[发明专利]一种脱除鼓泡流化床气化合成气中萘的方法

说明书

本发明涉及一种脱除鼓泡流化床气化合成气中萘的方法，将由鼓泡流化床中气化合成的合成气经过装填有吸附剂的吸附塔中，吸附剂包括特制半焦、活性氧化铝和活性炭；其中，特制半焦经过以下方法制作而成：在固定床中，以N₂为平衡气，在1‑10％NH₃(体积分数)气氛下或1‑5％O₂(体积分数)气氛下，用外热源将固定床中的煤炭升温至500‑900℃，常压下恒温不小于10分钟，然后，从固定床上部通入20‑30℃除盐水进行冷却，除盐水与半焦直接接触，当半焦温度降低至90℃时停止通入除盐水，自然冷却至10‑38℃，得到特制半焦。本发明工艺十分简单、易于操作、能耗低；且不存在加入苯等物质，解决了鼓泡流化床气化过程产生的煤气的脱萘问题，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于煤气净化领域，具体为用于鼓泡流化床气化煤气的净化，主要是降低煤气中萘含量。

背景技术

煤气化技术作为煤化工的龙头，近年来获得长足的发展，各种新技术不断涌现，但是煤炭经过气化后制得的合成气中往往含有浓度不一的萘等轻烃类，尤其是鼓泡流化床气化，由于气化温度较低，往往不大于1200℃，煤气中含有一定量的萘，在合成气后续的冷却降温过程中，气态的萘受冷结晶，会附着在设备或者管道的内壁，严重时甚至堵塞设备/管道，造成气化系统的停车，影响系统的工艺运行稳定。

申请公布号为CN103930187A的中国发明专利申请公开了一种移除萘的方法，该方法主要应用于生物质气化制得的粗合成气和净化过程中产生的二氧化碳废气。该固体吸附剂除萘时，首先经过预处理，使吸附剂表面上形成一层的薄膜状的苯(如果煤气中含有苯，吸附苯形成薄膜)，薄膜状的苯可以帮助固体吸附剂溶解煤气中的萘从而促进吸附，使萘结合到固体吸附剂表面。苯被认为作为中介物，促进萘首先由气相转移到含苯的表面层，然后转移到固体吸附剂。如果用于煤气化煤气的净化，需要预先添加苯或者苯类物质。苯被认为作为中介物，促进萘首先由气相转移到含苯的表面层，然后转移到固体吸附剂。因此，上述方法中吸附材料包含苯是非常重要的，从而也限制了该方法的广泛应用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效的且应用范围广的脱除鼓泡流化床气化合成气中萘的方法，以解决现有技术中鼓泡流化床气化合成气中的萘堵塞气化系统中的设备或管道。

为实现上述目的，本发明的一种脱除鼓泡流化床气化合成气中萘的方法采用如下技术方案：一种脱除鼓泡流化床气化合成气中萘的方法，将由鼓泡流化床中气化合成的合成气经过装填有吸附剂的吸附塔中，吸附剂包括特制半焦、活性氧化铝和活性炭；其中，特制半焦经过以下方法制作而成：在固定床中，以N₂为平衡气，在1-10％NH₃气氛下或1-5％O₂气氛下，用外热源将固定床中的煤炭升温至500-900℃，常压下恒温不小于10分钟，然后，从固定床上部通入20-30℃除盐水进行冷却，除盐水与半焦直接接触，当半焦温度降低至90℃时停止通入除盐水，自然冷却至10-38℃，得到特制半焦，所述吸附剂在吸附塔内的填充顺序从下往上依次为活性氧化铝、活性炭和特制半焦，由鼓泡流化床中气化合成的合成气从吸附塔的下部通入并从吸附塔的上部排出。

采用压力不低于0.2MPa、温度不低于300℃的过热蒸汽对吸附塔中的吸附饱和的吸附剂进行加热，加热时间不少于24小时以实现吸附剂的再生，再生废液经冷却器降温到界区外的污水处理系统；或者采用压力不低于0.2MPa、温度不低于300℃的氮气或洁净的煤气化合成气对吸附塔中的吸附饱和的吸附剂进行加热，加热时间不少于24小时以实现吸附剂的再生，吸附剂再生后的氮气或煤气化合成气送去燃烧系统。

再生的热的吸附剂先被通入饱和蒸汽降温到200℃以下，再用来自外界的氮气进行冷吹降温到常温，吸附剂能够循环继续使用，氮气送入放空管道直接放空。

用于制备特制半焦的煤炭的空气干燥基挥发分质量分数不小于45％，空气干燥基灰质量分数不大于7％，灰分中碱金属质量分数不大于2％，硅含量质量分数不小于30％。