本发明专利技术包括，处理燃料气体的分离床（或物理混合物）和方法，其包括将燃料气体送入分离的床（或物理混合物），其中分离的床包括硫吸附剂的第一床和水煤气轮换催化剂的第二床（硫吸附剂和水煤气轮换催化剂的物理混合物）。该方法包括，首先将燃料气体送入第一床来从所述燃料气体中除去硫化合物，然后燃料气体进入第二床来进行水煤气轮换反应，其中一氧化碳被转化成二氧化碳，水被转化成氢。（或将燃料气体同时送入物理混合物中来同时除去硫化合物，并将ＣＯ与水起反应来生成ＣＯ２和氢）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同时进行的暖气体脱硫作用和完全CO轮换反应来改进合成气净化
技术介绍
本专利技术涉及用于从气体料流中进行硫化合物的脱除以及用于水煤气轮换反应的所使用材料和方法。更具体地说，本专利技术涉及利用硫吸收剂和水煤气轮换催化剂的用途，以物理混合物状态或者分离的床构造来使用，在450°C时提供脱硫作用和完全水煤气轮换反应的同时进行。该气体料流可源于含碳原料的任何部分氧化或气化工艺过程。该气体料流可以是源自IGCCantegrated Gasification Combined Cycle，集成的气化联合循环)煤气化工厂的燃料气体，其可以是来自流体催化裂化单元(fluid catalytic cracking unit, FCC) 的烟道气(flue gas)，其可以是来自天然气的蒸汽重整(steam reforming)、特定气化反应或者来自煤的气化的合成气(synthesis gas, syngas)。合成气一般指一种主要包含一氧化碳和氢气的气体混合物，但是其也可能含有二氧化碳和少量的甲烷和氮气。合成气作为各种大型化学工艺过程中的原料被使用，或者潜在地是有用的，例如甲醇的生产，通过 Fischer-Tropsch工艺过程的汽油沸程烃的生产，和氨的生产。用于合成气生产的方法为大家所熟知，一般包括蒸汽重整，自热重整(auto-thermal reforming)，轻质烃类的非催化的部分氧化，和任意烃类的非催化的部分氧化。在此类方法中，烃分子被分解来生产富氢气体料流。IGCC技术产生了气体排放物，其已经显著低于目前美国清洁空气标准(U. S. Clean Air standards)的要求。通过使用IGCC装置，二氧化硫(S02)，氮氧化物(NOx)和一氧化碳 (CO)显著减少，使得它们相比常规煤炭发电装置在这方面更有优势。二氧化碳(CO2)，其被认为全球变暖的主要源头，通过IGCC可以比常规技术更加经济地进行捕捉。CO2可以被分离(sequester)或者部分出售，作为副产物。总体效率是煤炭转化为电能的能量值的百分之40到45。相比而言，常规煤炭装置是百分之30到35的效率。IGCC应用的需水量一般地比常规煤炭发电低百分之50。得自IGCC工艺方法的可销售副产物可以出售，诸如硫。然而，IGCC设备比常规煤装置修建起来更加昂贵。仅仅近期以来才出现了能够提供全面、带有整套系统和相容设备的集成设计的供应商。由于工业界对该技术的有限使用经验，用来计划未来的设备的建设和运转成本的真实准确的费用估计还无法获得。IGCC技术需要更频繁的维护，和更长的检修停机，在IGCC装置无法获得时，要求从其它来源处购买电力。两个美国型IGCC项目没有一个使用了 Powder River Basin或西部煤炭，其在中西部是最经常使用的类型。工业界正在鼓励供应商提供下一代IGCC装置的性能合同，但是对目前而言，降低的可靠性和可获得性的风险对项目财政增加了显著的成本。全球只有少数IGCC项目已经建成，尽管该技术具有潜在的好处。在人们正在寻求的这些改进中，包括在IGCC项目中生成的热煤衍生的气体的清洁方法。在现有技术系统中，使用湿法洗涤技术来清洁气体。不幸地，这些系统需要首先冷却气体然后再接着进行再加热步骤。无论碳源和气化过程如何，生成的燃料气体在燃气轮机中燃烧之前或者用于化学合成，例如甲醇，氨，脲产品生产，或者Fischer-Tropsch合成法之前，必须进行实质上的净化。净化技术需要除去固体颗粒，含硫气体，即，H2S和COS，以及由煤的气化产生的所有痕量污染物。这些污染物包括氨，氰化氢，氯化物，碱金属，羰基金属，Hg，As，Se。