一種含H<sub>2</sub>S、CO<sub>2</sub>、CH<sub>4</sub>和H<sub>2</sub>的氣體的加工方法
2023-06-21 04:24:51
專利名稱：一種含H2S、CO2、CH4和H2的氣體的加工方法
技術領域：
本發明涉及一種含H2S、CO2, CH4和H2的氣體的加工方法，特別適合於以內熱式煤乾餾制蘭炭過程產生的煤氣為原料的的制氫過程，荒煤氣經過一氧化碳變換過程後，變換氣經過兩步法變壓吸附分離過程，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集中於第二解吸氣中，得到的第二淨化氣為高純度氫氣。
背景技術：
本發明所述含酸性氣組分(H2S、CO2)、CH4和H2的多組分氣體，主要指的是來自內熱式煤乾餾過程的煤氣或外熱式煤乾餾過程的煤氣的制氫過程的變換氣，當然也可以是其它過程產生的氣體。表I列出了本發明人提出的內熱式煤乾餾過程荒煤氣制氫過程變換氣的分離方法。本發明所述方法是對表2所述專利申請的進一步發展，在兩步法變壓吸附過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，得到的第二淨化氣為高純度氫氣，變換氣中的CH4集中於第二解吸氣中。表1內熱式煤乾餾過程荒煤氣制氫過程變換氣的分離方法
權利要求
1.一種含H2S、CO2, CH4和H2的氣體的加工方法，其特徵在於包含以下步驟: ①一級變壓吸附過程為脫酸性氣過程，在一級變壓吸附過程，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組分被一級固體吸附劑床層吸附，得到一個脫除的H2S和CO2組分的第一淨化氣；在一級固體吸附劑床層的再生過程得到的第一解吸氣為一個甲烷濃度低的、富集H2S的、CO2濃度高的氣體； ②二級變壓吸附過程為提純氫氣過程，在二級變壓吸附提純氫氣過程，第一淨化氣中非氫組分被二級固體吸附劑床層吸附，得到一個主要由氫氣組成的的第二淨化氣；在二級固體吸附劑床層的再生過程得到一個H2S濃度低、CO2濃度低的的第二解吸氣，原料氣F中的CH4富集於第二解吸氣中。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於: 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後氣體。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於: ①一級變壓吸附過程操作條件為:溫度為30 50°C、壓力為0.5 2.5MPa (絕壓)、一級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 ;第一淨化氣的硫化氫濃度低於35毫克/標準立方米；第一解吸氣中CO2體積濃度高於95%，第一解吸氣中CO2數量與原料氣F中CO2數量之比高於50%，第一解吸氣中CH4數量與原料氣F中CH4數量之比低於10% ； ②二級變壓吸附過程操作條件為:溫度為30 50°C、壓力為0.5 2.5MPa(絕壓)、二級固體吸附劑床層使用多種吸附材料分層組合而成；第二淨化氣的氫氣體積濃度高於95% ;第二解吸氣硫化氫濃度低於50毫克/標準立方米。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於: ①一級變壓吸附過程操作條件為:溫度為35 45°C、壓力為0.8 2.0MPa (絕壓)、一級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(矽膠類)ISB ;第一淨化氣的硫化氫濃度低於15毫克/標準立方米；第一解吸氣中CO2體積濃度高於90%，第一解吸氣中CO2數量與原料氣F中CO2數量之比高於75%，第一解吸氣中CH4數量與原料氣F中CH4數量之比低於20% ； ②二級變壓吸附過程操作條件為:溫度為35 45°C、壓力為0.8 2.0MPa (絕壓)；第二淨化氣的氫氣體積濃度高於99% ;第二解吸氣硫化氫濃度低於20毫克/標準立方米。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於: ①一級變壓吸附過程操作條件為:壓力為1.0 L 5MPa(絕壓)； ②二級變壓吸附過程操作條件為:壓力為1.0 L 5MPa(絕壓)。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於: ③在第一解吸氣脫硫化氫過程的氣液傳質段，至少一部分第一解吸氣與自上而下流動的脫硫貧溶劑完成吸收硫化氫的逆流接觸後，分離成為一個自氣液傳質段頂部排出的第一解吸氣淨化氣和一個自氣液傳質段低部排出的富溶液；在富溶液再生和硫轉化過程，富溶液與空氣接觸完成氧化再生過程轉化為貧溶液和泡沫硫，貧溶液進入氣液傳質段循環使用。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於: ③第一解吸氣淨化氣的H2S濃度低於30毫克/標準立方米。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於: ③第一解吸氣淨化氣的H2S濃度低於20毫克/標準立方米。
9.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於: ④在第一解吸氣淨化氣精脫硫過程，至少一部分第一解吸氣淨化氣通過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淨化氣。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於: ④第一解吸氣二次淨化氣中的`H2S濃度低於0.6毫克/標準立方米。
全文摘要
一種含H2S、CO2、CH4和H2的氣體的加工方法，特別適合於以內熱式煤乾餾制蘭炭過程產生的煤氣為原料的制氫過程，荒煤氣經過一氧化碳變換過程後，變換氣經過兩步法變壓吸附分離過程，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集中於第二解吸氣中，得到的第二淨化氣為高純度氫氣，其優點在於將非氫氣可燃組分集中於第二解析其中從而提高了解吸氣熱值、將H2S集中於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後可以直接排放或作為高濃度CO2氣體使用。
文檔編號C01B3/56GK103101882SQ20131001963
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者何巨堂 申請人:何巨堂