Спосіб очищення газів, одержаних з установки газифікації

Номер патенту: 91821

Опубліковано: 10.09.2010

Автор: Нільсен Пауль Ерік Хейлунд

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб очищення газів, одержаних з установки газифікації, де паливо газифікують з одержанням неочищеного синтез-газу, який містить монооксид вуглецю і пару, у присутності сполуки, яка містить кальцій, і пари, галогенвмісні сполуки видаляються з неочищеного синтез-газу, який направляють на стадію конверсії водяного газу, яка полягає в каталітичній конверсії монооксиду вуглецю і пари, що містяться в неочищеному синтез-газі, в діоксид вуглецю і водень, одержаний таким чином конвертований газ контактує з твердим сорбентом сірки, з подальшим видаленням очищеного конвертованого газу з твердого сорбенту сірки і регенерацією твердого сорбенту сірки, який відрізняється тим, що регенерація твердого сорбенту сірки проводиться шляхом пропускання потоку пари через твердий сорбент сірки у напрямі, протилежному напряму потоку конвертованого газу, за умов, при яких утворюється потік пари, що містить сірководень, і одержаний таким чином потік пари, що містить сірководень, направляється безпосередньо на стадію газифікації.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як сполуку, що містить кальцій, використовують доломіт або кальцит.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до видалення галогенів з неочищеного синтез-газу видаляють пил і дрібнодисперсну золу.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стадію конверсії водяного газу проводять у присутності каталізатора, що включає молібден на носії, який при необхідності містить кобальт або нікель.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що твердий сорбент сірки включає оксиди олова на носії або багатошарові сорбенти на носії.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що багатошаровий сорбент включає перший шар сорбенту на основі оксиду олова, кінцевий шар металу і щонайменше один проміжний шар.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що кінцевим шаром є мідь або нікель на носії, і останній проміжний шар, який знаходиться перед кінцевим шаром, є шаром оксиду цинку.

8. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що носій вибраний з групи, яка включає глини, силікати, оксид алюмінію і діоксид титану.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газифікація проводиться в реакторі з газифікацією в потоці.

10. Спосіб за п. 1 або 9, який відрізняється тим, що тиск потоку пари, що містить сірководень, з твердого сорбенту сірки еквівалентний тиску в реакторі газифікації.

