂中活性成分选自金、铂、钯、钌中的一种或多种，载体为氧化物载体或陶瓷载体；

优选的，所述氧化物载体选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种。

优选的，所述第一脱氧区内填充非贵金属钴钼硫型脱氧剂，所述第二脱氧区内填充负载型贵金属脱氧剂。

所述非贵金属钴钼硫型脱氧剂中活性成分选自CoMo₂S、CoMo₃S、CoMo₄S、CoMoS中的一种或多种；载体为氧化铝和/或氧化钛。

优选的，还包括利用至少部分脱硫后的高炉煤气对吸附剂进行再生，得到硫磺的步骤；所述再生步骤是将脱硫后的高炉煤气以500-600h^-1的空速与需要再生的吸附剂接触实现的。

步骤1)中将脱氧处理后的原料气进行降温的步骤，优选的，步骤1)中将脱氧处理后的原料气降温至60-100℃。

优选的，对吸附剂进行再生的温度为150-200℃。

优选的，

步骤1)中，所述高炉煤气的温度为50-80℃，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，然后与第二部分高炉煤气混合后的温度为120-200℃。

本发明所述脱氧处理是将高炉煤气与脱氧剂接触时实现的，所述高炉煤气与脱氧剂接触时的空速为500-600h^-1；所述水解处理是将脱氧处理后的原料气与水解剂接触时实现的，所述脱氧处理后的原料气与水解剂接触时的空速为500-600h^-1；所述吸附处理是将水解处理后的原料气与吸附剂接触时实现的，所述水解处理后的原料气与吸附剂接触时的空速为500-600h^-1。

所述的水解剂为负载型水解剂，所述负载型水解剂的活性成分选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、草酸钠、草酸钾、硫酸钠、硫酸钾中的一种或多种，载体选自氮化碳、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种；

所述吸附剂为负载型吸附剂，所述负载型吸附剂的活性成分选自氧化铁、氧化钴、氧化镍中的一种或多种，载体选自氮化碳、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种。优选的，所述脱氧剂、吸附剂、水解剂可为颗粒状或蜂窝状。

本发明提供一种高炉煤气部分脱氧脱硫系统，包括，

脱氧装置，具有第一脱氧进气口、第二脱氧进气口和脱氧出气口,

水解装置,具有水解进气口和水解出气口,所述脱氧装置的脱氧出气口与所述水解装置的水解进气口连接,

吸附装置,具有吸附进气口和吸附出气口，所述吸附装置的吸附进气口与所述水解装置的水解出气口连接。

可选的，所述脱氧装置包括依次连通设置的第一换热单元、第二换热单元、第一脱氧单元、第二脱氧单元，所述第一换热单元的进气口与所述脱氧装置的第一脱氧进气口连接，所述第二脱氧单元的出气口与所述脱氧装置的脱氧出气口连接。

可选的，还包括，

分流装置，具有分流进气口、第一分流出气口和第二分流出气口，所述分流装置的第一分流出气口与脱氧装置的第一脱氧进气口连接，

合流装置，具有第一合流进气口、第二合流进气口和合流出气口，所述合流装置的第一合流进气口与所述分流装置的第二分流出气口连接，所述合流装置的第二合流进气口与第二换热单元的出气口连接，所述合流装置的合流出气口与所述脱氧装置的第二脱氧进气口连接。

可选的，包括至少2个并联设置的吸附装置；

还包括，

换热装置，具有换热进气口和换热出气口，

所述吸附装置还具有吸附再生进气口和吸附再生出气口，所述换热装置的换热进气口和所述吸附装置的吸附出气口连接，所述换热装置的换热出气口与所述吸附装置的吸附再生进气口连接；

储硫装置，具有储硫进气口和储硫出气口，所述储硫装置的储硫进气口与所述吸附装置的吸附再生出气口连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法，通过在高炉煤气水解前对高炉煤气进行脱氧处理，有效解决了现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒，进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷，大大延长了水解剂的使用寿命；同时本发明通过控制脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.1-0.3％，使高炉煤气部分脱氧，部分脱氧后的高炉煤气配合水解步骤和吸附步骤对高炉煤气进行源头脱硫，使高炉煤气用户无需再使用脱硫设备，使硫的排放得到集中处理，实现了高炉煤气燃烧后达标直接排放的目的，同时脱硫干净的高炉煤气由于含有0.1-0.3％的氧气，如将其对吸附剂进行再生，可将吸附剂上吸附的硫化氢氧化为单质硫磺，从而可有效利用硫资源。本发明提供的脱硫方法运行平稳、操作窗口宽、成本低、对含氧环境影响小。

