粗煤气脱碳脱硫的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种粗煤气脱碳脱硫的方法。
【背景技术】
[0002]现有的气体分离的方法包括蒸馏、低温蒸馏、物理吸附、化学吸附等多种方法。粗煤气中含有多种气体成分，如氢气、一氧化碳、氮气、甲烧、二氧化碳、硫化氢等组分，且粗煤气各组分的熔/沸点不同，因而理论上通过低温蒸馏的方法实现脱硫脱碳的方法简便易行。然而分离过程中工艺条件控制不当很容易导致气态二氧化碳转化为干冰而造成管道堵塞，从而造成一定的安全隐患，进而本行业内通常认为该方法仅适用于混合气体中二氧化碳的分离。因而现有的粗煤气脱碳脱硫的方法主要为聚乙二醇二甲醚(NHD)法和低温甲醇洗法。
[0003]NHD法是以聚乙二醇二甲醚为溶剂，在常温条件下对粗煤气中的H2S、COS、CO2等组分进行吸收的过程。低温甲醇洗技术是一种以甲醇作为吸收剂，在低温下对C02、H2S、C0S等酸性气体进行吸附，同时或分段脱除原料气中酸性气体的气体净化方法。上述两种方法均是利用了NHD或甲醇对C02、H2S、C0S等组分的溶解度较大的物理特性，因而均属于物理吸附技术。然而尽管上述两种工艺较为成熟，但是其也存在一些缺点:
[0004]1)NHD和低温甲醇洗工艺流程复杂，设备投资高，特别是低温甲醇洗方法，关键设备需国外引进；
[0005]2)上述两种方法均为物理吸附法，存在溶剂成本高和溶剂再生等问题；
[0006]3)NHD法在国内运行装置操作压力大多数均小于等于3.6MPa，因而该法具有一定的应用局限性；
[0007]4)上述两种方法在溶剂再生过程中产生的废气和废水的处理成本较高。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的在于提供一种粗煤气脱碳脱硫的方法，以解决现有的粗煤气脱碳脱硫的方法中存在的工艺复杂和处理成本高的问题。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供了一种粗煤气脱碳脱硫的方法，该方法包括:脱碳过程，对粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢;脱硫过程，对脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，第二混合液包含粗煤气中剩余的液态硫化氢，其中，脱碳过程的压力为3.5?8MPa。
[0010]进一步地，脱碳过程中，将粗煤气的温度降至-60?-30°c。
[0011]进一步地，脱硫过程中，压力为3.5?8MPa，将脱碳煤气的温度降至-90?-60°c。
[0012]进一步地，方法还包括在脱碳过程之前对粗煤气依次进行脱水和过滤的预处理过程。
[0013]进一步地，脱水的方法选自物理吸附。
[0014]进一步地，过滤过程为采用吸附剂去除粗煤气中固体颗粒的过程，优选地，吸附剂选自分子筛和/或过滤瓷球。
[0015]进一步地，脱碳步骤还包括将第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体，优选第一闪蒸过程中，温度为-60?-30°C，压力为3.2?7.8MPa。
[0016]进一步地，方法还包括硫化氢富集过程，硫化氢富集过程包括将第二混合液进行回流得到回流液和回流气，然后将回流气与硫化氢气体进行第二闪蒸过程，得到富集气。
[0017]进一步地，硫化氢富集过程的温度为-20?_40°C，压力为0.15?IMPa。
[0018]进一步地，粗煤气中二氧化碳的百分含量为10?20wt%。
[0019]应用本发明的技术方案，通过对压力的控制，能够有效抑制二氧化碳气体不经过液体状态而直接转换为固态的现象，从而有利于降低脱碳过程中二氧化碳转化为干冰阻塞管道的风险，进而克服了不适宜采用冷却方法对粗煤气中二氧化碳进行分离的认识。同时上述脱碳和脱硫过程均通过冷却的方式完成，因而上述过程中没有采用任何有机溶剂，整个过程中没有废水和废气排放，在此基础上，本申请提供的粗煤气脱碳脱硫的方法无需对溶剂进行再生，从而有利于缩短工艺流程，并降低工艺成本。此外，该工艺还具有流程简便，易操作及环保性好等优点。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1示出了根据本发明一种典型的实施方式提供的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图；
[0022]图2示出了本发明提供的另一种优选的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图；以及
[0023]图3示出了本发明提供的另一种优选的粗煤气脱碳脱硫的工艺流程示意图。
[0024]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0025]10、二氧化碳冷却装置;20、二氧化碳分离装置;30、硫化氢冷凝装置;40、硫化氢分离装置;50、二氧化碳闪蒸装置;51、二氧化碳输送栗;52、减压阀；60、原料气脱水装置;70、
过滤装置;80、硫化氢回流罐;81、酸性气冷凝装置;90、酸性气富集罐。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0027]正如【背景技术】所描述的，现有的粗煤气脱碳脱硫的方法中存在工艺复杂和处理成本高的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种粗煤气脱硫脱碳的方法，该方法包括:脱碳过程，对粗煤气进行第一冷却过程，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液包含液态二氧化碳和部分液态硫化氢;脱硫过程，对脱碳煤气进行第二冷却过程，得到净化煤气和第二混合液，第二混合液包含粗煤气中剩余的液态硫化氢，其中，脱碳过程的压力为3.5?8MPa。
[0028]本发明提供了一种粗煤气脱碳脱硫的方法，该方法采用特定的压力对粗煤气进行冷却。通过对压力的控制，能够有效抑制二氧化碳气体不经过液体状态而直接转换为固态的现象，从而有利于降低脱碳过程中二氧化碳转化为干冰阻塞管道的风险，进而克服了不适宜采用冷却方法对粗煤气中二氧化碳进行分离的认识。同时上述脱碳和脱硫过程均通过冷却的方式完成，因而上述过程中没有采用任何有机溶剂，整个过程中没有废水和废气排放，在此基础上，本申请提供的粗煤气脱碳脱硫的方法无需对溶剂进行再生，从而有利于缩短工艺流程，并降低工艺成本。此外，该工艺还具有流程简便，易操作及环保性好等优点。
[0029]以下进一步结合附图对上述方法进行说明，如图1所示，将粗煤气通过二氧化碳冷却装置10中，在压力为3.5?SMPa的条件下，将粗煤气进行第一冷却过程，然后将冷却后的物料后进入二氧化碳分离装置20进行分离，得到第一混合液和脱碳煤气，第一混合液中含有液态二氧化碳。第一混合液从二氧化碳分离装置20底部排出，进入二氧化碳闪蒸装置50，对第一混合液进行第一闪蒸过程，得到液态二氧化碳和硫化氢气体。液态二氧化碳由二氧化碳闪蒸装置50底部排出，经二氧化碳输送栗51输送，然后经减压阀52减压后放空。硫化氢