粗煤氣脫碳脫硫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種粗煤氣脫碳脫硫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的氣體分離的方法包括蒸餾、低溫蒸餾、物理吸附、化學(xué)吸附等多種方法。粗煤氣中含有多種氣體成分，如氫氣、一氧化碳、氮?dú)?、甲燒、二氧化碳、硫化氫等組分，且粗煤氣各組分的熔/沸點(diǎn)不同，因而理論上通過低溫蒸餾的方法實(shí)現(xiàn)脫硫脫碳的方法簡便易行。然而分離過程中工藝條件控制不當(dāng)很容易導(dǎo)致氣態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為干冰而造成管道堵塞，從而造成一定的安全隱患，進(jìn)而本行業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為該方法僅適用于混合氣體中二氧化碳的分離。因而現(xiàn)有的粗煤氣脫碳脫硫的方法主要為聚乙二醇二甲醚(NHD)法和低溫甲醇洗法。
[0003]NHD法是以聚乙二醇二甲醚為溶劑，在常溫條件下對粗煤氣中的H2S、COS、CO2等組分進(jìn)行吸收的過程。低溫甲醇洗技術(shù)是一種以甲醇作為吸收劑，在低溫下對C02、H2S、C0S等酸性氣體進(jìn)行吸附，同時或分段脫除原料氣中酸性氣體的氣體凈化方法。上述兩種方法均是利用了NHD或甲醇對C02、H2S、C0S等組分的溶解度較大的物理特性，因而均屬于物理吸附技術(shù)。然而盡管上述兩種工藝較為成熟，但是其也存在一些缺點(diǎn):
[0004]1)NHD和低溫甲醇洗工藝流程復(fù)雜，設(shè)備投資高，特別是低溫甲醇洗方法，關(guān)鍵設(shè)備需國外引進(jìn)；
[0005]2)上述兩種方法均為物理吸附法，存在溶劑成本高和溶劑再生等問題；
[0006]3)NHD法在國內(nèi)運(yùn)行裝置操作壓力大多數(shù)均小于等于3.6MPa，因而該法具有一定的應(yīng)用局限性；
[0007]4)上述兩種方法在溶劑再生過程中產(chǎn)生的廢氣和廢水的處理成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于提供一種粗煤氣脫碳脫硫的方法，以解決現(xiàn)有的粗煤氣脫碳脫硫的方法中存在的工藝復(fù)雜和處理成本高的問題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種粗煤氣脫碳脫硫的方法，該方法包括:脫碳過程，對粗煤氣進(jìn)行第一冷卻過程，得到第一混合液和脫碳煤氣，第一混合液包含液態(tài)二氧化碳和部分液態(tài)硫化氫;脫硫過程，對脫碳煤氣進(jìn)行第二冷卻過程，得到凈化煤氣和第二混合液，第二混合液包含粗煤氣中剩余的液態(tài)硫化氫，其中，脫碳過程的壓力為3.5?8MPa。
[0010]進(jìn)一步地，脫碳過程中，將粗煤氣的溫度降至-60?-30°c。
[0011]進(jìn)一步地，脫硫過程中，壓力為3.5?8MPa，將脫碳煤氣的溫度降至-90?-60°c。
[0012]進(jìn)一步地，方法還包括在脫碳過程之前對粗煤氣依次進(jìn)行脫水和過濾的預(yù)處理過程。
[0013]進(jìn)一步地，脫水的方法選自物理吸附。
[0014]進(jìn)一步地，過濾過程為采用吸附劑去除粗煤氣中固體顆粒的過程，優(yōu)選地，吸附劑選自分子篩和/或過濾瓷球。
[0015]進(jìn)一步地，脫碳步驟還包括將第一混合液進(jìn)行第一閃蒸過程，得到液態(tài)二氧化碳和硫化氫氣體，優(yōu)選第一閃蒸過程中，溫度為-60?-30°C，壓力為3.2?7.8MPa。
[0016]進(jìn)一步地，方法還包括硫化氫富集過程，硫化氫富集過程包括將第二混合液進(jìn)行回流得到回流液和回流氣，然后將回流氣與硫化氫氣體進(jìn)行第二閃蒸過程，得到富集氣。
[0017]進(jìn)一步地，硫化氫富集過程的溫度為-20?_40°C，壓力為0.15?IMPa。