理想地，燃料气体的净化在燃料气体分配系统可以设计的最高温度时进行，因为这将避免由于与现有技术的工艺方法中使用的湿法洗涤技术相关的冷却和后续的再加热而带来的显热的损失。 如果燃料气体用常规的冷气体净化技术净化，在热效率和总体工艺效率方面鼓风气化器带来的损失将大于吹O2气化器，因为前者产生了超过两倍的后者生成的燃料气体体积。然而， 鼓风和吹A气化器都会受益于暖气体或者热气体净化技术的成功发展。在商业上已经成功展示了热微粒去除系统(Hot particulate removalsystems), 但是仍然需要发展不需要的气体的净化技术。全部大型暖脱硫作用示范单元均已基本失败，主要是由于不合适的硫清除剂材料。暖气体脱硫演示单元在PifiOH Pine Air-Blown IGCC 禾Π Tampa Electric PolkPower station 都使用了 Zn-基 S-清除剂材料。Pifioil Pine Air-Blown和HotGas Cleanup IGCC，其使用了 KRW鼓风增压的流化床煤气化系统， 其使用含有0. 5-0. 9%硫的Southern Utah烟煤(设计煤炭)和含有2_3%硫的东部烟煤 (计划试验)。目的是演示引入热气体净化(HGCU)的鼓风增压的流化床IGCC技术；来评价低Btu气体燃气轮机；以及在足够确定商业前景的尺度上来评估长期可靠性、可获得性， 可维护性，和环境特性。在42个月的演示操作中，没有达到稳态运行，并且Zn-基S-清除剂材料失效，因为其无法在夹带床反应器中物理保持。在538°C反应中，通过挥发，Si消失了。第二个大型热气体脱硫作用演示单元位于Tampa Electric Polk发电厂，其预计通过 GE Environmental Services Inc.开发的热气体净化系统来清洁10%的燃料气体。热气体脱硫单元是Si氧化物基吸附剂的断续移动的床，其在482°C下操作。演示再次失败了， 因为很高的磨损损失(其使得使用了特殊吸附剂的操作成本效率很差)，并且还因为由于 Zn硫酸盐的形成和Si的挥发而导致的严重的反应性损失。(参见The Pifion Pine IGCC Project, U. S. DOE and Pifion Pine Power Project Reports,1996 年 12 月；2001 年 1 月 (DE-FC-21-92MC29309)。The Tampa Electric IGCC Project，U. S. DOE和 Tampa Electric Reports, 1996 年 8 月；2000 年 7 月；2002 年 8 月(DE-FC-21-91MC27363))。另外，对于目前热气体净化系统的发展状况，在同样的高温条件下，无法除去除了硫化合物和固体颗粒之外的其它污染物。进一步的考虑是，由于对全球变暖的关切，会有法规上的需求来从气化装置中除去二氧化碳。这将意味着所有IGCC将必须安装至少一个CO 轮换反应器，由此需要将燃料气体冷却到适合进行水煤气轮换催化反应的温度。考虑到这些CO2法规，在气化工业中，倾向于通过利用直接水骤冷气化器(direct waterquench) 0骤冷模式设计显著地降低了合成气冷却的资金成本，同时热集成保持了良好的总体热效率。 骤冷模式对于水煤气轮换反应是有利的，因为原料合成气通过一部分骤冷水的蒸发产生的蒸汽而变得饱和。优选通过直接水骤冷的夹带流动淤浆进料气化，并通常使用GE Energy 的方案，并近来，She本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种处理包含硫化合物的气体料流的方法，其包括，将所述气体与硫吸附剂和水煤气轮换催化剂，在硫吸附剂能有效脱硫并且在水煤气轮换催化剂能够有效进行水煤气轮换反应的条件下进行接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·瑟班，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US
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