[发明专利]一种煤的热化学加工后的气相产品中氰化氢的脱除方法

说明书

技术领域

本发明属于节能环保领域，涉及一种污染物的脱除方法，具体涉及一种对降低氰化氢的排放起到非常积极的作用的煤的热化学加工后的气相产品中氰化氢的脱除方法。

背景技术

氰化氢是一种剧毒，高腐蚀性的气体。气体比重0.94(空气比重1.0)。它存在于煤的气化、液化、焦化及热解工艺所产生的气相产品中，对环境有很大的污染作用，当它存在于设备中，对设备有很强的腐蚀作用。

目前国内外对HCN的脱除方法主要分为低温脱除法和高温脱除法。

低温脱除法：包括吸收法和吸附法：

(1)吸收法是当前工业中应用最广泛最成熟的一种方法，该方法先将含有HCN的废气通过碱液进行吸收生成CN^-，然后对其中的CN^-进行处理，转化为无毒无害的物质再进行排放。其最大缺点是吸收液造价高。

(2)吸附法是采用吸附剂吸附HCN气体，以减少HCN排放浓度，防治其污染的方法。但由于吸附剂的吸附容量有限，因此在其吸附饱和之后必须对其再生或更换。并且某些气体组分会影响吸收剂对HCN的吸附作用。

可见，用吸收法或吸附法对煤化工过程产生的高温烟气中的HCN进行脱除前，必须将烟气冷却到常温。该方法将增加换热设备的投资，又导致气体物理显热损失。因此，许多学者关注和重视研究高温下脱除HCN的方法。

高温脱除法：主要包括直接氧化法和催化氧化法：

(1)直接氧化法：实际工业过程所排放的HCN废气中常含有CO、H₂以及烃类等大量可燃组分，因此可设法通过直接燃烧达到脱除HCN的目的，但该工艺往往使HCN转化为NO_x，造成二次污染。

(2)催化氧化法：催化剂活性组分在一定温度下连续不断地将空气中的氧活化，活性氧与反应物接触时，使HCN氧化反应活化能降低，着火燃烧温度降低，达到降低NO_x的目的。用于HCN催化燃烧反应的催化剂主要有贵金属与过渡金属催化剂，其中对贵金属及其负载催化剂的研究较多。但是成本限制了此方法的推广。

所以研究开发一种新的能在高温环境下对烟气中的HCN进行高效脱除的方法是有重要价值的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了一种煤的热化学加工后的气相产品中氰化氢的脱除方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：将煤的热化学加工后的气相产物通过体积空速不高于47000h^-1的CaO床料去除氰化氢。

所述的通过CaO床料的煤的热化学加工后的气相产物的温度控制在650-1000℃。

本发明具有实用价值，适合于所有与煤气化相关行业领域之中。在此条件下，可使得氰化氢达到100％的脱除效率。

其原理如下：

温度在650-1000℃时，CaO催化脱除氰化氢的机理为：

本发明的优点：

煤的气化产物中，含有大量的氰化氢，其会进一步转化为NO_x，对大气造成一定的污染。本方法对NO_x的先驱产物氰化氢有明显的脱除效果。

本方法与其他方法相比有如下优点：

(1)本方法的脱除剂为廉价的CaO，其中CaO可以回收利用；

(2)本方法对氰化氢脱除的条件容易控制，即温度的控制与体积空速的控制；

(3)本发明相比低温脱除氰化氢方法，可回收高温烟气中约占热值15％-20％的显热；

(4)本方法应用于IGCC工艺中，不必像湿法那样除去热煤气中的水气及CO2，本方法可以直接利用煤气推动燃气轮机，增加了输出功率；

(5)本方法相比低温脱除氰化氢方法，省去了热交换装置，减少了设备投资，简化了系统；

(6)本方法相比低温脱除氰化氢方法，煤气化过程中的焦油等杂质不会因为冷凝而堵塞系统；

(7)本方法简单，方便操作。

具体实施方式

将煤的热化学加工后的气相产物温度控制在650-1000℃并通过体积空速不高于47000h^-1的CaO床料去除氰化氢。

本发明在石英反应器内试验了高温脱除氰化氢反应机理，研究了CaO对氰化氢的脱除作用，探讨了温度、体积空速和氰化氢浓度对脱除氰化氢的影响。本方法采用Gasmet便携式FT-IR气体分析仪、珀金·埃尔默公司生产的Spectrum One(Version B)FTIR红外分析仪、安捷仑GC9800气相色谱仪对实验结果进行了分析。

应用本发明后效果：

当氰化氢脱除的体积空速控制不高于47000h^-1，温度控制在650-1000℃时，CaO对浓度范围100-600ppm的HCN有接近100％的脱除效果。