[發明專利]一種適用于煤基氣體的一體化中高溫煤氣凈化方法與設備

無效

• 申請號: 201010205327.4
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101880553A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 余江龍;常麗萍;王冬梅;尹豐魁;楊利;謝克昌
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/20;C10K1/22
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所 21229
• 代理人: 甄玉荃

技術領域：本發明涉及一種氣體凈化方法與設備，尤其是一種適用于煤基氣體的一體化中高溫煤氣凈化方法與設備。

背景技術：我國是以煤炭為主要一次能源的國家，煤炭占據一次能源的65％以上。目前我國煤炭產量和消費總量均列世界首位，而且煤炭產量仍在上升，2009年已經達到近25億噸。我國大部分電力依靠燃煤電廠產生，每年由于燃煤產生大量的大氣污染物的排放，目前我國二氧化硫和氮氧化物的排放均為世界首位。因此，我國面臨能源供應安全和環境保護的雙重壓力，潔凈煤技術的發展刻不容緩。根據我國的實際情況，煤基多聯產和IGCC以及煤的液化技術將是我國煤炭清潔利用的主流技術，在保障我國能源供應安全方面將發揮巨大作用。

工藝匹配的脫硫凈化是多聯產技術研發的主要技術之一，其中的關鍵環節是作為燃料的燃氣用于煤氣蒸汽聯合循環發電的煤氣高溫凈化和作為原料的醇醚燃料合成氣的中溫凈化，主要包括硫、脫氮氧化物的前驅體和焦油、顆粒物等的脫除。一般來說，燃氣輪機用煤氣要求硫化氫含量低于20-100ppmv，合成用原料氣的硫化氫含量要求低于0.5-10ppmv。國內外氣體脫硫的方法較很多，但均存在操作復雜、選擇吸附性差和脫硫精度相對較低或成本高等缺點。尤其是，中高溫脫硫劑普遍存在循環穩定性差、再生困難、氣氛效應嚴重等問題。開發低成本和高效率的中高溫煤氣脫硫劑對煤炭清潔轉化利用技術的開發起關鍵作用。

目前不同氣體雜質的脫除是利用不同凈化單元分別進行的，脫氮和脫除焦油通過催化單元進行，顆粒物需要高溫過濾單元進行。各單元累積組成的體系的體積龐大，運行復雜，維護成本高，增加系統操作的復雜性，提高了系統的成本。

發明內容：針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種適用于煤基氣體的一體化中高溫煤氣凈化方法與設備。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：適用于煤基氣體的一體化中高溫煤氣凈化方法流程為：來自氣化爐的高溫煤氣由逆流移動床裝置的下部入口進入，含有雜質的熱煤氣與固體凈化劑接觸后，雜質由固體凈化劑吸收，煤氣經過上部的陶瓷高溫過濾單元過濾后從頂部出口排出。一次性將煤氣中的氣體雜質脫除，同時煤氣中的粉塵由陶瓷高溫過濾單元脫除。凈化溫度為300-600℃，氣壓為常壓，氣體空速為1000h^-1。

該多元高溫氣體凈化單元的核心裝置是帶有陶瓷高溫過濾單元的逆流移動床裝置。逆流移動床裝置包括熱煤氣入口、煤氣凈化出口、凈化劑入口、凈化劑排出口、漏斗型殼體和處于漏斗型殼體內的固體凈化劑。陶瓷高溫過濾單元固定在逆流移動床裝置的上部。煤氣凈化出口穿過陶瓷高溫過濾單元。漏斗型殼體的中下部設有熱煤氣入口，上部設有凈化劑入口，漏斗型殼體下面設有凈化劑排出口。固體凈化劑通過凈化劑入口注入，處于陶瓷高溫過濾單元的下面。該系統面向煤炭工業背景，技術和裝備具有重大的應用前景和市場潛力。一體化凈化裝置的特點是凈化效率高，含雜質的氣體從移動床底部與接近失效的凈化劑接觸，增加凈化劑的轉化率。在移動床上部，新鮮的凈化劑與低雜質含量的氣體接觸，保證氣體凈化的高效率。當溫度為400℃-600℃時，對煤氣中雜質的脫除效率達到99.9％以上。

本發明特點如下：

(1)裝備高度集成化。本技術在工藝和設備的設計上采用了獨特的方案，利用以半焦為載體的多元金屬凈化劑，在一個單元實現硫化物、氮氧化物前驅體、焦油和顆粒物的脫除，裝置高度集成。

(2)技術和工藝簡單，維護成本低，簡化多聯產系統，提高系統的效率。

(3)使用后的氣體凈化劑作為催化劑副產品，可以用于直接煤液化或其他工業過程的催化劑，因此，提高多聯產系統的的經濟效益。

(4)面向煤炭能源產業，行業背景大，技術和裝備具有重大的應用前景和市場潛力。

(5)凈化效率高。含雜質的氣體從移動床底部與接近失效的凈化劑接觸，增加凈化劑的轉化率。在逆流移動床裝置上部，新鮮的凈化劑與低雜質含量的氣體接觸，保證氣體凈化的高效率。頂部的多孔高溫陶瓷過濾單元對煤氣進行進一步凈化。在400-600℃溫度范圍內，煤氣中雜質總體脫除效率達到99.5％

附圖說明：

圖1是本發明的工藝流程圖

圖2是逆流移動床裝置的結構示意圖。

圖3是掃描電子顯微鏡下觀察到的固體凈化劑顆粒橫截面的形貌。

圖4為脫硫處理后半焦負載的Fe-Mo凈化劑的SEM/EDS的分析結果圖。

具體實施方式：