2、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法，进一步的，步骤1)中所述脱氧处理包括如下步骤：将高炉煤气分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，然后与第二部分高炉煤气混合后依次通过第一脱氧区和第二脱氧区，以对高炉煤气进行脱氧处理。本发明通过两级换热对第一部分高炉煤气进行升温，升温后与第二部分高炉煤气混合，从而提高高炉煤气的温度，有利于脱氧剂发挥脱氧性能，然后将升温后的高炉煤气依次通过第一脱氧区和第二脱氧区，该特定步骤的处理，与后续的水解步骤、吸附步骤相互配合，大大提高了高炉煤气的脱硫效果。

3、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法，进一步的，所述第一脱氧区内填充非贵金属钴钼硫型脱氧剂，所述第二脱氧区内填充负载型贵金属脱氧剂。本发明通过在第一脱氧区内填充非贵金属钴钼硫型脱氧剂，第二脱氧区内填充负载型贵金属脱氧剂，高炉煤气依次通过装载有特定脱氧剂的两个脱氧区，经检测，在大大降低高炉煤气含氧量的同时还可有效提高高炉煤气的脱硫效果。

4、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫方法，进一步的，还包括利用至少部分脱硫后的高炉煤气对吸附剂进行再生，得到硫磺的步骤；本发明通过利用脱硫后高炉煤气中特定的氧含量对吸附剂进行再生，可将吸附剂上吸附的硫化氢氧化为单质硫磺，使硫物种从有害废物变为可利用的硫磺单质，同时还可大大减少吸附剂的使用。

5、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫系统，包括，脱氧装置，具有第一脱氧进气口、第二脱氧进气口和脱氧出气口,水解装置,具有水解进气口和水解出气口,所述脱氧装置的脱氧出气口与所述水解装置的水解进气口连接,吸附装置,具有吸附进气口和吸附出气口，所述吸附装置的吸附进气口与所述水解装置的水解出气口连接。本发明通过将高炉煤气通过上述特定连接顺序的脱氧装置、水解装置和吸附装置，可有效提高高炉煤气的脱硫效率，同时采用将脱氧装置前置，在高炉煤气进行水解前即除去氧气，有效解决了现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒，进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷，大大延长了水解剂的使用寿命。

6、本发明提供的高炉煤气部分脱氧脱硫系统，进一步的，所述脱氧装置包括依次连通设置的第一换热单元、第二换热单元、第一脱氧单元、第二脱氧单元，所述第一换热单元的进气口与所述脱氧装置的第一脱氧进气口连接，所述第二脱氧单元的出气口与所述脱氧装置的脱氧出气口连接。本发明将高炉煤气依次通过上述特定设置的换热单元和脱氧单元，有利于脱除高炉煤气中氧气，同时与水解装置、吸附装置相互配合，可有效提高高炉煤气的脱硫效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高炉煤气部分脱氧脱硫系统示意图。

其中附图标记表示为：

1、脱氧装置；2、水解装置；3、第三吸附装置；4、换热装置；5、第一储硫装置；6、第一脱氧进气口；7、第二脱氧进气口；8、脱氧出气口；9、水解进气口；10、水解出气口；11、吸附进气口；12、吸附出气口；13、换热进气口；14、换热出气口；15、吸附再生进气口；16、吸附再生出气口；17、储硫进气口；18、储硫出气口；19、硫磺排出口；20、第一换热单元；21、第二换热单元；22、第一脱氧单元；23、第二脱氧单元；24、分流装置；25、分流进气口；26、第一分流出气口；27、第二分流出气口；28、合流装置；29、第二合流进气口；30、第一合流进气口；31、合流出气口；32、第一吸附装置；33、第二吸附装置；34、第二储硫装置。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种高炉煤气部分脱氧脱硫系统，包括，

脱氧装置1，具有第一脱氧进气口6、第二脱氧进气口7和脱氧出气口8,

水解装置2,具有水解进气口9和水解出气口10,所述脱氧装置1的脱氧出气口8与所述水解装置2的水解进气口9连接,

吸附装置,具有吸附进气口11和吸附出气口12，所述吸附装置的吸附进气口11与所述水解装置2的水解出气口10连接。

本发明通过将高炉煤气通过上述特定连接顺序的脱氧装置1、水解装置2和吸附装置，可有效提高高炉煤气的脱硫效率，同时采用将脱氧装置1前置，在高炉煤气进行水解前即除去氧气，有效解决了现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒，进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷，大大延长了水解剂的使用寿命。