[0018]進(jìn)一步地，粗煤氣中二氧化碳的百分含量為10?20wt%。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對壓力的控制，能夠有效抑制二氧化碳?xì)怏w不經(jīng)過液體狀態(tài)而直接轉(zhuǎn)換為固態(tài)的現(xiàn)象，從而有利于降低脫碳過程中二氧化碳轉(zhuǎn)化為干冰阻塞管道的風(fēng)險，進(jìn)而克服了不適宜采用冷卻方法對粗煤氣中二氧化碳進(jìn)行分離的認(rèn)識。同時上述脫碳和脫硫過程均通過冷卻的方式完成，因而上述過程中沒有采用任何有機(jī)溶劑，整個過程中沒有廢水和廢氣排放，在此基礎(chǔ)上，本申請?zhí)峁┑拇置簹饷撎济摿虻姆椒o需對溶劑進(jìn)行再生，從而有利于縮短工藝流程，并降低工藝成本。此外，該工藝還具有流程簡便，易操作及環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式提供的粗煤氣脫碳脫硫的工藝流程示意圖；
[0022]圖2示出了本發(fā)明提供的另一種優(yōu)選的粗煤氣脫碳脫硫的工藝流程示意圖；以及
[0023]圖3示出了本發(fā)明提供的另一種優(yōu)選的粗煤氣脫碳脫硫的工藝流程示意圖。
[0024]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0025]10、二氧化碳冷卻裝置;20、二氧化碳分離裝置;30、硫化氫冷凝裝置;40、硫化氫分離裝置;50、二氧化碳閃蒸裝置;51、二氧化碳輸送栗;52、減壓閥；60、原料氣脫水裝置;70、
過濾裝置;80、硫化氫回流罐;81、酸性氣冷凝裝置;90、酸性氣富集罐。
【具體實(shí)施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0027]正如【背景技術(shù)】所描述的，現(xiàn)有的粗煤氣脫碳脫硫的方法中存在工藝復(fù)雜和處理成本高的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種粗煤氣脫硫脫碳的方法，該方法包括:脫碳過程，對粗煤氣進(jìn)行第一冷卻過程，得到第一混合液和脫碳煤氣，第一混合液包含液態(tài)二氧化碳和部分液態(tài)硫化氫;脫硫過程，對脫碳煤氣進(jìn)行第二冷卻過程，得到凈化煤氣和第二混合液，第二混合液包含粗煤氣中剩余的液態(tài)硫化氫，其中，脫碳過程的壓力為3.5?8MPa。
[0028]本發(fā)明提供了一種粗煤氣脫碳脫硫的方法，該方法采用特定的壓力對粗煤氣進(jìn)行冷卻。通過對壓力的控制，能夠有效抑制二氧化碳?xì)怏w不經(jīng)過液體狀態(tài)而直接轉(zhuǎn)換為固態(tài)的現(xiàn)象，從而有利于降低脫碳過程中二氧化碳轉(zhuǎn)化為干冰阻塞管道的風(fēng)險，進(jìn)而克服了不適宜采用冷卻方法對粗煤氣中二氧化碳進(jìn)行分離的認(rèn)識。同時上述脫碳和脫硫過程均通過冷卻的方式完成，因而上述過程中沒有采用任何有機(jī)溶劑，整個過程中沒有廢水和廢氣排放，在此基礎(chǔ)上，本申請?zhí)峁┑拇置簹饷撎济摿虻姆椒o需對溶劑進(jìn)行再生，從而有利于縮短工藝流程，并降低工藝成本。此外，該工藝還具有流程簡便，易操作及環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0029]以下進(jìn)一步結(jié)合附圖對上述方法進(jìn)行說明，如圖1所示，將粗煤氣通過二氧化碳冷卻裝置10中，在壓力為3.5?SMPa的條件下，將粗煤氣進(jìn)行第一冷卻過程，然后將冷卻后的物料后進(jìn)入二氧化碳分離裝置20進(jìn)行分離，得到第一混合液和脫碳煤氣，第一混合液中含有液態(tài)二氧化碳。第一混合液從二氧化碳分離裝置20底部排出，進(jìn)入二氧化碳閃蒸裝置50，對第一混合液進(jìn)行第一閃蒸過程，得到液態(tài)二氧化碳和硫化氫氣體。液態(tài)二氧化碳由二氧化碳閃蒸裝置50底部排出，經(jīng)二氧化碳輸送栗51輸送，然后經(jīng)減壓閥52減壓后放空。硫化氫