Текст

1. Спосіб очищення газів, одержаних з установки газифікації, де паливо газифікують з одержанням неочищеного синтез-газу, який містить монооксид вуглецю і пару, у присутності сполуки, яка містить кальцій, і пари, галогенвмісні сполуки видаляються з неочищеного синтез-газу, який направляють на стадію конверсії водяного газу, яка полягає в каталітичній конверсії монооксиду вуглецю і пари, що містяться в неочищеному синтезгазі, в діоксид вуглецю і водень, одержаний таким чином конвертований газ контактує з твердим сорбентом сірки, з подальшим видаленням очищеного конвертованого газу з твердого сорбенту сірки і регенерацією твердого сорбенту сірки, який відрізняється тим, що регенерація твердого сорбенту сірки проводиться шляхом пропускання потоку пари через твердий сорбент сірки у напрямі, про C2 2 (19) 1 3 91821 4 використання менш дорогих видів палива, таких як утворилися при газифікації, обробляються у сульмазут і вугілля, особливо в країнах, які залежать фаторі для окислення CaS у сульфат кальцію від імпорту природного газу або нафти. (CaSO4), придатний для комерційного використанВугілля є основним джерелом енергії для виня або видалення. Альтернативно, тверді речовироблення електроенергії і за допомогою газифікани, що утворилися при газифікації, можна спалити ції з вугілля можна отримати електрику з високим для регенерації теплоти згоряння наявного залишкоефіцієнтом корисної дії (ККД). Вугілля також мокового вуглецю. жна використовувати як сировину для деяких хіміУ патенті США №5169612, який включений у чних виробництв, таких як виробництво метанолу, даний винахід шляхом посилання, розкритий сподиметилового ефіру і синтез аміаку, або для виросіб, при якому сульфіди видаляються з газових бництва електроенергії за допомогою паливних потоків шляхом контакту потоку газу з твердим елементів. Вугілля містить багато шкідливих доміабсорбентом, що містить оксиди олова і стабілізушок, наприклад, сірки і галогенів, і ці домішки неючий компонент, з подальшою регенерацією абсообхідно видалити для відповідності вимогам охорбенту шляхом його контакту з парою. Твердий рони навколишнього середовища або рівнів, абсорбент містить активний абсорбуючий компонеобхідних для подальшої газифікації. Тому в нент, який складається з олова, оксидів олова або усьому світі вивчені і розвинені способи очищення їх суміші, і носій, яким може бути вогнетривкий кам'яновугільного газу із забезпеченням дуже ниматеріал, такий як глини, силікати, оксид алюмінію зьких викидів шкідливих газів, таких як діоксид і діоксид титану. Додатково може міститися стабісірки і інших газів, наприклад, оксиди азоту. лізуючий компонент. При цьому виключається У публікації Topical Report Number 19, Таmра утворення сульфатів як побічних продуктів. Electric Integrated Gasification Combined-Cycle У патенті США №4769045 розкритий спосіб, в Project - An Update (July 2000), published by The якому сірковмісний газ з газифікатора для десуOffice of Fossil Energy, the U.S. Department of льфуризації пропускають через зовнішній шар Energy, що знаходиться в інтернеті за такою адререгенерованого твердого абсорбенту, переважно сою: фериту цинку. Абсорбент регенерують шляхом http://www.fe.doe.gov/programs/powersystems/cl пропускання суміші пари з повітрям або киснем eancoal/publications/, через шар для перетворення абсорбованого сірописаний спосіб газифікації вугілля, який заководня на діоксид сірки. Одержану суміш газопостосовується при подачі палива в газотурбінний дібного діоксиду сірки з парою направляють у гагенератор, який має вихлопну трубу, вбудовану в зифікатор для перетворення на стабільну форму теплоутилізаційний парогенератор і паротурбогесірки, таку як сульфат кальцію, яке проводиться за нератор для виробництва електроенергії. Вугілля допомогою сполуки кальцію. частково окислюється у газифікаторі за допомогою Внаслідок низького тиску одержаного потоку кисню чистотою 95% з одержанням неочищеного утвореного діоксиду сірки з парою до напряму в синтез-газу, який потім охолоджують і промивають газифікатор необхідне додаткове підвищення тисводою для видалення подрібнених твердих частику, оскільки газифікатор працює при більш високонок з подальшою промивкою водою для перетвому тиску. рення карбонілсульфіду (COS) на сірководень У заявці на патент WO 96/30465 розкритий (H2S). Після додаткового охолоджування неочиспосіб, аналогічний розкритому в патенті США