CN105716372B - 粗煤气脱碳脱硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种粗煤气脱碳脱硫的方法。该方法包括：脱碳过程，对粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢；脱硫过程，对脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，第二混合液包含剩余的液态硫化氢，脱碳过程的压力为3.5～8MPa。通过对压力的控制，能够有效抑制二氧化碳气体不经过液体状态而直接转换为固态的现象，从而有利于降低脱碳过程中二氧化碳转化为干冰阻塞管道的风险，进而克服了不适宜采用冷却方法对粗煤气中二氧化碳进行分离的认识。上述脱碳和脱硫过程均通过冷却的方式完成，因而该方法无需对溶剂进行再生，从而有利于缩短工艺流程，并降低工艺成本。

Description

粗煤气脱碳脱硫的方法
技术领域
本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种粗煤气脱碳脱硫的方法。
背景技术
现有的气体分离的方法包括蒸馏、低温蒸馏、物理吸附、化学吸附等多种方法。粗煤气中含有多种气体成分，如氢气、一氧化碳、氮气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等组分，且粗煤气各组分的熔/沸点不同，因而理论上通过低温蒸馏的方法实现脱硫脱碳的方法简便易行。然而分离过程中工艺条件控制不当很容易导致气态二氧化碳转化为干冰而造成管道堵塞，从而造成一定的安全隐患，进而本行业内通常认为该方法仅适用于混合气体中二氧化碳的分离。因而现有的粗煤气脱碳脱硫的方法主要为聚乙二醇二甲醚(NHD)法和低温甲醇洗法。
NHD法是以聚乙二醇二甲醚为溶剂，在常温条件下对粗煤气中的H2S、COS、CO2等组分进行吸收的过程。低温甲醇洗技术是一种以甲醇作为吸收剂，在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体进行吸附，同时或分段脱除原料气中酸性气体的气体净化方法。上述两种方法均是利用了NHD或甲醇对CO2、H2S、COS等组分的溶解度较大的物理特性，因而均属于物理吸附技术。然而尽管上述两种工艺较为成熟，但是其也存在一些缺点：
1)NHD和低温甲醇洗工艺流程复杂，设备投资高，特别是低温甲醇洗方法，关键设备需国外引进；
2)上述两种方法均为物理吸附法，存在溶剂成本高和溶剂再生等问题；
3)NHD法在国内运行装置操作压力大多数均小于等于3.6MPa，因而该法具有一定的应用局限性；
4)上述两种方法在溶剂再生过程中产生的废气和废水的处理成本较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种粗煤气脱碳脱硫的方法，以解决现有的粗煤气脱碳脱硫的方法中存在的工艺复杂和处理成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种粗煤气脱碳脱硫的方法，该方法包括：脱碳过程，对粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢；脱硫过程，对脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，第二混合液包含粗煤气中剩余的液态硫化氢，其中，脱碳过程的压力为3.5～8MPa。
进一步地，脱碳过程中，将粗煤气的温度降至-60～-30℃。
进一步地，脱硫过程中，压力为3.5～8MPa，将脱碳煤气的温度降至-90～-60℃。
进一步地，方法还包括在脱碳过程之前对粗煤气依次进行脱水和过滤的预处理过程。
进一步地，脱水的方法选自物理吸附。
进一步地，过滤过程为采用吸附剂去除粗煤气中固体颗粒的过程，优选地，吸附剂选自分子筛和/或过滤瓷球。
进一步地，脱碳步骤还包括将第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体，优选第一闪蒸过程中，温度为-60～-30℃，压力为3.2～7.8MPa。
进一步地，方法还包括硫化氢富集过程，硫化氢富集过程包括将第二混合液进行回流得到回流液和回流气，然后将回流气与硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到富集气。
进一步地，硫化氢富集过程的温度为-20～-40℃，压力为0.15～1MPa。
进一步地，粗煤气中二氧化碳的百分含量为10～20wt％。
应用本发明的技术方案，通过对压力的控制，能够有效抑制二氧化碳气体不经过液体状态而直接转换为固态的现象，从而有利于降低脱碳过程中二氧化碳转化为干冰阻塞管道的风险，进而克服了不适宜采用冷却方法对粗煤气中二氧化碳进行分离的认识。同时上述脱碳和脱硫过程均通过冷却的方式完成，因而上述过程中没有采用任何有机溶剂，整个过程中没有废水和废气排放，在此基础上，本申请提供的粗煤气脱碳脱硫的方法无需对溶剂进行再生，从而有利于缩短工艺流程，并降低工艺成本。此外，该工艺还具有流程简便，易操作及环保性好等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一种典型的实施方式提供的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图；
图2示出了本发明提供的另一种优选的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图；以及
图3示出了本发明提供的另一种优选的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、二氧化碳冷却装置；20、二氧化碳分离装置；30、硫化氢冷凝装置；40、硫化氢分离装置；50、二氧化碳闪蒸装置；51、二氧化碳输送泵；52、减压阀；60、原料气脱水装置；70、过滤装置；80、硫化氢回流罐；81、酸性气冷凝装置；90、酸性气富集罐。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有的粗煤气脱碳脱硫的方法中存在工艺复杂和处理成本高的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种粗煤气脱硫脱碳的方法，该方法包括：脱碳过程，对粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢；脱硫过程，对脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，第二混合液包含粗煤气中剩余的液态硫化氢，其中，脱碳过程的压力为3.5～8MPa。
本发明提供了一种粗煤气脱碳脱硫的方法，该方法采用特定的压力对粗煤气进行冷却。通过对压力的控制，能够有效抑制二氧化碳气体不经过液体状态而直接转换为固态的现象，从而有利于降低脱碳过程中二氧化碳转化为干冰阻塞管道的风险，进而克服了不适宜采用冷却方法对粗煤气中二氧化碳进行分离的认识。同时上述脱碳和脱硫过程均通过冷却的方式完成，因而上述过程中没有采用任何有机溶剂，整个过程中没有废水和废气排放，在此基础上，本申请提供的粗煤气脱碳脱硫的方法无需对溶剂进行再生，从而有利于缩短工艺流程，并降低工艺成本。此外，该工艺还具有流程简便，易操作及环保性好等优点。
