專利名稱：一種含H₂S、CO₂、CH₄和H₂的氣體的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含H2S、CO2, CH4和H2的氣體的加工方法，特別適合于以內(nèi)熱式煤干餾制蘭炭過(guò)程產(chǎn)生的煤氣為原料的的制氫過(guò)程，荒煤氣經(jīng)過(guò)一氧化碳變換過(guò)程后，變換氣經(jīng)過(guò)兩步法變壓吸附分離過(guò)程，分離變換氣中的酸性氣組分(即H2S和CO2)、CH4、H2，得到的第一解吸氣為低熱值的含H2S的高濃度CO2氣體，變換氣中的CH4集中于第二解吸氣中，得到的第二凈化氣為高純度氫氣。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述含酸性氣組分(H2S、CO2)、CH4和H2的多組分氣體，主要指的是來(lái)自內(nèi)熱式煤干餾過(guò)程的煤氣或外熱式煤干餾過(guò)程的煤氣的制氫過(guò)程的變換氣，當(dāng)然也可以是其它過(guò)程產(chǎn)生的氣體。表I列出了本發(fā)明人提出的內(nèi)熱式煤干餾過(guò)程荒煤氣制氫過(guò)程變換氣的分離方法。本發(fā)明所述方法是對(duì)表2所述專利申請(qǐng)的進(jìn)一步發(fā)展，在兩步法變壓吸附過(guò)程中分離變換氣中的酸性氣組分(即H2S和CO2)、CH4, H2，得到的第一解吸氣為低熱值的含H2S的高濃度CO2氣體，得到的第二凈化氣為高純度氫氣，變換氣中的CH4集中于第二解吸氣中。表1內(nèi)熱式煤干餾過(guò)程荒煤氣制氫過(guò)程變換氣的分離方法
權(quán)利要求
1.一種含H2S、CO2, CH4和H2的氣體的加工方法，其特征在于包含以下步驟: ①一級(jí)變壓吸附過(guò)程為脫酸性氣過(guò)程，在一級(jí)變壓吸附過(guò)程，所述含酸性氣組分(H2S、CO2)、CH4和H2的多組分氣體的原料氣F中的H2S和CO2組分被一級(jí)固體吸附劑床層吸附，得到一個(gè)脫除的H2S和CO2組分的第一凈化氣；在一級(jí)固體吸附劑床層的再生過(guò)程得到的第一解吸氣為一個(gè)甲烷濃度低的、富集H2S的、CO2濃度高的氣體； ②二級(jí)變壓吸附過(guò)程為提純氫氣過(guò)程，在二級(jí)變壓吸附提純氫氣過(guò)程，第一凈化氣中非氫組分被二級(jí)固體吸附劑床層吸附，得到一個(gè)主要由氫氣組成的的第二凈化氣；在二級(jí)固體吸附劑床層的再生過(guò)程得到一個(gè)H2S濃度低、CO2濃度低的的第二解吸氣，原料氣F中的CH4富集于第二解吸氣中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述原料氣F為荒煤 氣GF的一氧化碳變換制氫生成氣之冷卻分水后氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于: ①一級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:溫度為30 50°C、壓力為0.5 2.5MPa (絕壓)、一級(jí)固體吸附劑床層使用吸附水的吸附劑ISA和吸附酸性氣的吸附劑ISB ;第一凈化氣的硫化氫濃度低于35毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米；第一解吸氣中CO2體積濃度高于95%，第一解吸氣中CO2數(shù)量與原料氣F中CO2數(shù)量之比高于50%，第一解吸氣中CH4數(shù)量與原料氣F中CH4數(shù)量之比低于10% ； ②二級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:溫度為30 50°C、壓力為0.5 2.5MPa(絕壓)、二級(jí)固體吸附劑床層使用多種吸附材料分層組合而成；第二凈化氣的氫氣體積濃度高于95% ;第二解吸氣硫化氫濃度低于50毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于: ①一級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:溫度為35 45°C、壓力為0.8 2.0MPa (絕壓)、一級(jí)固體吸附劑床層使用吸附水的吸附劑ISA(活性氧化鋁類)和吸附酸性氣的吸附劑(硅膠類)ISB ;第一凈化氣的硫化氫濃度低于15毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米；第一解吸氣中CO2體積濃度高于90%，第一解吸氣中CO2數(shù)量與原料氣F中CO2數(shù)量之比高于75%，第一解吸氣中CH4數(shù)量與原料氣F中CH4數(shù)量之比低于20% ； ②二級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:溫度為35 45°C、壓力為0.8 2.0MPa (絕壓)；第二凈化氣的氫氣體積濃度高于99% ;第二解吸氣硫化氫濃度低于20毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于: ①一級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:壓力為1.0 L 5MPa(絕壓)； ②二級(jí)變壓吸附過(guò)程操作條件為:壓力為1.0 L 5MPa(絕壓)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于: ③在第一解吸氣脫硫化氫過(guò)程的氣液傳質(zhì)段，至少一部分第一解吸氣與自上而下流動(dòng)的脫硫貧溶劑完成吸收硫化氫的逆流接觸后，分離成為一個(gè)自氣液傳質(zhì)段頂部排出的第一解吸氣凈化氣和一個(gè)自氣液傳質(zhì)段低部排出的富溶液；在富溶液再生和硫轉(zhuǎn)化過(guò)程，富溶液與空氣接觸完成氧化再生過(guò)程轉(zhuǎn)化為貧溶液和泡沫硫，貧溶液進(jìn)入氣液傳質(zhì)段循環(huán)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: ③第一解吸氣凈化氣的H2S濃度低于30毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: ③第一解吸氣凈化氣的H2S濃度低于20毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: ④在第一解吸氣凈化氣精脫硫過(guò)程，至少一部分第一解吸氣凈化氣通過(guò)固體脫硫化氫吸附劑床層，氣體中的H2S組分被固體脫硫化氫吸附劑的活性組分吸附，固體脫硫化氫吸附劑床層排出第一解吸氣二次凈化氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于: ④第一解吸氣二次凈化氣中的`H2S濃度低于0.6毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
全文摘要
一種含H2S、CO2、CH4和H2的氣體的加工方法，特別適合于以內(nèi)熱式煤干餾制蘭炭過(guò)程產(chǎn)生的煤氣為原料的制氫過(guò)程，荒煤氣經(jīng)過(guò)一氧化碳變換過(guò)程后，變換氣經(jīng)過(guò)兩步法變壓吸附分離過(guò)程，分離變換氣中的酸性氣組分(即H2S和CO2)、CH4、H2，得到的第一解吸氣為低熱值的含H2S的高濃度CO2氣體，變換氣中的CH4集中于第二解吸氣中，得到的第二凈化氣為高純度氫氣，其優(yōu)點(diǎn)在于將非氫氣可燃組分集中于第二解析其中從而提高了解吸氣熱值、將H2S集中于第一解吸氣中降低了脫H2S氣體體積流量、第一解吸氣脫除H2S后可以直接排放或作為高濃度CO2氣體使用。
文檔編號(hào)C01B3/56GK103101882SQ20131001963
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者何巨堂 申請(qǐng)人:何巨堂