CN1110448C - 酸性气体溶剂过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为由合成气体分离酸性气体和处理所获固体的方法。将含合成气体和酸性气体的混合气和与上述酸性气体反应的液体接触以形成在液体中弥散的颗粒固体。含液体和颗粒固体的料浆用可再生过滤器过滤从上述液体分离出上述颗粒固体。用返洗液返洗可再生过滤器以清除来自过滤器的颗粒固体以形成含颗粒固体和返洗水混合物的可泵送料浆。该料浆经气化形成合成气体和玻璃化固体。

Description

酸性气体溶剂过滤系统
技术领域
本发明涉及从合成气体清除酸性气体，更具体地说，本发明涉及分离和再循环最终的颗粒固体至气化反应器。
背景技术
由固体和液体含碳燃料，特别是煤炭，焦炭及液体碳氢化合物源生产合成气体已使用多年以及由于能源需求的增加而获得相当大的改进。可以使用活性气体如空气或氧气加热含碳燃料来生产合成气体，常常在气化反应器内在蒸汽的参与下获得燃料气体，并由气化反应器排出。合成气体随后经数次清洗工序以清除其在气化工序中由供应料形成或释放的各种杂质。如果在气化时不经正确处理，这些材料很容易变为污染下游过程设备的污染源。
例如，在合成气体内的常见材料包括硫化氢，氨气，氰化物，以及碳颗粒和微量金属。供应料中的杂质程度取决于供应料的种类和使用的特殊气化过程以及工作条件。在任何情况下，清除这些杂质对使气化成为有生存力的过程非常重要。
当气体由气化器释放时，它通常经受冷却和清洗工序，包括洗涤技术，这时气体被吸入洗涤器内与喷水流接触使气体冷却以及从合成气体中消除颗粒和离子成分。在利用气体产品前开始冷却的气体可随后处理以除硫。
发明内容
本发明为由合成气体分离酸性气体和处理最终固体的方法。将含合成气体和酸性气体的混合气体与和上述酸性气体反应的液体接触形成在液体和合成气体中弥散的颗粒固体料浆。在普通的分离器内或用其他装置从合成气体分离含液体和颗粒固体的料浆。随后用可再生过滤器过滤料浆以分离出上述颗粒固体。用返洗液返洗法清除来自可再生过滤器的颗粒固体，以形成含颗粒固体和返洗液混合物的可泵送料浆。
这里使用的术语“与酸性气体反应的液体”包括优先溶解酸性气体的液体以及含有一种或多种化合物呈溶解、弥散或悬浮其中与酸性气体反应的液体。液体本身可能是惰性的。
这里使用的术语“酸性气体”含有硫化氢，二氧化碳或其混合物。还可能存在其他微量酸性气体。液体可以与一种或两种这些酸性气体反应。典型的液体可能含有胺，如乙醇胺。液体可以是溶剂，如乙醇，甲醇，乙二醇等。
这里使用的术语“合成气体”系指含一氧化碳，氢和偶尔地含氮气之类的惰性气体的气体。
这里使用的术语“可再生过滤器”系指装了固体和被固体部分堵塞后可以再生的过滤器。通常实现再生的方法是卸下使用中的过滤器，以及随后颠倒流向和由过滤器面返洗掉颗粒。返洗材料为料浆，它最好与过程用料浆流隔离。当足够的材料返洗后，再次颠倒流向和过滤器放回工作状态。
具体实施方式
本发明为由合成气体分离酸性气体和处理最终固体。可以使用活性气体如空气或氧气加热含碳燃料来生产合成气体，常常在气化反应器内在蒸汽的参与下获得燃料气体，并由气化反应器排出。这样制造的合成气体常常含酸性气体杂质。含合成气体和酸性气体的混合气体与液体接触，液体与上述酸性气体反应生成在液体的合成气体内弥散的颗粒固体。接触通常是在逆向-流动气泡塔盘或密封塔柱内进行的，但是任何种类的接触包括喷射洗涤，反向喷射洗涤和文氏管洗涤均可使用。接触设备的类型并不重要，
与此相似，与酸性气体反应的液体的种类也不重要。专业中已知用于清除酸性气体的液体，颗粒及悬浮液有许多种，例如可参见美国专利4,039,619，4,052,176，4,496,371，4,769,045，5,289,676，5,447,702，这些文件结合作为本发明的参考。液体可以含胺(例如二乙醇胺)、甲醇、N-甲基-吡咯烷酮或聚乙二醇的二甲醚。液体可能含颗粒铁，氢氧化物盐，碳酸盐，氧化铁，镍，氧化镍或它们的混合物。
含液体和颗粒固体的料浆在塔柱的分离区内与合成气体分离，这时使用普通的分离器或其他装置。料浆与气体分离在专业中是已知的。
随后用可再生过滤器由上述液体中分离出上述颗粒固体。在过滤之前预冷凝步骤是有利的，例如在沉淀器由沉淀或离心处理以增加料浆中的固体含量。然而，料浆也可不进行预冷凝就过滤。
料浆可以采用通过过滤器强制压力落下法过滤。过滤器常常可清除料浆中超过70％的固体。过滤器允许液体通过，偶然允许一些固体通过和再循环至接触器。当固体在过滤器上积累时，形成过滤器结块。压差增加直至达到过滤器通过能力受损坏的点。在过滤器完全堵塞前某一点应停止过滤器工作和取出。
与酸性气体反应的液体很昂贵，因此最好用较廉价的返洗液置换该液体。希望沿过程正常的流动相同方向通过过滤器来置换与酸性气体反应的液体，这样就不使与酸性反应的液体载入固体。用液体置换与酸性气体反应的液体是不重要的。与酸性气体反应的液体可用其他物质置换，例如水，碳氢化合物，乙醇，气体或蒸汽。用返洗液来置换与酸性气体反应的液体是有利的。
用返洗液返洗清除可再生过滤器的颗粒固体以形成含颗粒固体和返洗液的可泵送料浆。此料浆可作为废料处理或再循环至气化反应器，其中有机物被气化和颗粒被玻璃化，因而两者均对环境无害。返洗液应与其随后产生的油脂匹配。返洗液可以是水，碳氢化合物，乙醇或其他可匹配液。当然，最简单和最经济的是使用与酸性气体反应的液体作为返洗液。返洗液并非必需与酸性气体反应的液体混合，虽然这样做常常有利。水是优选的，因为水价廉和可以是其他过程的废水流。
可再生过滤器可以是任何型号的返洗过滤器。一优选的商业实施例使用了袜套过滤器。这种过滤器为纤维过滤器包复内支承，液体可进入其内和从其中排出。过程的液流由袜套外通过纤维套进入内支承。固体堆集在袜套过滤器外部，直至返洗。
最好具有两个或更多袜套过滤器以便在系统中并联工作。控制系统可将一个过滤器与接触器隔离。随后，最好与酸性气体反应的液体可从过滤器中排出。最后，液体可以通过中心支承喷入和通过袜套排出，其速度足以清除颗粒固体。之后，最好用与酸性气体反应的液体来置换返洗液，以及将过滤器放回使用。
料浆成为可泵送的也是有利的。这样降低了处理费用，使其易于再循环至气化反应器。可泵送料浆最好泵回到气化反应器。液体和任何有机物在反应器内气化。固体被玻璃化，它使固体稳定便于无公害处理。