在一可选实施例中，所述脱氧装置1包括依次连通设置的第一换热单元20(第一换热区)、第二换热单元21(第二换热区)、第一脱氧单元22(第一脱氧区)、第二脱氧单元23(第二脱氧区)，所述第一换热单元20的进气口与所述脱氧装置1的第一脱氧进气口6连接，所述第二脱氧单元23的出气口与所述脱氧装置1的脱氧出气口8连接。所述脱氧装置1可为脱氧塔，所述水解装置2可为水解塔，所述吸附装置可为吸附塔。

通过上述设置，高炉煤气可分为两部分，第一部分高炉煤气通过脱氧装置1的第一脱氧进气口6进入脱氧装置1，并依次通过第一换热单元20和第二换热单元21，以对该部分高炉煤气进行升温，升温后的第一部分高炉煤气从第二换热单元21的出气口排出并与第二部分高炉煤气混合，以提高整体高炉煤气的温度，混合后的高炉煤气从第二脱氧进气口7进入脱氧装置1，并依次通过第一脱氧单元22和第二脱氧单元23，以对高炉煤气进行脱氧，得到脱氧处理后的原料气，脱氧处理后的原料气从脱氧出气口8排出，并通过水解装置2的水解进气口9进入水解装置2，并在水解装置2中进行水解，将高炉煤气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气，水解处理后的原料气通过吸附装置的吸附进气口进入吸附装置，硫化氢在吸附装置中被吸附，从而实现对水解处理后的原料气进行脱硫，得到脱硫后的高炉煤气。本发明采用仅对一部分高炉煤气进行换热升温，然后与未经换热升温的另一部分高炉煤气混合以提高整体高炉煤气的方法，一方面，可有效利用热能，升温的高炉煤气有利于保证脱氧剂的脱氧性能，另一方面，如将全部高炉煤气通入脱氧装置1中进行换热升温易造成高炉煤气温度过高，从而不利于后续的脱氧工序。

在一可选的实施例中，还包括，

分流装置24，具有分流进气口25、第一分流出气口26和第二分流出气口27，所述分流装置24的第一分流出气口26与脱氧装置1的第一脱氧进气口6连接，

合流装置28，具有第一合流进气口30、第二合流进气口29和合流出气口31，所述合流装置28的第一合流进气口30与所述分流装置24的第二分流出气口27连接，所述合流装置28的第二合流进气口29与第二换热单元21的出气口连接，所述合流装置28的合流出气口31与所述脱氧装置1的第二脱氧进气口7连接。

通过上述设置高炉煤气可通过分流装置24，例如三通管件，将高炉煤气分为两部分，第一部分高炉煤气从第一分流出气口26排出，并通过第一脱氧进气口6进入第一换热单元20和第二换热单元21，然后从第二换热单元21的出气口排出，并由第二合流进气口29进入合流装置28(如三通管件)，第二部分高炉煤气从第二分流出气口27排出并由第一合流进气口30进入合流装置28，第一部分高炉煤气和第二部分高炉煤气在合流装置28内混合，混合后从第二脱氧进气口7进入第一脱氧单元22和第二脱氧单元23，并在第一脱氧单元22和第二脱氧单元23内进行脱氧，脱氧后从脱氧出气口8排出，进入后续的水解、吸附工序。上述设置一方面，可有效利用热能，升温的高炉煤气有利于保证脱氧剂的脱氧性能，另一方面，如将全部高炉煤气通入脱氧装置1中进行换热升温易造成高炉煤气温度过高，从而不利于后续的脱氧工序。

在一可选实施例中，所述高炉煤气的温度为50-80℃，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，然后与第二部分高炉煤气混合后的温度为120-200℃。

在一可选实施例中，所述第一脱氧单元22靠近所述第二脱氧进气口7设置于脱氧装置1内，所述第二脱氧单元23远离所述第二脱氧进气口7设置于脱氧装置1内。可选的，所述第一换热单元20和第二换热单元21内设置若干换热管。可选的，所述第一换热单元20和第二换热单元21内换热管的数目为8-10根。可选的，所述第二脱氧单元23设置于相邻换热管之间。由于高炉煤气的脱氧反应会产生大量的热量，本发明将第二脱氧单元23设置于相邻换热管之间，将脱氧反应产生的部分热量传递给换热管，进而降低脱氧后原料气的温度，同时换热管中获得的热量还可对第一部分高炉煤气进行升温，避免热量损失。可选的，经过降温后，脱氧后原料气的温度为60-100℃。