以下进一步结合附图对上述方法进行说明，如图1所示，将粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中，在压力为3.5～8MPa的条件下，将粗煤气进行第一冷却过程，然后将冷却后的物料后进入二氧化碳分离装置20进行分离，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
然后脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将降温后的物料送至硫化氢分离装置40进行分离，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气。
实际使用过程中，脱碳和脱硫过程中，冷媒包括但不限于液氮。
上述粗煤气脱碳脱硫的方法中，本领域技术人员可以根据现有技术的脱碳工艺选择合适的脱碳过程的温度。在一种优选的实施方式中，脱碳过程中，将粗煤气的温度降至-60～-30℃。将脱碳温度控制在上述范围内，有利于进一步抑制二氧化碳由气相转化为固相，从而有利于脱碳过程的顺利进行，降低安全风险。
上述粗煤气脱碳脱硫的方法中，本领域技术人员可以根据现有技术的脱硫工艺选择脱硫过程合适的压力和温度。在一种优选的实施方式中，脱硫过程中，压力为3.5～8MPa，将脱碳煤气的温度降至-90～-60℃。上述脱硫过程的压力与脱碳过程的压力保持一致，有利于抑制整个工艺过程中的压力的波动，从而有利于进一步降低二氧化碳转化为固态的干冰的隐患。同时将脱硫过程的温度控制在上述范围内，有利于提高脱硫的脱除效率。
在一种优选的实施方式中，上述方法还包括在脱碳过程之前对粗煤气依次进行脱水和过滤的预处理过程。在脱碳过程之前对粗煤气进行脱水，有利于抑制在较低的温度下二氧化碳与水的水合物结冰造成管道堵塞。同时过滤过程有利于去除粗煤气中的固体颗粒和少量的水蒸气。
结合附图2，对上述方法进行说明：
粗煤气通过原料气脱水装置60进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中，在压力为3.5～8MPa的条件下，将粗煤气进行第一冷却过程，然后将冷却后的物料后进入二氧化碳分离装置20进行分离，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
然后脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将降温后的物料送至硫化氢分离装置40进行分离，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气。
上述粗煤气脱碳脱硫的方法中，脱水方法可以采用本领域常用的方式，比如蒸馏、闪蒸、离心和干燥剂干燥等。在一种优选的实施方式中，脱水的方法包括但不限于物理吸附。上述脱水方法具有操作简便，成本低等特点。
在一种优选的实施方式中，过滤过程为采用吸附剂去除粗煤气中固体颗粒的过程，优选地，吸附剂包括但不限于分子筛和/或过滤瓷球。上述材料均具有多孔结构和较大的比表面积，因而采用材料作为吸附剂有利于提高过滤效果。
在一种优选的实施方式中，脱碳步骤还包括将第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体，优选第一闪蒸过程中，温度为-60～-30℃，压力为3.2～7.8MPa。
将第一混合液进行闪蒸后能够将二氧化碳和硫化氢进行分离，从而能够使得到的液态二氧化碳经减压后直接放空或作为二氧化碳产品。而作为不凝气的硫化氢被送至下游的硫回收工艺中进行回收。
在一种优选的实施方式中，上述对粗煤气脱碳脱硫的方法还包括硫化氢富集过程，硫化氢富集过程包括第二混合液进行回流得到回流液和回流气，然后将回流气与第一闪蒸过程得到的硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到富集气。当第二混合液中硫化氢等酸性气体浓度不高时，对第二混合液进行回流得到回流气，然后将回流气和第一闪蒸过程得到的硫化氢气体进行第二闪蒸过程有利于提高硫化氢的浓度，进而有利于提高后续硫回收的效率。
结合附图3，对上述方法进行说明：
粗煤气通过原料气脱水装置60进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中，在压力为3.5～8MPa的条件下，将粗煤气进行第一冷却过程，然后将冷却后的物料后进入二氧化碳分离装置20进行分离，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
然后脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将降温后的物料送至硫化氢分离装置40进行分离，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气。
来自二氧化碳闪蒸装置50的硫化氢气体和来自硫化氢分离装置40的第二混合液进入硫化氢回流罐80进行分离，得到回流液、回流气和硫化氢气体。然后将回流液从硫化氢回流罐80返回至硫化氢分离装置40，回流气和硫化氢气体经过酸性气冷凝装置81降温后，进入酸性气富集罐90(闪蒸罐)。在酸性气富集罐90(闪蒸罐)中，在一定的温度和压力下，对回流气和硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到闪蒸液和富集气。闪蒸液返回至硫化氢回流罐80，富集气。
上述粗煤气脱碳脱硫的方法中，本领域技术人员可以选择富集过程中的温度和压力。在一种优选的实施方式中，第二闪蒸过程的温度为-20～-40℃，压力为0.15～1MPa。富集过程的温度和压力不限于上述温度和压力范围，而采用上述工艺参数有利于进一步提高硫化氢的富集效率，进而有利于后续硫化氢的回收。
在一种优选的实施方式中，粗煤气中二氧化碳的百分含量为10～20wt％。将粗煤气中二氧化碳的百分含量控制在上述范围内有利于进一步提高脱碳过程中工艺的安全性。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例1
如图1所示，将粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为6.5MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-55℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-53℃，压力为6.5MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为6.5MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-70℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
实施例2
