从气流中除去污染物制造技术

使用可再生的氧化锌基吸附剂从引入的气流中除去一种或多种污染物的系统。脱污染物的气流可随后用于任何后继用途，而至少一部分载污染物的吸附剂可经由逐步再生法再生。在一个实施方案中，经由该逐步再生法再生的吸附剂可以包含比经过传统再生法的传统吸附剂少的吸附剂破坏化合物。

【技术实现步骤摘要】
从气流中除去污染物本申请是由科诺科菲利浦公司于2008年10月9日提交的国际申请号为PCT/US2008/079321的专利技术名称为“从气流中除去污染物”的国际申请的分案申请。该国际申请PCT/US2008/079321进入中国国家阶段的日期为2010年7月30日，国家申请号为200880125949.7。专利技术背景1.专利
本专利技术整体上涉及从气流中除去污染物。另一方面，本专利技术涉及通过与可再生吸附剂接触来从气流中除去一种或多种污染物的方法。2.现有技术描述近年来，对天然气和其它气相燃料的需求显著增长。同时，对某些组分(例如硫类、酸性气和其它与环境相关的化合物)的容许含量执行更严格的规章，以促使燃料气体制造商开发经济的制造合格气体产品的方法。处理气流以除去不合意组分的一种已知方法是使该气流与物理或化学溶剂接触。化学溶剂的实例包括胺，如甲基二乙醇胺(MDEA)和二乙醇胺(DEA)。通常，化学溶剂的选择性有问题。例如，尽管胺能从气流中有效除去硫化氢(H2S)，但胺通常不能吸收其它不合意的含硫化合物，例如硫化羰(COS)。因此，在该气流可用作燃料之前必须进行附加工艺步骤(例如COS水解)。除了除去H2S外，大多数胺还除去二氧化碳，这对后继废气设施施加不必要的加工负荷。此外，利用化学溶剂的大多数方法要求引入的气流的大规模冷却并通常使用大量蒸汽从该溶剂中除去吸收的污染物，这使这些方法能量密集。基于物理溶剂的方法也非常能量密集，并通常需要高运行压力和/或低运行温度。因此，需要用于从气流中除去污染物的经济方法。专利技术概述在本专利技术的一个实施方案中，提供一种方法，包括：(a)使含硫气流在吸附区中与初始吸附剂接触，由此产生脱硫产物流和载硫吸附剂，其中该初始吸附剂包含Zn和促进剂金属；和(b)使至少一部分该载硫吸附剂在再生区中在再生条件下与再生气流接触，由此产生再生的吸附剂和废气流，其中步骤(b)的接触包括将该再生气以大约100至大约100,000h-1的初始标准气时空速(SGHSV)引入再生区，其中步骤(b)的接触包括将该再生气的SGHSV提高至比初始SGHSV高至少1,000h-1的最终SGHSV。在本专利技术的另一实施方案中，提供一种方法，包括：(a)将原始气流引入吸附区，其中该原始气流包含大约10至大约75体积％一氧化碳(CO)、大约8至大约50体积％氢气(H2)、大约4至大约40体积％水(H2O)和大约0.001至大约5体积％硫化氢(H2S)；(b)使至少一部分该原始气流在该吸附区中与初始吸附剂接触，由此产生产物气流和载硫吸附剂，其中该初始吸附剂包含Zn和促进剂金属；(c)干燥至少一部分该载硫吸附剂，由此产生干燥的载硫吸附剂；和(d)在再生区中在再生条件下再生至少一部分该干燥的载硫吸附剂，由此产生再生的吸附剂和废气流，其中该再生的吸附剂包含少于大约20重量％的在步骤(d)的再生过程中形成的吸附剂破坏化合物。