可选的，所述脱氧装置1内的脱氧区中填充脱氧剂，所述脱氧剂分为两层，每层脱氧剂可相同，也可不同。可选的，所述第一脱氧单元22为非贵金属钴钼硫型脱氧剂层，填充非贵金属钴钼硫型脱氧剂；所述第二脱氧单元23为负载型贵金属脱氧剂层，填充负载型贵金属脱氧剂。在本发明中，将高炉煤气分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，然后与第二部分高炉煤气混合后依次通过第一脱氧区和第二脱氧区，并与水解装置2、吸附装置相互配合可有效提高高炉煤气的脱硫效率。

本发明不对脱氧单元的厚度做具体限定，在本发明中，所述厚度为沿装置的轴向方向的厚度。在一可选实施例中，沿脱氧装置1轴向方向，所述第一脱氧单元22的厚度与第一脱氧单元22和第二脱氧单元23总厚度的比例为0.4-0.7:1。本发明通过限定脱氧单元的厚度，与内置的脱氧剂共同作用，可进一步提高脱氧效率和脱硫效率。

在一可选实施例中，包括至少2个并联设置的吸附装置。可选的，包括3个并联设置的吸附装置，在实际工作中，可通过吸附装置的进气口或出气口附近的阀门控制高炉煤气通过一个吸附装置或者通过多个吸附装置。可选的，3个并联设置的吸附装置可为第一吸附装置32、第二吸附装置33和第三吸附装置3，水解处理后的原料气从第一吸附装置32和/或第二吸附装置33和/或第三吸附装置3的吸附进气口分别进入对应的吸附装置，然后在第一吸附装置32和/或第二吸附装置33和/或第三吸附装置3中原料气中的硫化氢被吸附从而实现对原料气的脱硫，得到脱氧脱硫后的干净高炉煤气，脱硫后的干净高炉煤气可进入后续的使用工段。可选的，所述第一吸附装置32、第二吸附装置33与第三吸附装置3可交替使用。

在一可选实施例中，还包括，换热装置4，具有换热进气口13和换热出气口14，所述吸附装置还具有吸附再生进气口15和吸附再生出气口16，所述换热装置4的换热进气口13和所述吸附装置的吸附出气口12连接，所述换热装置4的换热出气口14与所述吸附装置的吸附再生进气口15连接；储硫装置，具有储硫进气口17和储硫出气口18，所述储硫装置的储硫进气口17与所述吸附装置的吸附再生出气口16连接。当吸附装置内吸附剂吸附硫化氢达到饱和时，可对吸附装置内的吸附剂进行再生，例如，将部分脱硫后的干净高炉煤气通过气泵的输送，使之从换热装置4的换热进气口13进入换热装置4，以对干净高炉煤气进行加热提温到150-200℃，经过加热提温的干净高炉煤气从换热装置4的换热出气口14排出，由吸附装置的吸附再生进气口15进入吸附装置，利用干净高炉煤气中还原性气氛对吸附剂进行再生，同时干净高炉煤气含有的特定量的氧气(0.1-0.3％)在150-200℃下可将吸附的硫化氢氧化为单质硫磺，使硫物种从有害废物变为可利用的硫磺单质。含有单质硫磺的高炉煤气然后由吸附装置的吸附再生出气口16排出，由储硫装置的储硫进气口17进入储硫装置，在储硫装置内低温脱硫，脱除单质硫磺的高炉煤气从储留装置的储硫出气口18排出，可与从吸附装置的吸附出气口排出的脱硫后的高炉煤气汇合，进入后续高炉煤气的使用工段。可选的，包括至少2个并联设置的储硫装置，可选的，包括2个并联设置的储硫装置，可为第一储硫装置5和第二储硫装置34，2个储硫装置可交替使用。可选的，所述储硫装置还具有硫磺排出口19，远离所述储硫进气口17设置于储留装置的侧壁，用于定期收集硫磺。

在实际工作中，可通过吸附装置的进气口或出气口附近的阀门控制高炉煤气通过一个吸附装置或者通过多个吸附装置。在一可选实施例中，水解处理后的原料气首先通过第三吸附装置3，待第三吸附装置3中的吸附剂吸附硫化氢达到饱和时，通过阀门控制，使水解处理后的原料气仅通过第一吸附装置32和第二吸附装置33，得到脱硫后干净的高炉煤气。将部分脱硫后的干净高炉煤气通过气泵的输送，使之从换热装置4的换热进气口13进入换热装置4，以对干净高炉煤气进行加热提温，经过加热提温的干净高炉煤气从换热装置4的换热出气口14排出，由第三吸附装置3的吸附再生进气口15进入对应吸附装置，利用高炉煤气中的还原性气氛(如氢气、一氧化碳等)对吸附剂进行再生，同时高炉煤气中的氧气将硫化氢氧化为单质硫，然后由第三吸附装置3的吸附再生出气口排出，排出的高炉煤气含有高浓度的单质硫，可输送到储硫装置中进行低温脱硫处理。待第一吸附装置32和第二吸附装置33内吸附剂吸附硫化氢达到饱和时，可对其内的吸附剂进行再生，同时启动再生后的第三吸附装置3继续对高炉煤气进行脱硫吸附处理，如此交替使用，可实现高炉煤气脱硫工艺的连续化进行。

