高硫煤焦化过程气体返回耦合脱硫实验研究.pdf

第 7 卷第 5 期过程工程学报 Vo No .5
2007 年 10 月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2007
高硫煤焦化过程气体返回耦合脱硫实验研究
付志新 1,2, 郭占成 1,3, 王申祥 1,2
(1. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京 100080;2. 中国科学院研究生院,北京 100049;
3. 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)
摘要:通过模拟工业焦化过程,针对一种高硫煤考察了不同气体种类、气体流量及加热速率下,气体返回焦化过程
对固体产物焦炭中硫含量变化及气相中 H2S 气体逸出行为的影响. 结果表明,焦化过程中通入 H2, CH4 和 N2 气体可以
抑制热解气中的硫在逸出过程中返回到固体焦炭中,H2 达到的焦炭脱硫量最大,其次是 CH4 和 N2;气相中硫逸出行
为表明,煤热解第一高峰阶段也是硫析出时的高峰阶段,800℃后均可达到总析出硫量的 90%;增大气体流量、减小
加热速率有利于使硫向气相转移,从而使固体焦炭中的硫分配降低;固体焦炭中硫含量变化亦表明,H2 气氛下脱硫
效果较佳,在空塔速度 , , mm/s 和 , ℃/min 两种加热速率下可使焦炭中硫含量分别降低 %~%
和 %~%.
关键词:高硫煤;脱硫;焦炭;焦化过程
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2007)05−0910−06
1 前言工程实施可行性上进行了初步研究,取得了一定的成果.
但已有的研究结果多数是在快速热解或几克级实验量
炼焦是典型的煤炭热解解耦过程,随着热解过程的
的条件下得到的,并不能较真实地模拟实际焦化过程中
进行,煤中含硫官能团经过反应、扩散等步骤,分配在
煤炭加氢热解脱硫行为. 本工作基于焦化过程部分煤气
热解气、液体焦油和固体焦炭三相中. 由于焦炉煤气中
返回焦炭脱硫的技术原理,采用一种高硫煤,以 500 g
通常含有的,因此可以用作固体产物焦炭
55%~60% H2 级实验量通过模拟工业焦化过程,考察不同气体种类、
加氢脱硫的还原剂等[1]对几种次烟煤和烟煤
. Sugawara 气体流量及加热速率对固体产物焦炭中硫脱除效果及
进行常压快速热解表明,煤加氢快速热解能够促进有机
气相中 H2S 气体逸出行为的影响,为该工艺进一步实验
硫逸出到气相和焦油中. 此外,Breakman-Danbeux 等[2]
放大及工业应用提供基础.
在模拟焦炉气气氛下考察了焦炉气组分对煤加氢热解
产品收率及半焦特性的影响,结果证实了用焦炉煤气替 2 实验
代纯氢的可行性. 廖洪强等[3−5]也采用焦炉煤气对煤的 实验原料
加氢热解特性进行了研究,结果表明用焦炉煤气代替纯实验原料采用宝钢集团焦化厂配煤用高硫煤,90%
氢进行加氢热解切实可行且具有相当优越性. 他们对兖粒度<3 mm,原料煤组成分析结果见表 1. 每次实验用
州高硫煤在焦炉气、合成气和氢气下分别进行热解,并煤量均为 500 g,炉