[发明专利]一种固定床加压连续气化制氢气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制氢气的方法，具体来说是一种固定床加压连续气化制氢气的方法。

背景技术

中国是一个富煤、少油、贫气的国家，中国煤炭资源丰富，而石油和天然气则相对较少，以煤为主的能源结构将长期存在。据统计，国内氢气的用量，51%用于合成氨，45%用于炼油，4%用于生产化学品和其他用途。在很长一段时间内，中国还需要以煤为原料获得氢气，这是中国的能源国情决定的。

目前国内生产氢气的主要工艺路线主要有轻烃水蒸气转化制氢、裂解制氢和煤制氢，轻烃水蒸气转化制氢中最为典型的即天然气制氢，裂解制氢中最为典型的即甲醇制氢。在各种制氢技术中，煤制氢的成本是最低的，远低于天然气和甲醇制氢。在国内各种煤制氢技术中，以常压固定床气化投资相对最小，但是环保问题难以解决，且消耗大，能耗低，占地较大。各种气流床、流化床则投资较大，并不适用于中小规模制氢。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中传统固定床常压气化制氢环保性能差、生产效率低、综合能耗大、占地大等问题，提供一种环境友好、节能高效、节约占地的固定床加压连续气化制氢气的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种固定床加压连续气化制氢气的方法，由固定床加压连续气化生产压力为0.098MPaG的水煤气经过除尘、降温后送往粗脱硫将H₂S脱除至100mg/Nm³，再经压缩机升压至0.8MPaG,送往变换，变换出口变换气控制CO在0.5～1%，送往变换气脱硫，将H₂S脱除至20mg/Nm³，再经过干法精脱硫，将H₂S脱除至0.1～1ppm去脱碳脱除CO₂，再送往压缩机，压缩后送往氢气提纯。

优选地，所述固定床加压连续气化指原料煤、焦炭或兰炭以纯氧、水蒸气为气化剂，在加压条件下生产水煤气。

优选地，所述粗脱硫为湿法碱液脱硫。

优选地，所述压缩机指往复式压缩机或螺杆式压缩机。

优选地，所述变换指全低温变换，催化剂采用Co-Mo系催化剂。

优选地，所述变换气脱硫指湿法碱液脱硫，变换气脱硫与粗脱硫共用一套熔硫系统。

优选地，所述干法精脱硫指氧化铁或活性炭脱硫。

优选地，所述脱碳指变压吸附脱碳。

优选地，所述氢气提纯指变压吸附提氢或甲烷化

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）从根本上解决固定床间歇气化和常压固定床纯氧（富氧）连续气化制氢的环保问题，对环境友好。

（a）本发明为固定床加压连续气化，取消了固定床间歇气化过程中的吹风气，同时解决了常压固定床纯氧或富氧连续气化开停工及事故状态无组织排放问题，从根本上解决气体排放问题。

（b）气化温度高，冷凝液除盐后可循环利用，无污水排放，环境友好。

（c）气化采用复合空冷加间接水冷，取消常压气化的洗气塔及造气循环水处理装置，无造气污水排放。

（d）取消罗茨风机和气化鼓风机，有效控制装置噪音。

（e）湿法加干法脱硫，脱硫效果好，CO2尾气排放中硫含量远低于国家标准。

（2）有效降低电耗、水耗，综合能耗相对间歇气化降低20~30%。

（a）通过增加气化炉高径比，使得煤气在炉膛中停留时间增加，反应更加充分，灰渣中残炭含量低（残炭＜5%），同时有效降低炉顶带出物，降低原料煤消耗。

（b）相对间歇气化，由于吹风气带走热量损失较大（包括吹风气的显热、潜热及煤粉的潜热），连续气化没有吹风气，冷煤气效率大大提高。

（c）加压气化，有效降低后续工段的压缩功，用电负荷大为降低。同时取消了空气鼓风机、造气循环水热水及冷水泵产生的电耗。

（d）采用复合空冷加间接水冷，取消水洗塔，有效降低水耗。

（3）相同规模气化炉数量降低，同时取消常压气化配套水煤气储气设施（气柜）、造气循环水处理和罗茨风机等，有效节约投资和占地。

（4）采用全低温变换，蒸汽加入量低，有效节水节能。

（5）采用变压吸附脱碳，相对传统湿法脱碳，消耗低，能耗低。

（6）采用变压吸附氢气提纯，氢气纯度高，提氢解析气可回收利用或做燃料气。

（7）全自动化控制，实现本质安全和环保，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式