щений синтез-газ направляється на установку №4769045. Діоксид сірки утворюється при регенезвичайного видалення високосірчистого газу, на рації сорбенту. Регенераційний відхідний газ наякій H2S поглинається шляхом промивки амінним правляють в ежектор для підвищення його тиску розчинником. H2S видаляється з аміну шляхом щонайменше до значення, що дорівнює тиску в відгону водяною парою і направляється на устагазифікаторі. У ежекторі як рушійний газ викорисновку для виробництва сірчаної кислоти. товують повітря. У публікації Technical Progress Report У патенті США №6428685 розкритий спосіб Gasification Test Run GCT2, DOE Cooperative видалення сірки з потоку крекінг-бензину або диAgreement Number DE-FC21-90MC25140 (April 10зельного палива. Спосіб включає контакт потоку з 27, 2000), що знаходиться в інтернеті за такою композицією сорбенту, який включає оксид цинку, адресою: діоксид кремнію, метал-промотор, оксид алюмінію http://psdf.southernco.com/tech_progress_report і сполуку кальцію. Сорбент регенерують шляхом s.html, десульфурування сорбенту за допомогою кисневописаний спосіб очищення кам'яновугільного місного газу, такого як повітря, з подальшим відгазу, в якому реактор з псевдозрідженим шаром, новленням металу-промотора, що міститься в сощо працює в режимі камери згоряння або газифірбенті, до металу за допомогою відновного каторі, завантажують частинами вугілля і сорбенреагенту. том, таким як вапняковий або доломітовий сорСпосіб очищення гарячого газу розкритий в бент. Сорбент захоплює всю наявну сірку і публікації P.E.Hоjlund Nielsen et al. in Hot Gas перетворює її на сульфід кальцію (CaS). Потік гаCleaning of Coal Gases by Sequential Absorption, зу, що виходить з газифікатора, пропускають чеProceedings of the Twelfth Annual International рез бар'єрний фільтр для відфільтровування пилу Pittsburgh Coal Conference, (September 11-15, з реактора. Потім потік газу направляють у термо1995) стор. 1074-1079, яка включена в даний виокислювальну установку для окислення всіх віднонахід шляхом посилання. Описаний спосіб глибовлених сполук сірки (H2S, COS, CS2) і відновлених кого десульфурування кам'яновугільних газів з сполук азоту (NH3, HCN). Тверді речовини, що використанням "сендвічевого" абсорбенту, який 5 91821 6 складається з двох різних абсорбентів на основі шляхом пропускання потоку пари через твердий діоксиду олова (SnO2) і оксиду цинку (ZnO) відпосорбент сірки у напрямі, протилежному напряму відно. Діоксид олова використовується для глибопотоку конвертованого газу, за умов, при яких кого десульфурування, а оксид цинку використоутворюється потік пари, що містить сірководень, і вується в режимі доочищення. Це дозволяє одержаний таким чином потік пари, що містить використовувати як регенеруючий реагент пару з сірководень, направляється безпосередньо на невеликою добавкою кисню. Газ регенерації місстадію газифікації. тить сірководень, що дозволяє витягувати сірку у На Фіг. представлена блок-схема, яка ілюструє вигляді елементарної сірки, наприклад, за допомоваріант здійснення даного винаходу. гою установки Клауса, або шляхом перетворення Даний винахід стосується очищення газів, H2S на концентровану сірчану кислоту на установодержаних з установок газифікації. Зокрема, даці мокрого одержання сірчаної кислоти. ний винахід стосується очищення гарячих газів, Sigurdardottir, I.D. et al. досліджували застосупри якому перед десульфуруванням теплого газу вання сендвічевого сорбенту на основі сорбентів з газ кондиціонує. Під очищенням гарячого газу маоксиду олова і оксиду цинку як десульфурувальноється на увазі спосіб, при якому видаляються дого реагенту з використанням кам'яновугільних газів мішки, такі як частинки, сполуки галогенів, сірки і і регенерації сендвічевого сорбенту з використаназоту. Спосіб застосовний для обробки палив, ням пари, що містила кисень. Це додатково опитаких як кам'яновугільні гази і важкий мазут, які сано в публікації Proceedings of 1995 Annual зазвичай мають високий вміст сірки. Meeting Session No. 259, American Institute of Очищення гарячих газів, одержаних з устаноChemical Engineers, Miami Beach, Florida, вок газифікації, у порівнянні з очищенням газів, November 12-17, 1995, яка включена вданий винаодержаних із звичайних електростанцій, що прахід шляхом посилання. цюють на вугіллі, може забезпечити покращання Недоліком вказаних вище способів є те, що термічного ККД і низькі викиди