高硫煤用于煤气化之脱硫方法探讨

Oct. 2011化肥设计第49卷第5期●32●Chemical Ferilizer Design _2011年10月高硫煤用于煤气化之脱硫方法探讨毕可军(秦晋煤气化科技有限公司,陕西西安710075)摘要:介绍了针对高硫煤气化采用的气化炉中脱硫和粗煤气脱硫2种净化方法;探讨了气化炉中加入钙基脱硫剂的脱硫反应机理、脱硫效率及其影响因素;总结了高硫煤制粗煤气采用低温甲醇洗涤法脱硫的技术优势和脱硫效果。关键词:煤气化;高硫煤;气化炉中脱硫;粗煤气脱硫;低温甲醇洗涤法中图分类号: X511文献标识码:A文章编号: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据统计,我国煤炭保有储量超过10024亿t,其方程式如下:中高硫煤(硫分>3% )约890. 743亿。由于高CaCO3一→CaO + CO2硫煤在燃烧时对环境污染大,国家采取了限制开采CaCO3 +H2S- >CaS+H20+ CO2政策,但高硫煤作为--种特殊性质的煤炭，具有巨CaO+ H2S-→CaS + H20大的潜在开发价值,如高硫煤制甲醇产业化应用。CaCO3-方面可以和H2S直接反应,也可以通因此我国能源化工“十二五”规划中明确规定高硫过焙烧分解反应生成CaO和H2S反应。然而通常煤主要用于煤气化工业”。情况下,经过焙烧分解反应生成Ca0和H2S的反应高硫煤应用于煤气化工业的优势在于高硫煤比CaCO3和H2S直接反应更彻底。在气化及粗煤气净化过程中可以将硫进行脱除,而1.2 脱硫效率不排入大气。高硫煤用于煤气化工业上的脱硫方至前为止,针对小型流化床气化炉上进行的法有气化炉中加钙基脱硫剂脱硫(简称炉中脱硫)还原态脱硫规律较为系统的研究报道还不太多。和粗煤气脱硫。例如, Aronld等在n(Ca)/n(S) =2,温度为950 ~1020 心,压力在0.1 MPa条件下,得到的脱硫效率1炉中脱硫在80%左右。Nakazato等在粉末一颗粒流化床内炉中脱硫是在高硫煤中掺人一定量钙基脱硫进行了粒径小于5 μm石灰石粉在还原条件下的脱剂,使其在气化炉内燃烧、气化的过程中把硫分转硫试验. ,发现在800 C,n(Ca)/n(S) =2条件下,脱变成固态盐类而残留在灰渣中,从而达到脱硫作硫效率可以超过90%。仲兆平等在小型鼓泡流化用。炉中脱硫主要应用在流化床粉煤气化技术中。床试验台上进行了常压煤部分气化脱硫试验,在温1.1 脱硫反应机理度861^中国煤化工条件下，脱硫效率炉中脱硫剂通常采用价格低廉且容易得到的可以达DHCNMHG石灰石和白云石，石灰石主要成分是CaCO,。石灰作者简介华可军(1976年-),男,黑龙江佳木斯人,2011 年毕业于石的焙烧反应和石灰石脱除H2S反应的化学反应黑龙江科技学院化学工程与工艺专业.工程师，从事流化床粉煤气化技术的研究和工程项目设计工作。第5期毕可军高硫煤用 于煤气化之脱硫方法探讨●33●综合以上国内外学者的研究可知,在流化床气的含硫量在20 g/m'左右。由于传统的液相湿式氧化化炉内进行钙基脱硫剂的炉中脱硫效率可达到脱硫法具有脱硫液硫容低,溶液循环量大等弱点[5),80%以上,但目前沿缺乏这方面工业化应用数据。所以高硫煤气制粗煤气脱硫采用传统的液相湿式氧1.3影响脱硫效率 的因素化脱硫法具有很大的局限性。而低温甲醇洗涤法特影响炉中脱硫效率的因素很多,如温度、Ca与别适合在1.0MPa以上的压力系统中进行高浓度酸S摩尔比、脱硫剂粒径、系统压力、煤气成分等。性气体的脱除'61 ,具有脱除效率高,选择性好,能量消(1)温度。升高温度,石灰石脱硫效随之增大,耗比传统的液相湿式氧化脱硫法低得多的优点。因但增长幅度逐渐减少。虽然气化温度的提高使反此,采用低温甲醇洗涤法进行高硫煤气化制粗煤气脱应速度大幅提高,但温度进一步提高后,脱硫剂有硫是很好的工艺选择,并已在高硫煤制甲醇工艺中采可能发生烧结,脱硫剂孔隙率和比表面减少,从而用。高硫煤制甲醇工艺流程见图1。降低了气体的扩散能力和颗粒的反应活性。因此，高碗煤-凡化2 OwP2浓期入含德，低温甲醇视压缩炉中脱硫温度一般在800 ~ 950 C之间,比较适合流除尘~20g/mL 粗脱硫化床粉煤气化技术的操作要求。硫磺产晶←H 回收硫磺(2)压力。随着压力的提高,脱硫效率也随之提高,但增加幅度则会逐渐减少。这是因为随着压合成甲醇一压绍一含确低温甲醇洗_耐确揶分」