在本专利技术的再一实施方案中，提供一种方法，包括：(a)在气化区中气化含碳材料，由此产生原始气流，其中该原始气流包含大约10至大约75体积％一氧化碳(CO)、大约8至大约50体积％氢气(H2)、大约4至大约40体积％水(H2O)、大约0.001至大约5体积％含硫化合物和百万分之大约50至大约2,000体积份(ppmv)的盐酸(HCl)；(b)将至少一部分该原始气流引入吸附区，其中该吸附区含有初始吸附剂，其中该初始吸附剂包含Zn、膨胀珍珠岩和促进剂金属，其中至少一部分该初始吸附剂包含以式MZZn(1-Z)Al2O4为特征的置换固溶体(substitutionalsolidsolution)和以式MAZnB为特征的置换金属固溶体(substitutionalsolidmetalsolution)，其中M是促进剂金属组分且A、B和Z为大约0.01至大约0.99；(c)在该吸附区中用该初始吸附剂从该原始气流中吸附至少一部分该含硫化合物，由此产生载硫吸附剂和产物气流，其中该吸附在大约225至大约550℃的温度和大约250至大约575psig的压力下进行，其中该载硫吸附剂具有大约1至大约27重量％的硫载量，其中该产物气流包含少于50ppmv的含硫材料和少于20ppmv的HCl；(d)在干燥区中干燥至少一部分该载硫吸附剂，由此产生干燥的载硫吸附剂；(e)在再生区中通过与再生气在再生条件下接触来再生至少一部分该干燥的载硫吸附剂，由此产生再生的吸附剂和含SO2的废气，其中该再生气具有大约1,000至大约80,000h-1的初始标准气时空速(SGHSV)，其中用大约300至大约600℃的初始温度进行该再生；(f)将至少一部分该再生的吸附剂送回吸附区，其中送回吸附区的该再生的吸附剂包含以式MXZnYO为特征的置换金属氧化物固溶体(substitutionalsolidmetaloxidesolution)，其中M是促进剂金属组分且X和Y为大约0.01至大约0.99，其中该再生的吸附剂具有小于6重量％的硫载量，其中该再生的吸附剂包含少于20重量％的在步骤(e)的再生过程中产生的吸附剂破坏化合物；和(g)将至少一部分该含SO2的废气流送回克劳斯装置。总体而言，本专利技术涉及一种方法，包括：(a)使含硫气流在吸附区中与初始吸附剂接触，由此产生脱硫产物流和载硫吸附剂，其中所述初始吸附剂包含Zn和促进剂金属；和(b)使至少一部分所述载硫吸附剂在再生区中在再生条件下与再生气流接触，由此产生再生的吸附剂和废气流，其中步骤(b)的接触包括将所述再生气以大约100至大约100,000h-1的初始标准气时空速(SGHSV)引入所述再生区，其中步骤(b)的所述接触包括将所述再生气的SGHSV提高至比所述初始SGHSV高至少1,000h-1的最终SGHSV。优选地，所述方法中步骤(b)的所述接触进一步包括将所述再生区的温度提高至少75℃。进一步优选其中步骤(b)的所述接触进一步包括交替所述提高所述再生区的温度和所述提高所述再生气的SGHSV，其中进行所述交替直至所述废气流包含少于大约0.05体积％二氧化硫(SO2)。所述方法的优选实施方案中，步骤(b)的所述接触在小于650℃的温度下进行小于24小时。所述方法的优选实施方案中，所述载硫吸附剂具有大约1至大约27重量％的硫载量，其中所述再生的吸附剂具有小于10重量％的硫载量。所述方法的优选实施方案中，所述促进剂金属是镍。所述方法的优选实施方案中，所述初始吸附剂包含以式MAZnB为特征的置换金属固溶体，其中M是所述促进剂金属，其中A和B为大约0.01至大约0.99。所述方法的优选实施方案中，该方法进一步包括，在步骤(b)之前，干燥至少一部分所述载硫吸附剂，由此提供干燥的载硫吸附剂和使至少一部分所述干燥的载硫吸附剂进行步骤(b)的所述接触。优选其中所述含硫气流包含大约4至大约40体积％水，其中所述再生的吸附剂包含0至大约10重量％的在步骤(b)的所述接触过程中产生的吸附剂破坏化合物。还优选其中所述含硫气流进一步包含大约10至大约75体积％一氧化碳(CO)和大约8至大约50体积％氢气(H2)。