针对高炉煤气多组分硫化合物难以同步脱除、煤气气量大的问题，提出高炉煤气有机硫水解-硫化氢吸附分级深度脱硫新思路，实现多硫组分的源头高效净化，研究有机硫高效水解催化剂多功能活性位点协同作用机制，揭示硫化氢在多元复合气氛中吸附规律，研发适用于高炉煤气长效脱硫关键材料，开发高通量高压煤气深度净化多级组合成套化反应器，形成高炉煤气水解-吸附分级深度脱硫工艺包，为高炉煤气深度净化提供了技术支撑和产业示范。该项目具有以下科技创新：
研发了有机硫高效水解关键材料：明晰了O2、H2S与COS的竞争或协同吸附机理，水解催化剂物化性质对含硫物种赋存形态的影响，通过研究碱金属担载后金属活性位点和碱性中心的形成过程，阐明了催化剂金属活性位点和碱性中心的协同作用、双金属复合催化剂体系下抗硫抗氧性提高的作用等关键机制，构建了COS水解长效催化剂反应体系，明显提高了催化剂抗氧性和稳定性，解决了催化剂寿命短的瓶颈问题。
研发了硫化氢多元复合气氛长效吸附技术：在复合FeOOH表面负载高度分散的金属氧化物粒子，调控脱硫剂表面的功能位点分布，进而提高吸附材料的硫容。重点研究沉积物、高炉煤气组分等等对吸附速率的影响，形成了硫化氢长效吸收的关键材料和工艺。
研发了高炉煤气高通量分区反应器：通过计算流体力学的方法对高炉煤气深度净化系统进行数值模拟，优化设计导流板以达到适合催化剂高效反应的反应器结构，适配水解-吸附催化剂层入制多层反应器结构装置并工业大型化，形成了高炉煤气水解-吸附深度净化成套化装备，大大降低了占地面积、保障了流场均匀性，具有压力损失小、对TRT发电系统影响小的特点。
图1 高炉煤气水解吸附深度净化中试工程
图2 高效长寿催化材料协同吸附机理
该项目获授权发明专利3项，在河钢集团唐钢新区3#高炉建成2000Nm3/h工业化试验示范装置，是国内有效运行时间最长的高炉煤气脱硫装置，技术达到国际领先水平。实测入口煤气中COS浓度约120mg/Nm3，H2S浓度约60mg/Nm3。经第三方检测，水解塔出口COS浓度小于10mg/Nm3，脱硫塔出口H2S浓度小于10mg/Nm3。水解塔压损小于3kPa，脱硫塔压损小于1.8kPa。污染物排放浓度优于国家超低排放限值，具有脱硫效率高、压力损失小、运行稳定性好的显著优势。
