干法脱除煤气中有机硫的研究现状与进展

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1、万方数据第3期(总第130期)煤化工No．3(TotalNo．130)!!!!圭!旦鱼竺坐堡堕竺竺垫坐!坠鱼兰!!翌!竺：三竺塑干法脱除煤气中有机硫的研究现状与进展王芳芳伍星亮赵海张德祥(华东理工大学，上海200237)摘要煤气干法脱硫技术是一种行之有效的煤气脱硫净化工艺，它是整体煤炭气化联合循环发电技术，特别是煤炭多联产的关键环节之一。综述了干法脱除有机硫的技术，并对羰基硫的水解和加氢转化等脱硫技术进行了详细剖析，指出煤气干法脱硫剂的开发应以节能和绿色环保为主要出发点。最后，对有机硫脱硫剂的发展进行展望，提出以复合金属氧化物作为脱硫剂，既能保证脱硫

2、精度，又可降低成本，是较好的选择。关键词煤气干法脱硫有机硫文章编号：1005—9598(2007)一03—0028—05中图分类号：TQ546．5文献标识码：A引言煤炭在我国能源结构中一直占主导地位，传统的煤炭利用方式，造成环境污染和资源的浪费，所以，煤炭的高效洁净利用成为缓解这一矛盾行之有效的方法，其中，煤炭多联产和整体煤炭气化联合循环发电技术(IGCC)是解决问题的一条重要途径。煤气化产生的气体(或热解煤气等合成气)中不可避免地含有H2S、COS、CS2、噻吩硫、HCN、NOx和HCl等有害组分，这些有害组分会使催化剂中毒，若进入燃气轮机内，会腐

3、蚀叶片，降低燃气轮机寿命，排放气也会污染环境。因此，煤气净化是煤炭多联产和IGCC技术中的关键技术之一，尤其是脱除煤气中的含硫组分。本文综述了煤气脱硫技术现状和有机硫干法脱除的技术进展。干法脱硫技术现状和优势随着化学合成工业的发展，工业用原料气(煤气、天然气、石油裂解气j合成原料气、各种尾气)种类也随之增加，而化学反应所用催化剂对原料气脱硫精度的要求越来越高。在IGCC系统中，湿法脱硫虽然技术基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)，No．2005CB221203。收稿日期：2007—02—13作者简介：王芳芳(1982一)，女，2005年毕

4、业于华东理工大学资源与环境工程学院建筑环境与设备工程专业，在读研究生，现主要从事煤气净化方面的研究。较成熟，但对煤气要先冷却，然后再加热，不仅浪费煤气中的显热，而且需增加煤气预热装置。而采用干法脱硫同常规湿法脱硫相比，有以下特点：(1)可回收高温煤气中占总值10％一20％的显热，提高发电效率1％一2％。(2)不必像湿法脱硫那样除去热煤气中的水汽及C0。，可直接推动燃气轮机，增加了输出功率。(3)省去了煤气热交换装置，减少设备投资，降低了发电成本。(4)硫回收弹性大，可视市场供需情况，生产硫磺或硫酸。常规火力发电厂，燃煤中的硫分多作为废料排走。(5)煤

5、气中焦油等杂质不因冷凝而堵塞系统。综上所述，于法脱硫具有净化度高，能脱除多种有机硫化物的特点。当原料气含硫量较低，或需净化的气体流量较小时，仅采用干法脱硫即可达到目的。2煤气中有机硫的脱除方法干法脱除有机硫可分4类，即吸附法、热解法、水解法和加氢转化法。吸附法分为化学吸附及物理吸附，常用脱硫剂为活性炭或分子筛，但活性炭在中、高温下易挥发，只适用于低温脱硫；热解法效率低，如COS在900℃分解率只有64％[1]，难以推广应用；国内外脱除有机硫的方法主要采用水解或加氢转化，有机硫水解，要求原料气中有一定量的水蒸气，其反应式(以COS为例)为：COS+H2

6、0—--一H2S+C02(1)万方数据2007年6月王芳芳等：干法脱除煤气中有机硫的研究现状与进展一29一水解通常在钴、钼、铁、铜基等催化剂上进行。加氢转化可直接利用煤气中的氢进行，其反应式(以COS为例)为：COS+H2一H2S+C0(2)该反应通常采用的催化剂为钴、钼、镍、锌基等。表1为羰基硫(COS)水解和加氢转化的对比。表l羰基硫加氢转化与水解比较方法转化q导度热!效应，罢嫠霎甍残留cos×．6副反应设备投资操作能耗““℃．toni。1转化率／％“⋯”⋯／10／／kJmol⋯“““8““”””1。水解法30-25035．5395～99．90．

7、1-2．0无低加氢转化法260-400—3．49>99．90．1-0．5有CH4生成高从表1可以看出，加氢转化对有机硫有很高的转化率。因此，对有氢源的气体，还可以直接利用气体中原有的氢气进行脱硫反应，不需外加其他资源。2．1活性炭及分子筛脱除有机硫技术活性炭系脱硫剂近年来发展很快，通过在活性炭制造过程中改变活化温度、活化剂和物理处理以及各种化学改性，可有效地改变活性炭的脱硫选择性。其特点是改性后的活性炭既可用于脱除无机硫，也可用于脱除有机硫。活性炭脱除有机硫化物可分为吸附法、氧化法、催化法3种。吸附法基于活性炭对气体中的有机硫化物有选择吸附的特性，它

8、对噻吩最有效，二硫化碳次之，羰基硫最差【3]。氧化法是常温在氨和氧存在下，有机硫化物在活性炭表面进行氧化反应