煤制燃气中HCN与COS的净化方法.pdf

本发明公开了一种煤制燃气中HCN与COS的净化方法。该燃气的净化方法主要涉及煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气中氢氰酸(HCN)和羰基硫(COS)的水解转化，两种水解转化反应同时在一种催化剂上完成。所用催化剂为活性氧化铝载体负载过渡金属钴－钼，或铁－钼，或镍－钼，及碱性金属氧化物的水解转化催化剂。该催化剂装填于COS和HCN水解反应器内，使用温度在50～＜400℃范围内选取，空速在500～30000/小时范围内选取。该净化方法可应用于煤制燃气净化领域，有效转化脱除HCN和COS，两者转化率均在90％以上，可以满足燃气轮机和环保排放的要求。

权利要求书
1.  一种煤制燃气的净化方法，该净化方法是在煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气经除尘、洗涤后，将其燃气中HCN和COS水解转化净化后，去脱硫工序，其特征在于：HCN和COS的水解转化反应用一种催化剂在水解反应器内同时完成，所用催化剂为活性氧化铝载体负载过渡金属钴-钼，或铁-钼，或镍-钼，及碱性金属氧化物的水解转化催化剂。

2、  根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的催化剂组成为：铁、钴或镍以金属计为催化剂质量的1-3％，钼以MoO3计为催化剂质量的5-20％，碱性金属氧化物为催化剂质量的5-20％。

3.  根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解转化催化剂在水解反应器内装填高径比在1～20范围内选取。
4 根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解催化剂在水解反应器内装填高径比在3～10范围内选取。

5.  根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解转化反应温度在50～＜400℃范围内选取。

6.  根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解转化反应温度在100～300℃范围内选取。
7 根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解转化催化剂使用空速在500～30000/小时范围内选取。

8.  根据权利要求1所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的COS和HCN水解转化催化剂使用空速在1000～3000/小时范围内选取。

说明书煤制燃气中HCN与COS的净化方法
技术领域：
本发明属于煤化工和电力能源领域，具体主要涉及煤制炼钢燃气、发电燃气和锅炉燃气的净化处理方法。
背景技术：
随着人们对环境的要求越来越高以及对电力的需求越来越大，洁净煤技术特别是整体煤气化联合循环发电(IGCC)得到了大力的开发和重视。煤制燃气的净化是提高发电效率和保证满足环保要求的一个重要环节，其中COS和HCN的脱除尤为关键。
由煤气化制得的煤制燃气含有体积分数为0.01％～1％的COS和HCN。COS通常需要水解为H2S后再脱除，目前国内外技术比较成熟，如采用湖北化学研究院气体净化中心开发的T504常温有机硫水解催化剂和EH-2、EH-3中温有机硫水解催化剂水解等。而HCN的脱除技术则相对研究的较少，CN02131302.4，CN02131303.2，CN02131304.0和CN02155489.7等专利公布的脱除HCN催化剂主要为铂铑等贵金属催化剂，采用氧化的方法脱除HCN，使用温度较高，一般为400℃左右，且难于应用于含硫气源；CN031242596公布了一种Al2O3负载Cu催化剂脱除HCN的方法，但该催化剂无COS水解活性；CN02819926公布了一种COS和/或HCN水解催化剂，该催化剂为氧化钛负载碱土金属硫酸盐制得，具有COS水解和HCN水解两种催化功能，水解率均在90％以上，但该催化剂载体选择了价格相对昂贵的氧化钛。
发明内容：
本发明的目的提供一种煤制燃气中HCN与COS净化方法，该方法采用COS与HCN同时水解的催化剂，其最低使用温度可低至100℃，COS和HCN的水解率分别在85％与80％以上。
本发明的一种煤制燃气的净化方法，该净化方法是在煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气经除尘、洗涤后，将其燃气中HCN和COS水解转化净化后，去脱硫工序，其特征在于：HCN和COS的水解转化反应用一种催化剂在水解反应器内同时完成，所用催化剂为活性氧化铝载体负载过渡金属钴-钼，或铁-钼，或镍-钼，及碱性金属氧化物的水解转化催化剂。
所述的煤制燃气的净化方法，其特征在于：所述的催化剂组成为：铁、钴或镍以金属计为催化剂质量的1-3％，钼以MoO3计为催化剂质量的5-20％，碱性金属氧化物为催化剂质量的5-20％。
水解转化催化剂，在水解反应器内装填高径比在1～20范围内选取，优选装填高径比在3～10范围内；所述的COS和HCN水解转化反应温度在50～＜400℃范围内选取，优选在100～300℃范围内；所述的COS和HCN水解转化催化剂使用空速在500～30000/小时范围内选取，优选使用空速在1000～3000/小时范围内。
本发明的煤制燃气的净化方法，在COS和HCN水解反应器前设置加热器加热洗涤后燃气，水解反应器后设置换热器冷却转化燃气。
本发明的煤制燃气的净化方法，在COS和HCN水解反应后干法或湿法脱除气体中硫；所述的干法脱硫采用氧化铁、氧化锌或活性炭脱硫；所述的湿法脱硫采用聚乙二醇二甲醚法、甲基乙二醇胺法或环丁砜法脱硫。
本发明的煤制燃气的净化方法，其煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气的除尘，采用旋风除尘器或/和陶瓷过滤器除尘；煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气的洗涤，采用水或/和碱液洗涤。
本发明的煤制燃气的净化方法，将煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气中HCN和COS水解转化用一种催化剂在水解反应器内同时完成，水解催化剂为价格低廉氧化铝负载过渡金属催化剂，该催化剂最低使用温度可低至100℃，COS和HCN的水解率均在90％以上，最高可达99％。
附图说明：
图1是煤制燃气净化工艺流程示意图
图中序号含义：1除尘设备，2洗涤设备，3加热设备，4COS和HCN水解塔，5换热设备，6脱硫设备。
图示煤制燃气净化工艺流程为：煤制炼钢燃气、发电燃气或锅炉燃气经除尘设备1除尘、洗涤设备2洗涤后，通过加热设备3加热到100～380℃、进入COS与HCN水解塔4水解转化，水解转化后的气体经换热设备5换热到脱硫温度，入脱硫设备6脱硫后，去后续工序。
具体实施方式：
本发明的煤制燃气净化方法在某厂的具体实施如下，煤气化后制得的粗煤气冷却后经过陶瓷过滤器除尘后，水洗，然后加热至170℃由上部进入COS和HCN水解塔，气体中COS含量为135～270ppm，HCN含量为50～60ppm，内装32.7米3上述活性氧化铝载体负载过渡金属钴-钼，或铁-钼，或镍-钼，及碱性金属氧化物的水解转化催化剂，高径比为2.3，空速2600小时-1，塔底的出口气经换热器降温至40℃，然后进入内装氧化铁精脱硫剂的脱硫塔，净化后的燃气即可进入燃气轮机。现场检测表明，COS转化率为85～95％，HCN转化率为80～90％，净化后的燃气达到了燃气轮机和环保排放的要求。