热煤气一体化净化工艺中脱硫反应特征.pdf

维普资讯 第 28卷 第 4期 煤 炭 转 化 Vo1．28 No．4 2005年 1O月 C0AL CONVERSION Oct．2005 热煤气一体化净化工艺中的脱硫反应特征 赵建涛 ¨ 黄戒介 ’ 吴晋沪 ’ 房倚天 ’ 王 洋。’ 摘 要 利用固定床反应器考察 了高温煤气脱硫除尘一体化净化工艺中沉积粉尘对高温煤气 脱硫剂脱硫性能的影响．结果表明，表面沉积粉尘对脱硫剂初次硫化行为有明显的影响，且与脱硫 剂的组成和结构有关．利用钢厂赤泥制备的脱硫剂 ，含有 多种惰性杂质 ，且具有较大的孔径结构 ，易 于和粗煤气中的粉尘作用，造成脱硫剂硫容的减 小．硫化气氛中，HO 的存在造成脱硫剂硫容和脱 硫效率的降低 ，但不会影响 因表面沉积粉尘造成 的脱硫剂硫容的减 小．多次硫化一再生循环 实验表 明，硫化一再生循环过程有助于减小表面沉积粉尘对脱硫剂脱硫行为的影响．经历一定次数的硫化一 再生循环后 ，粉尘对脱硫剂脱硫行为 的影响逐渐消失． 关键词 高温煤气净化，粉尘，高温煤气脱硫剂 ，脱硫 除尘一体化工艺 中图分类号 TQ546．5 质、气氛条件 、脱硫剂硫化一再生循环等 因素之间的 0 引 言 关系 ，未见文献报道．本文将对其进行讨论并探讨其 高温煤气净化是煤基多联产技术 、先进煤基发 影响机理． 电技术 (IGcc，MCFC)等新一代洁净、高效煤基转 1 实验部分 化利用技术的关键组成部分 ，对提高整体资源利用 率、延长设备使用寿命、减小环境污染起着重要作 1．1 实验原料 用．高温煤气净化主要包括脱硫和除尘两部分 ，按照 实验选用 了两种不 同结构的氧化铁高温煤气脱 常规的净化工艺 ，脱硫和除尘是独立的单元操作 ，须 硫剂 FC和 FA．脱硫剂 FC以钢厂赤泥为原料制 分别经各 自独立的装置过滤器和脱硫反应器完成． 备 ，由太原理工大学提供．实验前将柱状脱硫剂破碎 近年来 ，结合深层过滤器 (固定床、移动床)的特点， 筛分，取粒径 1mm～2mm 的脱硫剂进 行硫化 实 提出了脱硫除尘一体化工艺 ，其基本原理在于脱硫 验．脱硫剂 FA 为担载 型脱硫剂 ，采用浸渍法将 剂颗粒既作为脱硫反应物又作为除尘 的捕集体 ，使 Fe：O。担载在粒径 2mm 的球形 7一Al：O。载体上．两 脱硫和除尘过程经过一个操作单元完成．一体化操 种脱硫剂的组成和结构特性见第 36页表 1． 作具有简化工艺流程 、节约设备投资的优点．[】但 实验用粉尘取 自中国科学院煤化所灰熔聚流化 是一体化工艺 中，粉尘会沉积在脱硫剂表面并与脱 床气化炉 中试装置 ，为经两极旋风分离后的超细飞 硫剂相互作用 ，因此，明确粉尘对脱硫过程的影响对 灰．飞灰 中含有炭和多种无机矿物质 ，飞灰的组成分 一 体化工艺的开发具有重要意义．Peukert[3曾研究 析见第 36页表 2，粉尘的粒径分布见第 36页表 3． 了石英灰层对石灰石脱硫过程 的影响，反应气体通 1．2 实验装置和实验步骤 过石灰石表面石英灰层的扩散系数比反应气体在脱 硫剂内扩散系数大得多 ，对脱硫过程影响很小．但对 考察粉尘对脱硫剂性能的影响在 固定床装置上 氧化铁高温煤气脱硫剂的研究表明，表面沉积粉尘 进行．反应器 由D25×2的不锈钢管制成 ，中间置一 对脱硫剂的硫容、硫化反应速率及再生过程有明显 多孔板用来支撑反应床层 ，外用管式炉加热．反应器 的影响，且其影响程度与硫化