本发明不对脱氧剂、水解剂、吸附剂的种类做具体限定，在一可选实施例中，所述第一脱氧区、第二脱氧区内填充脱氧剂，所述脱氧剂选自贵金属脱氧剂、非贵金属钴钼硫型脱氧剂中的至少一种；优选的，所述贵金属脱氧剂为负载型贵金属脱氧剂，所述负载型贵金属脱氧剂中活性成分选自金、铂、钯、钌中的一种或多种，载体为氧化物载体或陶瓷载体。优选的，所述氧化物载体选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种。所述的水解剂为负载型水解剂，所述负载型水解剂的活性成分选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、草酸钠、草酸钾、硫酸钠、硫酸钾中的一种或多种，载体选自氮化碳、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种；所述吸附剂为负载型吸附剂，所述负载型吸附剂的活性成分选自氧化铁、氧化钴、氧化镍中的一种或多种，载体选自氮化碳、氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化铈中的一种或多种。

本发明所述脱氧剂均为本领域现有常规脱氧剂，所述水解剂均为本领域现有常规水解剂，所述吸附剂均为本领域现有常规吸附剂。本领域所述脱氧剂、水解剂、吸附剂可通过市购获得，或通过本领域常规方法制备得到。可选的，所述脱氧剂的制备方法包括如下步骤：将载体置于活性组分水溶液中浸泡，然后依次进行干燥、焙烧，得到所述脱氧剂。当所述载体为复合载体时，将所述载体成分混合球磨，焙烧以制备复合载体。可选的，所述脱氧剂中活性组分与载体的质量比为(2-40)：100。所述脱氧剂的堆积密度为0.5-1.5kg/m³，所述脱氧剂的粒径为0.1-2mm。可选的，所述水解剂的制备方法包括如下步骤：将载体置于活性组分水溶液中浸泡，然后进行干燥，得到所述水解剂。当所述载体为复合载体时，将所述载体成分混合球磨，焙烧以制备复合载体。可选的，所述水解剂中活性组分与载体的质量比为(2-40)：100。所述水解剂的堆积密度为0.5-0.9kg/m³，所述水解剂的粒径为0.1-5mm。可选的，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：将载体置于活性组分浸渍液中浸泡，然后依次进行干燥、焙烧，得到所述吸附剂。当所述载体为复合载体时，将所述载体成分混合球磨，焙烧以制备复合载体。可选的，所述活性组分浸渍液选自硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍、氯化铁、氯化钴、氯化镍、草酸铁、草酸钴、草酸镍中的一种或多种水溶液。所述吸附剂中活性组分与载体的质量比为(2-40)：100。所述吸附剂的堆积密度为0.5-1.5kg/m³，所述吸附剂的粒径为0.1-5mm。

陶瓷载体负载铂金属脱氧剂的制备方法包括如下步骤：配制质量分数为5％的氯化铂水溶液，将陶瓷载体置于氯化铂水溶液中浸泡1小时，然后在100℃下干燥2小时，在450℃下焙烧10分钟，得到所述陶瓷载体负载铂金属脱氧剂，所述陶瓷载体负载铂金属脱氧剂中金属铂与陶瓷载体的质量比为9：49；所述陶瓷载体负载铂金属脱氧剂的堆积密度为0.8kg/m³，粒径为0.3-0.5mm。

酸改性氧化铝载体负载钯金属脱氧剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：配制100g质量分数为5％的盐酸溶液，然后加入10g氧化铝粉末，浸泡0.5小时，搅拌0.5小时，然后倒掉上清液，剩余悬浊液在80℃下干燥10小时，然后在500℃下焙烧2小时，制得酸改性氧化铝载体，备用；

2)配制质量分数为5％的氯化钯水溶液，将载体置于氯化钯水溶液中浸泡1小时，然后在100℃下干燥2小时，在450℃下焙烧10分钟，得到所述酸改性氧化铝载体负载钯金属脱氧剂，所述酸改性氧化铝载体负载钯金属脱氧剂中金属钯与载体的质量比为9：45；所述酸改性氧化铝载体负载钯金属脱氧剂的堆积密度为0.8kg/m³，粒径为0.3-0.5mm。

