高硫煤用于煤氣化之脫硫方法探討

Oct. 2011化肥設計第49卷第5期●32●Chemical Ferilizer Design _2011年10月高硫煤用于煤氣化之脫硫方法探討畢可軍(秦晉煤氣化科技有限公司,陜西西安710075)摘要:介紹了針對高硫煤氣化采用的氣化爐中脫硫和粗煤氣脫硫2種凈化方法;探討了氣化爐中加入鈣基脫硫劑的脫硫反應機理、脫硫效率及其影響因素;總結了高硫煤制粗煤氣采用低溫甲醇洗滌法脫硫的技術(shù)優(yōu)勢和脫硫效果。關(guān)鍵詞:煤氣化;高硫煤;氣化爐中脫硫;粗煤氣脫硫;低溫甲醇洗滌法中圖分類(lèi)號: X511文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901(2011)05 -0032 -03Discussing on Desulphurization Method for High Sulfur Contained Coal Used in Coal GasificationBI Ke-jun( Qinjin Coal Gasification Science Technology Company Ltd.，Xian Sharxi 710075 China)Abstract: Author has introduced the two kinds of purification methods used for high sulfur gas desulphuriation in gasifer and erude desulpburia-tion ; has discussed the rcaclion mechanism for desulphurization, desulphurization eficieney and its efecting factors using ealeium base de- sulfur agent be-ing added into gas gasifier; has sunmarized the technical advantage and desulphurization eficieney using low temperature methanol wash method for cnudecoal gas made from high sulfur coal.Key words :coal gasificalion; high sulfur coa); desulphurization in gasifier; crude coul gas desulphurization; low temperature methanol wash method據統計,我國煤炭保有儲量超過(guò)10024億t,其方程式如下:中高硫煤(硫分>3% )約890. 743億。由于高CaCO3一→CaO + CO2硫煤在燃燒時(shí)對環(huán)境污染大,國家采取了限制開(kāi)采CaCO3 +H2S- >CaS+H20+ CO2政策,但高硫煤作為--種特殊性質(zhì)的煤炭，具有巨CaO+ H2S-→CaS + H20大的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值,如高硫煤制甲醇產(chǎn)業(yè)化應用。CaCO3-方面可以和H2S直接反應,也可以通因此我國能源化工“十二五”規劃中明確規定高硫過(guò)焙燒分解反應生成CaO和H2S反應。然而通常煤主要用于煤氣化工業(yè)”。情況下,經(jīng)過(guò)焙燒分解反應生成Ca0和H2S的反應高硫煤應用于煤氣化工業(yè)的優(yōu)勢在于高硫煤比CaCO3和H2S直接反應更徹底。在氣化及粗煤氣凈化過(guò)程中可以將硫進(jìn)行脫除,而1.2 脫硫效率不排入大氣。高硫煤用于煤氣化工業(yè)上的脫硫方至前為止,針對小型流化床氣化爐上進(jìn)行的法有氣化爐中加鈣基脫硫劑脫硫(簡(jiǎn)稱(chēng)爐中脫硫)還原態(tài)脫硫規律較為系統的研究報道還不太多。和粗煤氣脫硫。例如, Aronld等在n(Ca)/n(S) =2,溫度為950 ~1020 心,壓力在0.1 MPa條件下,得到的脫硫效率1爐中脫硫在80%左右。Nakazato等在粉末一顆粒流化床內爐中脫硫是在高硫煤中摻人一定量鈣基脫硫進(jìn)行了粒徑小于5 μm石灰石粉在還原條件下的脫劑,使其在氣化爐內燃燒、氣化的過(guò)程中把硫分轉硫試驗. ,發(fā)現在800 C,n(Ca)/n(S) =2條件下,脫變成固態(tài)鹽類(lèi)而殘留在灰渣中,從而達到脫硫作硫效率可以超過(guò)90%。仲兆平等在小型鼓泡流化用。爐中脫硫主要應用在流化床粉煤氣化技術(shù)中。床試驗臺上進(jìn)行了常壓煤部分氣化脫硫試驗,在溫1.1 脫硫反應機理度861^中國煤化工條件下，脫硫效率爐中脫硫劑通常采用價(jià)格低廉且容易得到的可以達DHCNMHG石灰石和白云石，石灰石主要成分是CaCO,。石灰作者簡(jiǎn)介華可軍(1976年-),男,黑龍江佳木斯人,2011 年畢業(yè)于石的焙燒反應和石灰石脫除H2S反應的化學(xué)反應黑龍江科技學(xué)院化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè).工程師，從事流化床粉煤氣化技術(shù)的研究和工程項目設計工作。第5期畢可軍高硫煤用 于煤氣化之脫硫方法探討●33●綜合以上國內外學(xué)者的研究可知,在流化床氣的含硫量在20 g/m'左右。由于傳統的液相濕式氧化化爐內進(jìn)行鈣基脫硫劑的爐中脫硫效率可達到脫硫法具有脫硫液硫容低,溶液循環(huán)量大等弱點(diǎn)[5),80%以上,但目前沿缺乏這方面工業(yè)化應用數據。所以高硫煤氣制粗煤氣脫硫采用傳統的液相濕式氧1.3影響脫硫效率 的因素化脫硫法具有很大的局限性。而低溫甲醇洗滌法特影響爐中脫硫效率的因素很多,如溫度、Ca與別適合在1.0MPa以上的壓力系統中進(jìn)行高濃度酸S摩爾比、脫硫劑粒徑、系統壓力、煤氣成分等。性氣體的脫除'61 ,具有脫除效率高,選擇性好,能量消(1)溫度。升高溫度,石灰石脫硫效隨之增大,耗比傳統的液相濕式氧化脫硫法低得多的優(yōu)點(diǎn)。因但增長(cháng)幅度逐漸減少。雖然氣化溫度的提高使反此,采用低溫甲醇洗滌法進(jìn)行高硫煤氣化制粗煤氣脫應速度大幅提高,但溫度進(jìn)一步提高后,脫硫劑有硫是很好的工藝選擇,并已在高硫煤制甲醇工藝中采可能發(fā)生燒結,脫硫劑孔隙率和比表面減少,從而用。高硫煤制甲醇工藝流程見(jiàn)圖1。降低了氣體的擴散能力和顆粒的反應活性。因此，高碗煤-凡化2 OwP2濃期入含德，低溫甲醇視壓縮爐中脫硫溫度一般在800 ~ 950 C之間,比較適合流除塵~20g/mL 粗脫硫化床粉煤氣化技術(shù)的操作要求。硫磺產(chǎn)晶←H 回收硫磺(2)壓力。隨著(zhù)壓力的提高,脫硫效率也隨之提高,但增加幅度則會(huì )逐漸減少。這是因為隨著(zhù)壓合成甲醇一壓紹一含確低溫甲醇洗_耐確揶分」