如图2所示，粗煤气通过原料气脱水装置60(闪蒸装置)进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为6.5MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-55℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-53℃，压力为6.5MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为6.5MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-70℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
实施例3
如图3所示，粗煤气通过原料气脱水装置60(闪蒸装置)进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为5.5MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-57℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-55℃，压力为5.5MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为5.5MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-70℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
来自二氧化碳闪蒸装置50的硫化氢气体和来自硫化氢分离装置40的第二混合液进入硫化氢回流罐80进行分离，得到回流液、回流气和硫化氢气体。然后将回流液从硫化氢回流罐80返回至硫化氢分离装置40，回流气和硫化氢气体经过酸性气冷凝装置81降温后，进入酸性气富集罐90(闪蒸罐)。在酸性气富集罐90(闪蒸罐)中，在-10℃和0.45MPa下，对回流气和硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到闪蒸液和富集气。闪蒸液返回至硫化氢回流罐80，富集气(硫化氢浓度≥25wt％)送至下游进行硫回收。
实施例4
如图3所示，粗煤气通过原料气脱水装置60(闪蒸装置)进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为5.5MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-57℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-55℃，压力为5.5MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为5.5MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-70℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
来自二氧化碳闪蒸装置50的硫化氢气体和来自硫化氢分离装置40的第二混合液进入硫化氢回流罐80进行分离，得到回流液、回流气和硫化氢气体。然后将回流液从硫化氢回流罐80返回至硫化氢分离装置40，回流气和硫化氢气体经过酸性气冷凝装置81降温后，进入酸性气富集罐90(闪蒸罐)。在酸性气富集罐90(闪蒸罐)中，在-10℃和2MPa下，对回流气和硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到闪蒸液和富集气。闪蒸液返回至硫化氢回流罐80，富集气(硫化氢浓度为20wt％)送至下游进行硫回收。
实施例5
如图3所示，将粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为8MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-30℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-32℃，压力为7.6MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为8MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-60℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
实施例6
如图3所示，粗煤气通过原料气脱水装置60(闪蒸装置)进行脱水，冷凝液从原料气脱水装置60底部排出，送至变换装置冷凝液处理系统。脱水后的粗煤气从原料气脱水装置60顶部排出进入过滤装置70。通过过滤瓷球吸附剂，将脱水后的粗煤气中残留的少量水蒸气、灰尘等杂质进行吸附。
将经过脱水和过滤过程的粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在压力为3.5MPa的条件下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却过程，将粗煤气降温到-60℃后进入二氧化碳分离装置20，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50。在温度为-59℃，压力为3.5MPa的条件下，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送泵51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢气体由二氧化碳闪蒸装置50顶部排出后，进行硫回收。
脱碳煤气从二氧化碳分离装置20顶部排出，然后进入硫化氢冷凝装置30。在压力为3.5MPa下，将脱碳煤气与液氮换热进行第二冷却过程，将脱碳煤气降温到-80℃后进入硫化氢分离装置40，得到第二混合液和净化煤气。第二混合液从硫化氢分离装置40排出后，进行硫回收；净化煤气从硫化氢分离装置40顶部排出，即为净化煤气(硫含量≤0.1ppmv)，送至下游工艺装置。
来自二氧化碳闪蒸装置50的硫化氢气体和来自硫化氢分离装置40的第二混合液进入硫化氢回流罐80进行分离，得到回流液、回流气和硫化氢气体。然后将回流液从硫化氢回流罐80返回至硫化氢分离装置40，回流气和硫化氢气体经过酸性气冷凝装置81降温后，进入酸性气富集罐90(闪蒸罐)。在酸性气富集罐90(闪蒸罐)中，在-20℃和0.25MPa下，对回流气和硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到闪蒸液和富集气。闪蒸液返回至硫化氢回流罐80，富集气(硫化氢浓度≥25wt％)送至下游进行硫回收。
对比例1
将粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中。在3.0MPa和-60℃下，将粗煤气与液氮换热进行第一冷却，得到第一混合浆液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳和固态二氧化碳。
