一种结合耐硫变换和循环流化床热法脱硫的合成气净化方法及装置和应用

摘要

本发明公开的一种结合耐硫变换和循环流化床热法脱硫的合成气净化方法及装置和应用，其通过耐硫变换技术结合循环流化床脱硫技术，合理配置变换反应与循环流化床脱硫系统的热量，脱除合成气中的含硫化合物、砷及其化合物、硒及其化合物、轻质芳烃，通过固定床吸附剂脱除合成气中的氨和氰化物，并可选地增加保护床装置除去合成气其他微量杂质如汞、氯化氢，实现合成气净化的目标。采用耐硫变换技术结合循环流化床脱硫技术脱除净化气的工艺，可以简化净化流程，减少设备，从而有效节省设备占地面积和降低合成气净化装置的投资成本。

主权项

结合耐硫变换和循环流化床热法脱硫的合成气净化方法，其是将经过煤或其它含碳材料的气化产生第一粗合成气送入一水激冷洗涤装置进行水激冷洗涤形成第二粗合成气送入耐硫变换反应系统；在所述耐硫变换反应系统内，第二粗合成气发生如下反应:CO+H₂O→CO₂+H₂形成第三粗合成气送出；送出的第三粗合成气进入热量回收装置进行降温形成第四粗合成气送出；送出的第四粗合成气进入第一换热器，与进入第一换热器的第一脱硫后的合成气换热后形成第五粗合成气送出；送出的第五粗合成气由循环流化床的吸附反应器中的提升管的底部进入到循环流化床的吸附反应器中的提升管内，与从循环流化床的再生反应器来的再生固体吸附剂在循环流化床的吸附反应器中的提升管内混合反应，混合反应过程中所述再生固体吸附剂中的活性金属氧化物MO与第五粗合成气中的含有硫杂质反应，产生载有硫的吸附剂MS，具体反应式如下：H₂S+MO→MS+H₂OCOS+MO→CO₂+MS其中，M为存在于再生固体吸附剂中的金属；混合反应过程后形成的含固体吸附颗粒的第二脱硫后的合成气由循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器上部进入到所述循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器内进行旋风分离；经过所述循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器分离后形成第三脱硫后的合成气，所述的第三脱硫后的合成气由所述循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器的顶部送出，送出的第三脱硫后的合成气经过第一过滤器过滤后形成所述的第一脱硫后的合成气送入到第一换热器内，经过与进入第一换热器内的第四粗合成气换热后形成所述的第四脱硫后的合成气进入一可再生脱NH₃/HCN装置中脱除第四脱硫后的合成气中的NH₃/HCN形成第五脱硫后的合成气，所述第五脱硫后的合成气送入一冷却装置中进行冷却形成第六脱硫后的合成气送出；经过所述循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器分离后的固体吸附颗 粒一部分为活性金属氧化物MO，另一部分为载有硫的吸附剂MS，经过所述旋风分离器分离后的活性金属氧化物MO和载有硫的吸附剂MS通过所述循环流化床的吸附反应器中的下降管的吸附剂循环出口循环进入到循环流化床的吸附反应器中的提升管内，活性金属氧化物MO与循环流化床的吸附反应器中的提升管内的第五粗合成气中的含有硫杂质反应，产生载有硫的吸附剂MS；经过所述循环流化床的吸附反应器中的旋风分离器分离后的载有硫的吸附剂MS通过所述循环流化床的吸附反应器中的下降管的吸附剂待再生出口进入到循环流化床的再生反应器中的提升管内，与进入循环流化床的再生反应器中的提升管内的再生空气或O₂与N₂的混合气体混合反应，使得载有硫的吸附剂MS得以再生形成所述的再生固体吸附剂，具体反应式如下：MS+3/2O₂→MO+SO₂；混合反应后形成的含有所述的再生固体吸附剂的第一富SO₂的气体进入到循环流化床的再生反应器中的旋风分离器中进行旋风分离，循环流化床的再生反应器中的旋风分离器分离后的第二富SO₂的气体由所述循环流化床的再生反应器中的旋风分离器的顶部送出，经过第二过滤器过滤后所形成的第三富SO₂的气体送入第二换热器，与进入到所述第二换热器内的再生所需要的所述的再生空气或O₂与N₂的混合气体进行换热形成第四富SO₂的气体送出至下游去生产硫酸或者单质硫；循环流化床的再生反应器中的旋风分离器分离后的所述的再生固体吸附剂送入到循环流化床的吸附反应器中的提升管内。