所述CoMoS/Ti-Al₂O₃脱氧剂中活性组分为CoMoS，载体为氧化铝和氧化钛的混合载体，所述CoMoS/Ti-Al₂O₃脱氧剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氧化钛粉末和氧化铝粉末等质量混合，球磨10小时，然后在1100℃下焙烧2小时，制得载体，备用；

2)将四水合钼酸铵和碱式碳酸钴溶于水中配制活性组分水溶液，其中活性组分水溶液中所述金属钴离子和钼酸铵的摩尔比为1:1，将载体置于活性组分水溶液中浸泡1.2小时，然后在110℃下干燥2小时，在480℃下焙烧18分钟，然后进行硫化处理得到所述CoMoS/Ti-Al₂O₃脱氧剂，所述CoMoS/Ti-Al₂O₃脱氧剂中CoMoS与载体的质量比为1：6；所述CoMoS/Ti-Al₂O₃脱氧剂的堆积密度为0.8kg/m³，粒径为0.3-0.6mm。

所述Na₂CO₃/Al₂O₃的制备方法包括如下步骤：配制质量分数为10％的Na₂CO₃水溶液，将氧化铝载体置于Na₂CO₃水溶液中浸泡3小时，然后在90℃下干燥0.8小时，得到所述Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂，所述Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂中Na₂CO₃与氧化铝载体的质量比为6：58；所述Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂的堆积密度为0.6kg/m³，粒径为2-3mm。

所述K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂中，活性组分为碳酸钾，载体为氧化钛和氧化铝的混合载体，所述K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氧化钛粉末和氧化铝粉末等质量混合，球磨10小时，然后在1100℃下焙烧2小时，制得载体，备用；

2)配制质量分数为10％的K₂CO₃水溶液，将载体置于K₂CO₃水溶液中浸泡3小时，然后在90℃下干燥0.8小时，得到所述K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂，所述K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂中K₂CO₃与载体的质量比为6：58；所述K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂的堆积密度为0.7kg/m³，粒径为2-3mm。

所述K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂中，活性组分为K₂C₂O₄，载体为氧化钛、氧化铝、氧化硅的混合载体，所述K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氧化钛粉末、氧化铝粉末、氧化硅粉末等质量混合，球磨10小时，然后在1100℃下焙烧2小时，制得载体，备用；

2)配制质量分数为10％的K₂C₂O₄水溶液，将载体置于K₂C₂O₄水溶液中浸泡3小时，然后在90℃下干燥0.8小时，得到所述K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂，所述K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂中K₂C₂O₄与载体的质量比为6：49；所述K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂的堆积密度为0.8kg/m³，粒径为2-3mm。

所述Fe₂O₃/C₃N₄吸附剂中，活性组分为Fe₂O₃，载体为氮化碳载体，所述Fe₂O₃/C₃N₄吸附剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氮化碳粉末球磨15小时，然后在900℃下焙烧5小时，制得载体，备用；

2)配制质量分数为8％的硝酸铁水溶液，将载体置于硝酸铁水溶液中浸泡3小时，然后在100℃下干燥1.2小时，在800℃下焙烧30分钟，得到所述Fe₂O₃/C₃N₄吸附剂，所述Fe₂O₃/C₃N₄吸附剂中Fe₂O₃与载体的质量比为1：7，所述Fe₂O₃/C₃N₄吸附剂的堆积密度为0.9kg/m³，粒径为1-2mm。

所述Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂中，活性组分为Fe₂O₃，载体为氧化钛、氧化锆、氧化铝的混合载体，所述Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氧化钛、氧化锆、氧化铝等质量混合，球磨15小时，然后在950℃下焙烧6小时，制得载体，备用；

2)配制质量分数为8％的硝酸铁水溶液，将载体置于硝酸铁水溶液中浸泡3小时，然后在100℃下干燥1.2小时，在800℃下焙烧30分钟，得到所述Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂，所述Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂中Fe₂O₃与载体的质量比为1：7，所述Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂的堆积密度为0.9kg/m³，粒径为1-2mm。

所述Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂中，活性组分为Co₂O₃，载体为氧化钛、氧化锆、氧化铝的混合载体，所述Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂的制备方法包括如下步骤：

1)载体制备：将氧化钛、氧化锆、氧化铝等质量混合，球磨15小时，然后在950℃下焙烧6小时，制得载体，备用；

2)配制质量分数为8％的氯化钴水溶液，将载体置于氯化钴水溶液中浸泡3小时，然后在100℃下干燥1.2小时，在850℃下焙烧30分钟，得到所述Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂，所述Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂中Co₂O₃与载体的质量比为1：8，所述Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附剂的堆积密度为0.9kg/m³，粒径为1-2mm。