шкідливих газів, контур регенерації сорбенту приводить до пари, таких як оксиди азоту і діоксид сірки. що містить водень і сірководень, і витягання сірки Нижче даний винахід описаний детальніше: у вигляді елементарної сірки є дорогим. Тому неНа першій стадії паливо, що є сировиною, таке обхідний більш простий спосіб. як вугілля, наприклад, високосортне вугілля або В даний час несподівано виявлено, що шляважкий мазут, газифікують у реакторі газифікації з хом перетворення сірки у сірководень під час реодержанням неочищених синтез-газів, що містять генерації і шляхом повернення потоку регенерації, у великих концентраціях оксиди вуглецю, такі як що містить сірководень, безпосередньо у газифімонооксид вуглецю і діоксид вуглецю. На стадії катор вся сірка видаляється у вигляді сульфіду газифікації може бути застосований будь-який тип кальцію. реактора газифікації. Проте переважно, щоб реакКорисним також є те, що не є необхідним дотор газифікації був реактором з псевдозрідженим даткове підвищення тиску потоку регенерації, що шаром або транспортним реактором або реактомістить сірководень, з метою підвищення тиску до ром з газифікацією в потоці, такий як реактор, опизначення, еквівалентного тиску в газифікаторі. саний раніше в публікації Technical Progress Об'єктом даного винаходу є простий спосіб Report Gasification Test Run GCT2, DOE очищення газів газифікаційних установок з висоCooperative Agreement Number DE-FC21ким тепловим ККД. 90MC25140 (April 10-27, 2000). Об'єктом даного винаходу також є одержання Цей реактор забезпечений форсункою, розтаз газифікаційної установки очищеного конвертовашованою в зоні змішування реактора, призначеного газу, придатного для використання при одерною для спалювання газу і окислення відновлених жанні, наприклад, аміаку або метанолу. сполук сірки (H2S, COS, CS2) і відновлених сполук Даний винахід стосується способу очищення азоту (NH3, HCN). Проте деяка кількість сірки, що газів з установки газифікації, при якому істотно знаходиться у вигляді H2S, не окислюється. Тому зменшений шкідливий вплив сірки на навколишнє паливо і сорбент сірки завантажують у реактор середовище. окремо. Сорбент, розмолотий до частинок необДаний винахід стосується способу очищення хідного розміру, завантажують у реактор для поггазів, одержаних з установки газифікації, при яколинання сірки і обумовленого цим зменшення потму паливо, наприклад, вугілля для виготовлення реби в розташованих нижче по потоку пристроях, мазуту, газифікують з одержанням неочищеного призначених для зменшення викиду сірки установсинтез-газу, що містить монооксид вуглецю і пару, кою. у присутності сполуки, що містить кальцій, і пари, Температури, придатні для реакції газифікації, галогенвмісні сполуки видаляються з неочищеного зазвичай дорівнюють або перевищують 800-900°С. синтез-газу, який направляють на стадію конверсії Ця температура підходить для палива типу лігніту водяного газу, яка полягає у каталітичній конверсії або біомаси. Температури вище 800-900°С і такі, монооксиду вуглецю і пари, що містяться в неочищо дорівнюють або менші 1600°С, придатні для щеному синтез-газі, у діоксид вуглецю і водень, таких палив, як високосортне вугілля або важкий одержаний таким чином конвертований газ контакмазут. Під час газифікації утворюється вода. Якщо тує з твердим сорбентом сірки, з подальшим вивикористовується суспензійний реактор газифікадаленням конвертованого очищеного газу з тверції, то газифіковану сировину завантажують у видого сорбенту сірки, і характерною особливістю гляді суспензії з великим вмістом води. У деяких способу, згідно з даним винаходом, є те, що регеінших типах реакторів газифікації вода або пара нерація твердого сорбенту сірки проводиться використовується для регулювання температури 7 91821 8 газифікації. У всіх випадках неочищений синтеззаснований на карбонаті калія, нанесеному на ногаз, що утворився, при температурі газифікації сій з активованого оксиду алюмінію, виробництва знаходиться в зміщеній рівновазі з водяним газом. компанії Haldor Topsoe A/S, або інший карбонат Сорбентом сірки, відповідним для використанлужного металу, нанесений на носій. ня в реакторі газифікації, є карбонат кальцію (СаСклад неочищеного синтез-газу непридатний СО3) у вигляді, наприклад, вапняку. При темперадля використання при одержанні, наприклад, метурі вище 900°С карбонат кальцію розкладається з танолу, аміаку або інших