本发明提供了一种粗煤气脱硫脱碳的方法，该方法流程简单、操作方便。与传统的NHD、低温甲醇洗等脱硫脱碳方法相比，没有废水、废气排放的问题，大大减少甚至杜绝了脱硫脱碳工序三废排放问题，能够满足当前严格的环保要求。同时使用该方法还减少了吸附剂的使用成本，设备投资费用低，因此具有较好的工业实用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种粗煤气脱硫脱碳的方法，其特征在于，所述方法包括：
脱碳过程，对所述粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，所述第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢；
脱硫过程，对所述脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，所述第二混合液包含所述粗煤气中剩余的液态硫化氢，其中，所述脱碳过程的压力为3.5～8MPa；所述脱碳步骤还包括将所述第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱碳过程中，将所述粗煤气的温度降至-60～-30℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱硫过程中，压力为3.5～8MPa，将所述脱碳煤气的温度降至-90～-60℃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述脱碳过程之前对所述粗煤气依次进行脱水和过滤的预处理过程。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱水的方法选自物理吸附。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过滤过程为采用吸附剂去除所述粗煤气中固体颗粒的过程。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述吸附剂选自分子筛和/或过滤瓷球。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一闪蒸过程中，温度为-60～-30℃，压力为3.2～7.8MPa。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括硫化氢富集过程，所述硫化氢富集过程包括将所述第二混合液进行回流得到回流液和回流气，然后将所述回流气与所述硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到富集气。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述硫化氢富集过程的温度为-20～-40℃，压力为0.15～1MPa。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗煤气中二氧化碳的百分含量为10～20wt％。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107202726A (zh) * 2017-08-03 2017-09-26 杭州春来科技有限公司 烟气分析仪的烟气预处理系统及方法
CN109323895B (zh) * 2018-10-23 2021-09-14 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 用于焦炉煤气总含s量测定的在线采样系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB894102A (en) * 1961-01-16 1962-04-18 Conch Int Methane Ltd Purification of gases
CN1261428A (zh) * 1997-07-01 2000-07-26 埃克森生产研究公司 液化包含至少一种可凝固组分的天然气物流的方法
CN1342742A (zh) * 2001-10-30 2002-04-03 杨主民 二氧化碳含量小于10%的天然气深冷分离工艺
CN101358258A (zh) * 2007-08-02 2009-02-04 北京神雾热能技术有限公司 煤制还原气气基竖炉直接还原冶金方法及系统
WO2010006934A2 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Two stage process for producing purified gas
CN202297145U (zh) * 2011-10-18 2012-07-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种与合成气脱硫系统整合的二氧化碳提纯装置
CN103265988A (zh) * 2013-06-15 2013-08-28 青岛新奥胶城燃气有限公司 天然气净化处理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010121895A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing purified synthesis gas

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB894102A (en) * 1961-01-16 1962-04-18 Conch Int Methane Ltd Purification of gases
CN1261428A (zh) * 1997-07-01 2000-07-26 埃克森生产研究公司 液化包含至少一种可凝固组分的天然气物流的方法
CN1342742A (zh) * 2001-10-30 2002-04-03 杨主民 二氧化碳含量小于10%的天然气深冷分离工艺
CN101358258A (zh) * 2007-08-02 2009-02-04 北京神雾热能技术有限公司 煤制还原气气基竖炉直接还原冶金方法及系统
WO2010006934A2 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Two stage process for producing purified gas
CN202297145U (zh) * 2011-10-18 2012-07-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种与合成气脱硫系统整合的二氧化碳提纯装置
CN103265988A (zh) * 2013-06-15 2013-08-28 青岛新奥胶城燃气有限公司 天然气净化处理方法

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