实施例2

本实施例提供了一种高炉煤气脱氧脱硫方法，包括如下步骤：

1)将70℃高炉煤气(其中COS的含量为210mg/m³，氧气的体积含量为1.4％，一氧化碳含量27％，氢气含量0.9％)分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，将第一部分高炉煤气提高温度至120℃，然后与第二部分高炉煤气混合，混合后高炉煤气的温度为100℃，将混合后的高炉煤气以500h^-1的体积空速通过脱氧装置1的脱氧区进行脱氧(其中脱氧装置1中脱氧区内填充蜂窝状陶瓷载体负载铂金属)，得到脱氧处理后的原料气(脱氧处理后的原料气的温度为150℃，所述脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.2％),将脱氧处理后的原料气降温至80℃；

2)将经过降温处理的脱氧处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入水解装置2(水解塔)进行水解(其中水解装置2内填充Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂)，以将原料气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气(水解处理后的原料气中COS的含量小于2mg/m³)；

3)将水解处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入并联设置的第一吸附装置32(吸附塔)和第二吸附装置33(吸附塔)，以通过第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂Fe₂O₃/C₃N₄吸附原料气中的硫化氢，得到脱硫后的高炉煤气(脱硫后的高炉煤气中H₂S的浓度低于1mg/m³)；

4)将四分之一体积经脱硫后的高炉煤气经换热器加热提温至160℃，然后以500h^-1的体积空速通入第一吸附装置32和第二吸附装置33，以对第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂进行再生，经再生处理的高炉煤气通过第一储硫装置5(储硫罐)，并从第一储硫装置5的储硫出气口18排出，经检测从第一储硫装置5的储硫出气口18排出的高炉煤气中含硫物质(总硫)浓度低于2mg/m³。

实施例3

本实施例提供了一种高炉煤气脱氧脱硫方法，包括如下步骤：

1)将80℃高炉煤气(其中COS的含量为150mg/m³，氧气的体积含量为1.4％，一氧化碳含量27％，氢气含量0.9％)分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，将第一部分高炉煤气提高温度至140℃，然后与第二部分高炉煤气混合，混合后高炉煤气的温度为120℃，将混合后的高炉煤气以600h^-1的体积空速通过脱氧装置1的脱氧区进行脱氧(其中脱氧装置1中脱氧区内填充酸改性氧化铝载体负载钯)，得到脱氧处理后的原料气(脱氧处理后的原料气的温度为160℃，所述脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.1％),将脱氧处理后的原料气降温至60℃；

2)将经过降温处理的脱氧处理后的原料气以600h^-1的体积空速通入水解装置2(水解塔)进行水解(其中水解装置2内填充K₂CO₃/Ti-Al₂O₃水解剂)，以将原料气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气(水解处理后的原料气中COS的含量小于2.5mg/m³)；

3)将水解处理后的原料气以600h^-1的体积空速通入第三吸附装置3(吸附塔)，以通过第三吸附装置3内填充的吸附剂Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附原料气中的硫化氢，待第三吸附装置3内的吸附剂吸附硫化氢饱和后，再将水解处理后的原料气通入并联设置的第一吸附装置32(吸附塔)和第二吸附装置33(吸附塔)，以通过第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂Fe₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附原料气中的硫化氢，得到脱硫后的高炉煤气(脱硫后的高炉煤气中H₂S的浓度低于1.5mg/m³)；

4)将四分之一体积经脱硫后的高炉煤气经换热器加热提温至170℃，然后以600h^-1的体积空速通入第三吸附装置3，以对第三吸附装置3内填充的吸附剂进行再生，经再生处理的高炉煤气通过第一储硫装置5(储硫罐)，并从第一储硫装置5的储硫出气口18排出，经检测从第一储硫装置5的储硫出气口18排出的高炉煤气中含硫物质(总硫)浓度低于3mg/m³。

实施例4

本实施例提供了一种高炉煤气脱氧脱硫方法，包括如下步骤：

1)将50℃高炉煤气(其中COS的含量为180mg/m³，氧气的体积含量为1.4％，一氧化碳含量27％，氢气含量0.9％)分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，将第一部分高炉煤气提高温度至230℃，然后与第二部分高炉煤气混合，混合后高炉煤气的温度为200℃，将混合后的高炉煤气以500h^-1的体积空速通过脱氧装置1的脱氧区进行脱氧(其中脱氧装置1中脱氧区内填充CoMoS/Ti-Al₂O₃)，得到脱氧处理后的原料气(脱氧处理后的原料气的温度为190℃，所述脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.3％),将脱氧处理后的原料气降温至100℃；