кінцевих продуктів і конутворенням оксиду кальцію (САО) і діоксиду вугцентрації і співвідношення компонентів в неочилецю. Оксид кальцію або карбонат кальцію взаєщеному синтез-газі необхідно змінити, щоб вони модіє з сіркою, що міститься в газовій фазі у вивідповідали вимогам, які пред'являються до сирогляді сірководня, за реакціями (1) або (2) і тим вини для одержання кінцевих продуктів. Тому несамим знижує кількість сірки в газовій фазі шляхом очищений синтез-газ направляють на стадію конїї перетворення на сульфід кальцію (CaS). версії водяного газу, на якій регулюють H2S+CaO=Н2О+CaS (1) концентрації компонентів. H2S+СаСО3=H2O+СО2+CaS (2) Адіабатичний реактор конверсії придатний для Реакція (1) визначає рівноважний вміст сірки. перетворення монооксиду вуглецю і пари на діокНеочищений синтез-газ, що утворився в устасид вуглецю і водень за рівнянням (5). Температуновці газифікації, має велику концентрацію оксидів ра зазвичай підвищується на 25-50°С від 400 до вуглецю CO і СО2. Ці гази взаємодіють з H2S за 450°С. Для використання на стадії конверсії приреакціями (3) і (4). датні наявні в продажі каталізатори. Прикладом є CO+H2S=COS+H2 (3) стійкий до дії сірки каталізатор конверсії SSK виCO2+H2S=COS+H2O (4) робництва компанії Haldor Topsoe A/S, такий, що Також протікає реакція конверсії водяного газу містить молібден на носії і, при необхідності, ко(5) і під час газифікації вугілля вона протікає в рівбальт або нікель. Після реакції конверсії водяного новазі з реакціями (3) і (4). газу конвертований газ має температуру, що доріСО2+Н2О=СО2+Н2 (5) внює приблизно 450°С. При температурі газифікації реакція конверсії Відповідні робочі температури для реакції конводяного газу зміщується у бік підвищеного утвоверсії дорівнюють 200-500°С, переважно - 250рення пари і монооксиду вуглецю. 450°С. Відповідний робочий тиск для реакції конЯкщо утворюється дисульфід водню CS2, то версії дорівнює не менше 1Мпа. Переважний діавін міститься в невеликих кількостях. пазон тиску складає 4-10Мпа. Переважніше, щоб Іншими сорбентами, придатними для використиск дорівнював 10Мпа. тання в реакторі газифікації, є мінерали, що місПісля закінчення реакції конверсії конвертоватять карбонат кальцію, наприклад, кальцит (Саний газ для подальшого очищення направляють СО3) і доломіт (СаМg(СО3)2) і інші речовини, що на твердий сорбент сірки в реактор, розташований містять кальцій. нижче по потоку від реактора конверсії водяного Типовий вміст сірки в неочищеному синтез-газі газу. Активний компонент сорбенту можна нанести складає приблизно 200-400 частин на мільйон на носій, яким може бути будь-який відомий вогне(чнм) залежно від вмісту пари в газі. Це може відтривкий матеріал, стабільний при підвищених темповідати видаленню 90-95% сірки, якщо початкопературах. Відповідними носіями є глини, силікати, вий вміст сірки в газі складало 1%. Сульфід кальоксид алюмінію і діоксид титану. Переважним ноцію можна піддати додатковій обробці з сієм є оксид алюмінію і діоксид титану. Докладні одержанням сульфату кальцію (CaSO4), придатнодані про відповідні сорбенти і їх одержання привего для комерційного використання або видалення. дені в патенті США №5169612, який включений в Неочищений синтез-газ як головні компоненти даний бинахід шляхом посилання. включає монооксид вуглецю, діоксид буглецю, Під час десульфурування сорбент сірки сульводень і пару. фідується сполуками сірки, що знаходяться в конПісля газифікації пил і дрібнодисперсну золу вертованому газі, і тим самим десульфурується необов'язково можна видалити з неочищеного конвертований газ. синтез-газу шляхом пропускання через пристрій Сірковмісними сполуками, що знаходяться в видалення частинок. Це може бути, наприклад, неочищеному синтез-газі, в основному є CaS, COS система фільтрів з керамічними або металевими і H2S. CS2 може міститися у невеликих кількостях. фільтруючими елементами, наприклад, керамічЦі сполуки сірки поступають з реактора газифікації ними фільтрами. в кількостях, що становлять 200-400чнм залежно Потім неочищений синтез-газ направляють на від вмісту пари в газі. Вміст сірки в конвертованостадію видалення галогенів, на якій видаляються му газі можна додатково понизити шляхом контакгалогенвмісні сполуки, такі як хлористоводнева ту газу з твердим сорбентом на основі металів або кислота (НСІ). Хлор може діяти як отрута для каоксидів металів, наприклад, олова або оксидів талізаторів і