[發明專利]一種煤氣化脫硫工藝

有效

• 申請號: 201410077752.8
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103789042A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 陳凌;張賢明;歐陽平
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: C10J3/06
• 分類號: C10J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利屬于煤氣化的技術領域，是針對煤氣化產生高溫氣體中的H₂S脫除的新工藝。

背景技術

我國能源資源的基本特點是富煤、貧油、少氣，煤炭是我國重要的基礎能源，在一次能源消耗結構中煤炭比例占70%以上。煤氣化作為煤化工產業的龍頭技術，在我國工業領域占有非常重要的地位，基于煤氣化技術，可實現發電、制烯烴、制氫、制海綿鐵等的聯產。

煤氣化包括固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化三類，其中氣流床氣化是目前國內外應用最廣泛同時技術最先進的氣化技術，典型的代表有Shell干煤粉氣化和GE水煤漿氣化，氣化溫度在1350℃～1700℃間。

上述煤氣化工藝的氣化溫度較高，同時煤中所含的S大都以H₂S的形式進入氣相。對于煤氣化高溫煤氣的脫硫，目前沒有較好的辦法。通常的氧化鐵基、氧化鋅基、氧化銅基等高溫煤氣脫硫劑，工作溫度均在800℃以下，不適合氣化溫度可高達1350℃～1700℃的氣流床氣化工藝。由石灰石或白云石煅燒獲得的CaO脫硫劑，雖然具有吸收H₂S反應速率快且能完全轉化的優點，但由于煤氣化的氣化劑含有大量的H₂O，當過多H₂O存在時，會使CaO+H₂S=CaS+H₂O反應產物CaS層發生燒結，形成薄密的殼層，阻止H₂S進入脫硫劑顆粒內部接觸未反應的CaO，大大影響脫硫反應的速率和轉化率。

綜上所述，對于煤氣化高溫煤氣的脫硫，目前沒有較好的辦法，必須在后續工序進行降溫和脫硫后，才能進行多聯產生產，不僅工序復雜，同時煤氣自身所帶的大量顯熱未得到充分利用，導致整體工藝能耗高、效率低，這在煤氣化發電、制海綿鐵等領域尤為明顯。

發明內容

本發明的目的在于：針對目前煤氣化工藝后續降溫脫硫工序帶來的工序復雜、煤氣顯熱未得到充分利用等問題，提出了一種煤氣化脫硫工藝，該工藝可以在煤與氣化劑進行氣化的同時進行脫硫，保證氣化爐產生的合成氣中H₂S<20mg/Nm³。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案。

一種煤氣化脫硫工藝，將CaO、CaCO₃混合均勻后，與煤、氣化劑一起進入高溫氣化爐發生反應，在生成CO、H₂等合成氣的同時，CaCO₃發生CaCO₃=CaO+CO₂分解反應生成CaO，氣相中的揮發S和H₂S與進入氣化爐中的CaO以及CaCO₃分解生成的CaO反應生成CaS，使S進入固相，以保證合成氣中的H₂S含量小于20mg/Nm³。

進一步，所述的進入高溫氣化爐的CaO和CaCO₃用量與氣化用煤中含硫量的摩爾比(CaO+CaCO₃)/S為1.5～3。

進一步，所述的進入高溫氣化爐的CaO和CaCO₃，CaCO₃與CaO的摩爾比CaCO₃/CaO為2～3。

進一步，所述的進入高溫氣化爐的CaO和CaCO₃，其粒度范圍為75微米～150微米。

進一步，所述的氣化劑為O₂和H₂O，或者為O₂、H₂O和CO₂。。

進一步，所述的高溫氣化爐為流化床氣化爐或氣流床氣化爐。

進一步，所述的高溫氣化爐，氣化溫度為900℃～1700℃。

本發明采用混合均勻的CaO和CaCO₃，與煤、氣化劑一起進入高溫氣化爐，在氣化的同時使煤氣中的硫與CaO反應生成CaS進入固相，保證合成氣中的H₂S小于20mg/Nm³，參與反應的CaO為進入氣化爐中的CaO以及CaCO₃分解生成的CaO。本發明的有益效果有如下兩點。