[發明專利]一種催化重整高溫焦爐煤氣制取還原氣的系統及方法

在審

• 申請號: 201711292493.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108059128A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 員曉;溫雨鑫;劉亮;馮魯興;唐敬坤;曹志成;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C01B3/40
• 分類號: C01B3/40;C01B3/32
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 武玉琴;王月春

1.一種催化重整高溫焦爐煤氣制取還原氣的系統，其特征在于，包括：

部分氧化裝置，設有高溫焦爐煤氣入口、氧氣入口和部分氧化煤氣出口；

混合器，設有部分氧化煤氣入口、蒸汽入口和混合氣體出口，所述部分氧化煤氣入口與所述部分氧化裝置的部分氧化煤氣出口相連；

催化重整反應器，設有混合氣體入口、熱空氣入口、高溫還原氣入口、高溫重整氣出口、可燃廢氣出口，所述混合氣體入口與所述混合器的混合氣體出口相連；所述催化重整反應器的內部填充有含鎳海綿鐵；

脫硫裝置，設有重整氣入口和還原氣出口，所述重整氣入口與所述催化重整反應器的高溫重整氣出口相連。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括余熱鍋爐，所述余熱鍋爐設有冷水入口、高溫重整氣入口、蒸汽出口和低溫重整氣出口，所述高溫重整氣入口與所述催化重整反應器的高溫重整氣出口相連，所述蒸汽出口與所述混合器的蒸汽入口相連，所述低溫重整氣出口與所述脫硫裝置的重整氣入口相連。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括燃燒室，所述燃燒室設有可燃廢氣入口和廢氣出口，所述可燃廢氣入口與所述催化重整反應器的可燃廢氣出口相連。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述燃燒室還設有低溫氧氣入口和高溫氧氣出口，所述高溫氧氣出口與所述部分氧化裝置的氧氣入口相連。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述催化重整反應器為固定床式反應罐，所述含鎳海綿鐵的下方設有陶瓷球層，所述陶瓷球層的下方設有支撐所述含鎳海綿鐵的多孔格柵板。

6.一種利用權利要求1-5中任一所述系統催化重整高溫焦爐煤氣制取還原氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：

部分氧化：將高溫焦爐煤氣和氧氣送入所述部分氧化裝置中，所述高溫焦爐煤氣與所述氧氣發生部分氧化反應，獲得部分氧化煤氣；

混合：將所述部分氧化煤氣和蒸汽送入所述混合器中混合均勻，獲得混合氣體；

催化重整：將所述混合氣體送入所述催化重整反應器中，在含鎳海綿鐵的作用下，所述混合氣體中的焦油和水裂解生成還原氣，獲得重整氣體；

脫硫：將所述重整氣體送入所述脫硫裝置中脫硫，獲得還原氣；

催化劑再生：所述含鎳海綿鐵失活后，將熱空氣送入所述催化重整反應器中，將所述含鎳海綿鐵的表面的低活性積碳和焦狀物燃燒殆盡，并與催化過程中形成的硫化鎳和硫化鐵氧化脫硫反應，獲得氧化鎳、氧化鐵；然后將高溫還原氣送入所述催化重整反應器中，將所述氧化鎳、所述氧化鐵還原為金屬鐵、金屬鎳。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，脫硫前，先將所述重整氣體與冷水換熱制備所述蒸汽。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述催化劑再生步驟還會產生可燃廢氣，將所述可燃廢氣燃燒后再排放。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，用所述可燃廢氣燃燒的熱量預熱所述氧氣。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述含鎳海綿鐵中鎳的質量百分含量為3％-5％、鐵的質量百分含量為75％-80％，所述含鎳海綿鐵的粒徑為6mm-10mm。