Claims (11)

1.一种从合成气体分离酸性气体的方法，它包括下列步骤：
a.将含合成气体和酸性气体的混合气和与酸性气体反应的液体接触以形成在液体和合成气体中弥散的颗粒固体，
b.从含液体和颗粒固体的料浆中分离合成气体，
c.用可再生过滤器从上述液体分离上述颗粒固体，
d.用返洗液返洗上述来自可再生过滤器的上述颗粒固体，以形成含颗粒固体和返洗液混合物的可泵送料浆，
e.泵送可泵送料浆至气化反应器，在其中料浆被气化以形成合成气体和玻璃化固体。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于与酸性气体反应的液体包括胺。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于颗粒固体含硫化铁。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于返洗液为水。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于与酸性气体反应的液体包括铁的化合物。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于可再生过滤器为袜套过滤器。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(c)中使用一组袜套过滤器。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于从上述液体分离上述颗粒固体使用了至少两个可再生过滤器中的至少一个，以及它还包括控制该过程使当至少一个可再生过滤器返洗时，用至少一个过滤器由上述与酸性气体反应的液体分离上述颗粒固体。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(a)中的与上述酸性气体反应的液体在步骤(d)中作为返洗液使用。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于返洗液含选自下组的化合物：碳氢化合物，乙醇，水及它们的混合物。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括在返洗之前用选自碳氢化合物，乙醇或水中的一种或多种化合物置换来自可再生过滤器的、与酸性气体反应的液体。
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