[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

本發明提供了一種催化重整高溫焦爐煤氣制取還原氣的系統及方法。該系統包括：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，部分氧化煤氣入口與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，混合氣體入口與混合器的混合氣體出口相連；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，重整氣入口與催化重整反應器的高溫重整氣出口相連。本發明生產成本低，制得的還原氣氫碳比高。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體地，涉及一種催化重整高溫焦爐煤氣制取還原氣的系統及方法。

背景技術

目前，我國焦炭年產量超過4億t，每噸焦炭約副產400m3焦爐煤氣，在國內外焦爐煤氣主要應用于制甲醇、化肥、發電、制氫、還原鐵。傳統的煉鐵工業完全依靠碳為還原劑，而焦爐煤氣中H2和甲烷含量分別為50％和20％，只需將焦爐煤氣中甲烷進行熱裂解即可獲得74％的H2的和25％的CO，以此作為直接還原生產的還原性氣體是非常廉價的，能大大降低煉鐵過程煉焦煤和焦炭的消耗。

由煉焦爐炭化室內產生的焦爐煤氣溫度在750℃-850℃，其中焦爐煤氣中的焦油在此溫度下以氣態形式存在，含量可達到80g/m3-120g/m3。高沸點焦油則會在管道內冷凝并與灰塵結合，在管道積累，堵塞管道。另外，焦油成分中含有有毒物質，對整個生產系統人員健康構成威脅。焦油中含有較多酸性的酚類物質，容易造成廢水的二次污染。如果利用焦爐煤氣高溫熱，采用催化重整方法可將焦爐煤氣中的焦油、氣態烴類與CO2和H2O反應生成CO和H2，可實現對焦油的有效脫除，增加氣體產量。

目前焦油脫除方法包括物理脫除法和化學脫除法。物理脫除法是指依靠慣性碰撞、攔截、擴散、靜電力、重力等作用對已經生成的焦油從氣相向冷凝相進行轉移、脫離，進而達到與氣體產品的分離、減少氣化產品中焦油含量，主要包括水洗法、電捕焦法等。化學脫除法是指通過不同的化學反應將焦油大分子轉化為CO、H2、CH4等小分子氣體的過程，主要包括熱裂解和催化重整法。常用的催化劑為白云石、橄欖石等，而用于催化和重整的活性金屬較多為鐵、鎳等物質。

催化重整反應主要包括焦油、烴類的裂解反應，和水與碳的氣化反應。焦油在高溫催化劑的作用下，裂解為C、CnHm、H2、CO、CH4、CO2。同時，CnHm、CH4繼續裂解生成C、H2，H2O與C反應生成CO、H2。其中，CnHm為烷烴、烯烴或炔烴。