викликати корозію труб і устаткуванолова або сумішей цих сполук на стадії десульфуня. Хлористоводнева кислота також може реагурування згідно з рівнянням (6), де Me є метал, що вати з оксидом олова (SnO2) на подальшій стадії і використовується: приводити до утворення небажаних хлоридів олоH2S+MeO=MeS+H2O (6) ва, таких як SnCI2 і SnCI4. Стадія видалення галоАльтернативно, можна використовувати багагенів може, наприклад, здійснюватися шляхом тошаровий реактор, розташований нижче по потовикористання наявних в продажі реагентів, таких ку від реактора конверсії водяного газу, і це дояк поглиначі галогенів, наприклад, HTG-1, який зволяє використовувати шари різних сорбентів на 9 91821 10 носіях. Прикладом ефективної багатошарової наприклад, шар сорбенту, який включає мідь або комбінації є комбінація у варіанті здійснення данонікель. Другим шаром, з яким відбувається конго винаходу, яка включає перший шар, що містить такт, є шар, що містить оксид цинку як активний сорбент на основі оксиду олова, і кінцевий шар компонент, в якому міститься сульфід цинку, ZnS. сорбенту, що включає метал, такий як мідь або Утворення сульфату цинку, ZnSO4, можна подавинікель, нанесений на носій, такий як оксид алюміти, використовуючи пару і кисень в необхідних нію. Інші проміжні сорбенти на основі оксиду, заспіввідношеннях. сновані, наприклад, на оксиді марганцю, можна Потім потік регенерації пропускають через помістити між першим і кінцевим шарами. Проте проміжні шари до контакту з шаром оксиду олова, останній проміжний шар сорбенту, що знаходиться SnO2. Цей шар також містить сульфід олова, SnS. перед кінцевим шаром міді або нікелю на носії, є Наявність діоксиду сірки і кисню з попередніх шашар, що містить оксид цинку як активний компорів сприяє прискоренню регенерації при зберенент. женні споживання пари на помірному рівні. Потік, Сорбент на основі оксиду олова використовущо виходить після проходження останнього шару, ється для об'ємного десульфурування, а шар ококрім води містить лише водень і сірководень. Яксиду цинку використовується в режимі доочищенщо замість кисню використовують повітря, то місня для видалення невеликих кількостей сірки. титься і деяка кількість азоту. Додатковою перевагою вказаної вище комбінації Регенерація сульфідованого сорбенту парою шарів є те, що вона дозволяє використовувати як має цілий ряд переваг у порівнянні з регенерацією регенеруючий реагент пару з невеликою кількістю за допомогою, наприклад, кисню або повітря. Покисню. У порівнянні з випадком використання тільперше, реакція є майже термонейтральною, тоді ки пари як регенеруючого реагента забезпечується як регенерація за допомогою кисню або повітря є зменшення кількості використовуваної пари. сильно екзотермічною. По-друге, сірка витягується На відміну від цього, іншою перевагою є те, що у вигляді чистого сірководня, H2S, а не, наприклад, при мінімальному вмісті кисню газ регенерації місдіоксиду сірки, SO2. Крім того, пара і неочищений тить сірководень, а не діоксид сірки. синтез-газ не утворюють вибухонебезпечні суміші, Стадія десульфурування проводиться при теякі цей газ утворює з повітрям і киснем. мпературах, що дорівнюють 400-500 °С. Ця стадія Регенераційний потік, що містить пару і сіркозаснована на рівноважній реакції, що описується водень, спрямовується у реактор газифікації. Ця рівнянням (7): стадія є особливо вигідною, оскільки сірководень, H2S+Н2+SnO2=SnS+2H2O (7) що міститься в потоці регенерації, в реакторі гаЗменшення кількості пари сильно впливає на зифікації перетворюється на сульфід кальцію за те, в якому ступені можна провести десульфурурівнянням (1): вання. Константа рівноваги, виражена у вигляді H2S+САО=Н2О+CaS (1) парціального тиску для рівняння (7), представляПри такому способі виключається звичайне ється рівнянням (8): виділення сірководня з пари, яке проводиться 2 шляхом конденсації сірководня і його подачі в Kр=РH2O) /(РH2PH2S) (8) установку Клауса для одержання елементарної При даній константі рівноваги не тільки знижусірки. Попередні способи перетворення сірководється парціальний тиск води, але і підвищується ня, який міститься в регенераційному потоці, у парціальний тиск водню. Таким чином, відбуваєтьконцентровану сірчану кислоту за допомогою ся значне зниження парціального тиску H2S, що установки одержання сірчаної кислоти мокрим описується рівнянням (9). 