[發(fā)明專利]氣體純化設備和氣體純化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710615273.0
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN107321178B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 加藤雄大;中村健太郎
• 申請（專利權）人: 三菱重工工程株式會社
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/48;B01D53/52;C10K1/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

本發(fā)明意在提供具有出色熱效率并能夠以高分解速度分解COS的氣體純化設備和氣體純化方法。配置為純化至少包含COS、H₂O、CO₂和H₂S的氣體的氣體純化設備包括：設置有COS轉(zhuǎn)化催化劑并且配置為通過水解來處理和分解在氣體中的COS的COS處理裝置；和配置為調(diào)節(jié)待引入到COS處理裝置中的氣體中的H₂O的濃度的H₂O調(diào)節(jié)工具。

本申請是PCT國際申請日為2014年2月26日，PCT國際申請?zhí)枮镻CT/JP2014/054649、國家申請?zhí)枮?01480011539.5并且發(fā)明名稱為“氣體純化設備和氣體純化方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及能夠通過調(diào)節(jié)原料氣體中H₂O的濃度來促進COS分解處理的氣體純化設備和氣體純化方法。

背景技術

作為對于近年出現(xiàn)的能量問題的最終解決方案之一，煤的有效利用已經(jīng)引起了巨大關注。為了將煤轉(zhuǎn)化為具有高附加值的能量介質(zhì)如甲醇和氨，使用了先進的技術，如用于將煤氣化的技術和用于將通過將煤氣化所得的氣體純化的技術。

在煤中通常含有硫，并且當將煤氣化時，氣體包含硫化合物如氧硫化碳(COS)和硫化氫(H₂S)。如果在不除去這樣的硫化合物的情況下燃燒此氣化的氣體，燃燒的化合物將作為可以導致酸雨和環(huán)境破壞的硫的氧化物排出至大氣中。盡管其中通過使用胺系水溶液除去H₂S的濕法氣體純化工藝已經(jīng)作為用于除去這種硫化合物的方法得到商業(yè)化，但通過使用胺系水溶液不能除去COS。

為了解決此問題，已經(jīng)提出了催化反應工藝，其中，通過由以下式(2)表示的水解反應工藝將COS分解并轉(zhuǎn)化成能夠通過使用胺系水溶液除去的H₂S(例如，專利文獻1)。

[式1]

COS+H₂O→H₂S+CO₂ (2)

因為COS分解反應是水解的，所以如果在原料氣體中H₂O的濃度高，COS能夠以較高的分解速率分解。例如，在專利文獻2中討論的氣體純化設備中，經(jīng)由水洗塔將從氣化爐排出的氣化的氣體引入COS轉(zhuǎn)化器中，以分解COS，并隨后將其進料至吸收塔以從中除去H₂S。在水洗塔中，將氣化的氣體中的雜質(zhì)回收，并且在氣化的氣體中的H₂O的濃度增加，并且因此，容易將COS在COS轉(zhuǎn)化器中分解。然而，須將在氣化爐中加熱的氣化的氣體冷卻以在水洗塔中水洗，隨后將冷卻過的氣化的氣體再次加熱至適合于COS分解的溫度。如上所述，因為在氣體純化設備中重復進行加熱和冷卻氣化的氣體的過程，所以設施結(jié)構可能是復雜的，并且該過程的結(jié)構的熱效率也可能是低的。

另一方面，例如，在專利文獻3中描述的氣體純化設備具有這樣的設備結(jié)構：其中將從氣化爐排出的氣化的氣體引入用于COS分解的COS處理裝置中，并隨后將其進料至水洗塔。將已經(jīng)在氣化爐中加熱的氣化的氣體通過熱交換器冷卻至適合用于COS分解的的溫度，并且在已經(jīng)分解COS以后，將氣體進一步冷卻至適于用水洗滌的溫度。如上所述，該氣體純化設備沒有重復加熱和冷卻氣化的氣體，這實現(xiàn)了具有出色熱效率的工藝結(jié)構。然而，因為在沒有調(diào)節(jié)H₂O的濃度的情況下將從氣化爐排出的氣化的氣體引入至COS處理裝置，在氣化的氣體中的H₂O的濃度取決于氣化爐的氣化條件。因此，難以總是以高分解速率分解COS。

引用清單

專利文獻

專利文獻1：JP 4594886 B1

專利文獻2：JP 3688922 B1

專利文獻3：JP 4467872 B1

發(fā)明內(nèi)容