所述方法的优选实施方案中，所述含硫气流包含大约0.001至大约5体积％H2S，其中所述脱硫产物流包含少于50ppmvH2S。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理气体的方法，包括：(a)将原始气流引入吸附区，其中所述原始气流包含10至75体积％一氧化碳(CO)、8至50体积％氢气(H2)、4至40体积％水(H2O)和0.001至5体积％硫化氢(H2S)；(b)使至少一部分所述原始气流在所述吸附区中与初始吸附剂接触，由此产生产物气流和载硫吸附剂，其中所述初始吸附剂包含Zn和促进剂金属；(c)干燥至少一部分所述载硫吸附剂，由此产生干燥的载硫吸附剂；和(d)在再生区中在再生条件下再生至少一部分所述干燥的载硫吸附剂，由此产生再生的吸附剂和废气流，其中所述再生的吸附剂包含少于20重量％的在步骤(d)的所述再生过程中形成的吸附剂破坏化合物，其中用250至650℃的初始温度进行步骤(d)的所述再生，其中步骤(d)的所述再生进一步包括在小于24小时的时期内在所述初始温度以上将所述再生区的温度提高至少75℃。

【技术特征摘要】
2008.01.31 US 11/862,0131.一种方法，包括：(a)将原始气流引入吸附区，其中所述原始气流包含10至75体积％一氧化碳(CO)、8至50体积％氢气(H2)、4至40体积％水(H2O)和0.001至5体积％硫化氢(H2S)；(b)使至少一部分所述原始气流在所述吸附区中与初始吸附剂接触，由此产生载硫吸附剂；(c)在干燥区中干燥至少一部分所述载硫吸附剂，由此产生干燥的载硫吸附剂；(d)在再生区中在再生条件下再生至少一部分所述干燥的载硫吸附剂，由此产生再生的吸附剂和废气流，其中所述再生的吸附剂包含少于20重量％的在步骤(d)的所述再生过程中产生的吸附剂破坏化合物；和其中步骤(d)的所述再生包括将具有大于1,000h-1的初始标准气体时空速(SGHSV)的再生气引入所述再生区，其中步骤(d)的所述再生包括在递增调节中将SGHSV提高至少1,000h-1。2.权利要求1的方法，其中所述载硫吸附剂包含10至20重量％吸附的硫，其中步骤(d)的所述再生除去至少90重量％的所述吸附的硫。3.权利要求1的方法，其中所述吸附剂破坏化合物包括含氧硫酸锌和/或硅酸锌。4.权利要求1的方法，其中所述原始气流进一步包括百万分之100至5,000体积份(ppmv)的硫化羰(COS)和50至2,000ppmv的盐酸(HCl)，其中所述产物气流包含少于20ppmv的所述HCl和/或所述COS。5.权利要求1的方法，其中所述产物气包含少于50ppmv的H2S。6.权利要求1的方法，其中所述初始吸附剂包含以式MAZnB为特征的置换金属固溶体，其中M是促进剂金属，其中A和B为0.01至0.99，其中所述促进剂金属是镍。7.权利要求1的方法，进一步包括将至少一部分所述再生的吸附剂引入所述吸附区，其中引入所述吸附区的所述再生的吸附剂包含以式MXZnYO为特征的置换金属氧化物固溶体，其中M是促进剂金属，其中X和Y为0.01至0.99。8.一种方法，包括：(a)在气化区中气化含碳材料，由此产生原始气流，其中所述原始气流包含10至75体积％一氧化碳(CO)、8至50体积％氢气(H2)、4至40体积％水(H2O)、0.001至5体积％含硫化合物和百万分之5...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·施密特，R·W·莫顿，J·B·克罗斯，E·L·萨格鲁二世，A·C·昌，
申请(专利权)人：拉默斯技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US