2 способом, також не потрібні. PH2S=(PH2O) /(PH2Kp) (9) Перед подачею в реактор газифікації пару при При використанні оксиду цинку як сорбента необхідності можна очистити від сірки, пропускаюцей ефект, як це показує рівняння (10), є не таким чи її через очисну установку з оксидом кальцію значним. (СаО), де деяку кількість сірководня, що міститься H2S+ZnO=ZnS+H2O (10) в парі, можна перетворити на сульфід кальцію за Потім регенерація сорбентів, що сульфідуютьреакцією (1). ся, проводиться шляхом обробки сорбенту, що Регенераційний потік, що містить пару і сіркосульфідується, парою, направленою протилежно водень, спрямовується безпосередньо з регененапряму потоку конвертованого газу під час абсорованого твердого сорбенту сірки у реактор газирбції, тобто пара направлена протилежно напряму фікації при тиску, еквівалентному тиску в реакторі потоку конвертованого газу. Під час регенерації до газифікації. Це є особливо корисним, оскільки не пари можна додати невелику кількість повітря або потрібні додаткові стадії підвищення тиску, такі як кисню, зазвичай менше 1об.%. Це дозволяє зменпропускання, наприклад, через ежектор. шити повну кількість пари, як це відмічено вище. Оскільки регенерація проводиться з викорисРегенерація протікає при 400-500°С і при тиску, що танням пари при тиску, що перевищує тиск газифіперевищує тиск в реакторі газифікації. кації, потік регенерації, що містить пару, водень і Перегріту пару при тисках, що на 2-5 бар (0,2сірководень, можна без будь-яких утруднень по0,5Мпа) перевищують тиск газифікації, розбавлядавати безпосередньо у газифікатор. ють повітрям або киснем, так щоб вона містила до Тому спосіб, згідно з даним винаходом, не ви1-2% кисню. Краще, щоб ця кількість могла бути магає будь-якого зовнішнього устаткування для набагато меншою. Регенерацію проводять в навитягання сірки окрім ємкостей для абсорбції сірпрямі, протилежному напряму під час десульфуки. Термічний ККД є високим, оскільки пара не ризації. Таким чином, в багатошаровому реакторі першим шаром, з яким відбувається контакт, є, 11 91821 12 конденсується, а просто спрямовується безпосеПотім конвертований газ 9 направляють у реаредньо в реактор газифікації. ктор абсорбції сірки 10, в якому знижується вміст На Фіг. представлена блок-схема варіанту сірки в конвертованому газі 9, що приводить до здійснення способу, згідно з даним винаходом. очищеного газу 11, придатного для використання Вугілля або мазут 1 газифікують в реакторі газифіпри одержанні, наприклад, метанолу або аміаку. кації 2 з одержанням неочищеного синтез-газу 3, Реактор абсорбції сірки 10 містить сорбент сірки, що містить водень, пару і оксиди вуглецю. Реактор який при проходженні конвертованого газу стає газифікації також містить сорбент - карбонат кальсульфідованим. цію. Неочищений синтез-газ 3 при необхідності Сульфідований сорбент сірки в реакторі абсоможна направити на стадію видалення пилу 4, на рбції сірки 10 регенерується шляхом пропускання якій видаляються частинки пилу і дрібнодисперспотоку пари 12 через сорбент сірки у напрямі, проної золи 5. Потім неочищений синтез-газ 3 напратилежному напряму потоку конвертованого газу 9. вляють на стадію видалення галогенів 6 для запоТаким чином сполуки сірки, що містяться у сульбігання утворенню хлоридів металів, як це фідованому сорбенті, переходять в пару в основописано вище. Галогени 7 видаляють. Потім неному у вигляді сірководня. очищений синтез-газ 3 направляють на стадію Потік пари 13, що містить сірководень, потім конверсії водяного газу 8, за допомогою чого склад направляють у реактор газифікації 2 для здійсненгазу регулюється, щоб відповідати вимогам, які ня реакції сірководня з карбонатом кальцію, що пред'являються для його кінцевого використання. міститься в реакторі газифікації 2. Одержують конвертований газ 9. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for cleaning gases from gasification unit

Автори англійською

Nielsen Poul, Erik, Hojlund

Назва патенту російською

Способ очистки газов, полученных из установки газификации

Автори російською

Нильсен Пауль Эрик Хейлунд

МПК / Мітки

МПК: C01B 3/32, C01B 3/34, B01D 53/00, C01B 3/48

Мітки: газів, спосіб, установки, одержаних, очищення, газифікації

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-91821-sposib-ochishhennya-gaziv-oderzhanikh-z-ustanovki-gazifikaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очищення газів, одержаних з установки газифікації</a>

Подібні патенти