2)将经过降温处理的脱氧处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入水解装置2(水解塔)进行水解(其中水解装置2内填充K₂C₂O₄/Ti-SiO₂-Al₂O₃水解剂)，以将原料气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气(水解处理后的原料气中COS的含量小于3mg/m³)；

3)将水解处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入并联设置的第一吸附装置32(吸附塔)和第二吸附装置33(吸附塔)，以通过第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂Co₂O₃/Ti-Zr-Al₂O₃吸附原料气中的硫化氢，得到脱硫后的高炉煤气(脱硫后的高炉煤气中H₂S的浓度低于2mg/m³)；

4)将四分之一体积经脱硫后的高炉煤气经换热器加热提温至180℃，然后以500h^-1的体积空速通入第一吸附装置32和第二吸附装置33，以对第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂进行再生，经再生处理的高炉煤气通过第一储硫装置5(储硫罐)，并从第一储硫装置5的储硫出气口18排出，经检测从第一储硫装置5的储硫出气口18排出的高炉煤气中含硫物质(总硫)浓度低于4mg/m³。

实施例5

如图1所示，本实施例提供了一种高炉煤气脱氧脱硫方法，包括如下步骤：

1)将70℃高炉煤气(其中COS的含量为210mg/m³，氧气的体积含量为1.4％，一氧化碳含量27％，氢气含量0.9％)分为两部分，使第一部分高炉煤气依次通过第一换热区和第二换热区，将第一部分高炉煤气提高温度至120℃，然后与第二部分高炉煤气混合，混合后高炉煤气的温度为100℃，将混合后的高炉煤气以500h^-1的体积空速依次通过脱氧装置1内的第一脱氧区和第二脱氧区进行脱氧(其中脱氧装置1中第一脱氧区内填充CoMoS/Ti-Al₂O₃，第二脱氧区内填充陶瓷载体负载铂金属，第一脱氧区和第二脱氧区的厚度相同)，得到脱氧处理后的原料气(脱氧处理后的原料气的温度为150℃，所述脱氧处理后的原料气中氧气的体积含量为0.1％),将脱氧处理后的原料气降温至80℃；

2)将经过降温处理的脱氧处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入水解装置2(水解塔)进行水解(其中水解装置2内填充Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂)，以将原料气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气(水解处理后的原料气中COS的含量小于0.8mg/m³)；

3)将水解处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入并联设置的第一吸附装置32(吸附塔)和第二吸附装置33(吸附塔)，以通过第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂Fe₂O₃/C₃N₄吸附原料气中的硫化氢，得到脱硫后的高炉煤气(脱硫后的高炉煤气中H₂S的浓度低于1mg/m³)；

4)将四分之一体积经脱硫后的高炉煤气经换热器加热提温至160℃，然后以500h^-1的体积空速通入第一吸附装置32和第二吸附装置33，以对第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂进行再生，经再生处理的高炉煤气通过第一储硫装置5(储硫罐)，并从第一储硫装置5的储硫出气口18排出，经检测从第一储硫装置5的储硫出气口18排出的高炉煤气中含硫物质(总硫)浓度低于1.1mg/m³。

对比例1

本对比例提供一种高炉煤气脱氧脱硫方法，包括如下步骤：

1)将70℃高炉煤气(其中COS的含量为210mg/m³，氧气的体积含量为1.4％，一氧化碳含量27％，氢气含量0.9％)以500h^-1的体积空速通入水解装置2(水解塔)进行水解(其中水解装置2内填充Na₂CO₃/Al₂O₃水解剂)，以将原料气中的有机硫COS转换为硫化氢，得到水解处理后的原料气(水解处理后的原料气中COS的含量小于8mg/m³)；

2)将水解处理后的原料气以500h^-1的体积空速通入并联设置的第一吸附装置32(吸附塔)和第二吸附装置33(吸附塔)，以通过第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂Fe₂O₃/C₃N₄吸附原料气中的硫化氢，得到脱硫后的高炉煤气(脱硫后的高炉煤气中H₂S的浓度低于13mg/m³)；

3)将四分之一体积经脱硫后的高炉煤气经换热器加热提温至160℃，然后以500h^-1的体积空速通入第一吸附装置32和第二吸附装置33，以对第一吸附装置32和第二吸附装置33内填充的吸附剂进行再生，经再生处理的高炉煤气通过第一储硫装置5(储硫罐)，并从第一储硫装置5的储硫出气口18排出，经检测从第一储硫装置5的储硫出气口18排出的高炉煤气中含硫物质(总硫)浓度低于18mg/m³。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。