專利名稱：燃?xì)飧咝摿騽┑闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤制氣和天然氣中脫硫、脫氧、脫二氧化碳的燃?xì)鈨艋夹g(shù)。一般在煤制氣工廠和天然氣礦場集輸中，都有脫硫化氫工序。多采用濕法脫硫，用醇類、NH3等脫硫，其工藝復(fù)雜，建設(shè)周期長，投資大，運行費用高。這對于小煤制汽工廠，分散的天然氣單井及小氣量礦場來說是不合適的。為了有效地脫除燃?xì)庵兴腍2S、O2、CO2等雜質(zhì)，防止集輸管線的腐蝕，解決環(huán)境污染問題，需要一種干式固體燃?xì)饷摿騽?br> 本發(fā)明正是基于城市煤氣工程的拓展，油氣田的不斷開發(fā)，越來越多的天然氣單井和小氣量礦場，零星而分散。再采用大規(guī)模的、工藝復(fù)雜的、投資較高的濕法脫硫系統(tǒng)很不適合。因此我們研制一種高活性、高效率、高科技的固體脫硫劑，來滿足燃?xì)馓貏e是天然氣脫硫市場的需求。
本發(fā)明的目的是提供一種用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的燃?xì)飧咝摿騽Ｆ渖a(chǎn)脫硫劑的方法是用塊狀的富鐵礦和褐煤及少量石灰石按一定比例，加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，控制在特定的溫度和還原氣氛下進行還原。該脫硫劑為多孔狀，孔徑均勻，比表面積大，可連續(xù)生產(chǎn)，質(zhì)量保證一致。該脫硫劑在燃?xì)饷摿騼艋^程中，脫硫效果好，同時尚有去除O2、CO2的作用，可在干燥和常溫狀態(tài)下進行，從而使該脫硫劑適用于煤制氣和天然氣礦場集輸環(huán)節(jié)的脫硫，更適合于單井及小氣量礦場天然氣的就地凈化或脫硫。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的所述生產(chǎn)燃?xì)飧咝摿騽┑姆椒ㄊ怯脡K狀的富鐵礦和褐煤及少量石灰石按一定比例，加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，控制在特定的溫度和還原氣氛下進行還原。其中富鐵礦的全鐵含量≥66％，其粒度為5～20mm；所述煤的固定碳含量為45～55％，其灰分小于20％，灰分軟化溫度高于1200℃。富鐵礦的連續(xù)加入速度為18～30.5t/h。
入窯的富鐵礦與煤的比例為碳鐵比(C/Fe)為0.45～0.52(即加入窯內(nèi)的煤中的碳含量與加入窯內(nèi)的富鐵礦中的全鐵含量之比)。
石灰石起脫硫作用，其加入量為所述富鐵礦全鐵含量的4～6％，其粒度為2～4mm，隨富鐵礦、加入煤一起連續(xù)在窯尾(加料端)加入。
加入回轉(zhuǎn)窯的褐煤分成三部分(加入煤、粗噴煤和細(xì)噴煤)(1)、第一部分為加入煤，占入窯總煤量的52～65％，其粒度≤50mm，由窯尾(加料端)與富鐵礦、石灰石混合，同時連續(xù)加入窯內(nèi)。其加入速度可為4～12t/h。
(2)、第二部分為粗噴煤，占入窯量的23.3～32％，其粒度為6～12.5mm，由窯頭(出料端)連續(xù)噴入窯內(nèi)。其加入速度可為3～6.3t/h。
(3)、第三部分為細(xì)噴煤，占入窯總煤量的11.7～16.2％，其中粒度≤6mm占65％，6～12.5mm占35％，由窯頭(出料端)連續(xù)噴入窯內(nèi)。其加入速度可為1.5～3.5t/h。
本發(fā)明使用的回轉(zhuǎn)窯，其還原溫度控制為預(yù)熱段溫度670～840℃，還原段溫度840～1070℃溫度為窯尾低、窯頭高。
回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速依據(jù)連續(xù)入窯礦量的不同，在0.36～0.44轉(zhuǎn)/分之間選擇。
窯頭(出料端)壓力應(yīng)保持微正壓(2～3mmH2O)。
本發(fā)明的高效脫硫劑的脫硫原理為高效脫硫劑存在高活性的鐵，在常溫條件下，活性的鐵與燃?xì)庵械腍2S迅速發(fā)生氧化還原反應(yīng)，主要反應(yīng)方程式為
要使煤制汽及天然氣中的硫化氫與脫硫劑中的活性鐵迅速發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，要求固體燃?xì)飧咝摿騽┚哂?1)、金屬鐵含量要高；(2)、比表面積大。塊狀多孔隙，孔徑要適度；(3)、要保證有一定的強度，使用和再生過程中，不易粉碎；只要滿足上述條件，就可保證脫硫效果。本發(fā)明生產(chǎn)的高效脫硫劑完全達到上述要求。
本發(fā)明生產(chǎn)高效脫硫劑的原料是用塊狀的富鐵礦和褐煤按一定比例，加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，控制在特定的溫度和還原氣氛下進行還原。其反應(yīng)過程如下
還原后的脫硫劑半成品，再經(jīng)篩分、風(fēng)選、磁選和活性系統(tǒng)的特殊處理，得到高活性脫硫劑成品。
所述高活性脫硫劑由于用塊狀富鐵礦和其它塊狀原料生產(chǎn)，故高效脫硫劑為塊狀多孔隙的顆粒，并具有大的比表面積及密度為2.3～2.6g/cm3的獨特性，又由于原料中有煤和石灰石加入，使這種脫硫劑兼有脫氧和二氧化碳的作用。所述脫硫劑具有脫硫效果好、硫容量好，使用壽命長等特點。本發(fā)明使用的還原回轉(zhuǎn)窯、震動篩、風(fēng)選機、磁選機均為通用設(shè)備。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明塊狀燃?xì)飧咝摿騽┑纳a(chǎn)過程

圖1為所述塊狀燃?xì)飧咝摿騽┑纳a(chǎn)過程工藝流程圖。
圖2為實施例中所用的回轉(zhuǎn)窯的尺寸示意圖。
圖1中，1-礦石倉，2-加煤倉，3-石灰石倉，4-粗噴煤倉，5-細(xì)噴煤倉，6-回轉(zhuǎn)窯，7-后燃燒室，8-窯頭罩，9-冷卻筒，10-出料室，11-緩沖倉，12-振動篩，13-風(fēng)選機，14-磁選機，15-活化處理間，16-脫硫劑倉庫，17-袋裝脫硫劑，18-冷卻水系統(tǒng)，19-窯殼風(fēng)機，20-空氣壓縮機，21-煙囪。
首先，根據(jù)生產(chǎn)量的不同，將由礦石倉1、加煤倉2、石灰石倉3輸出的原料——塊狀鐵礦石、加入煤和石灰石按一定比例和粒度從窯尾(加料端)連續(xù)加入回轉(zhuǎn)窯6內(nèi)。從粗噴煤倉4和細(xì)噴煤倉5輸出的噴吹煤(粗粒煤和細(xì)粒煤)，從窯頭(出料端)連續(xù)噴入回轉(zhuǎn)窯6中，進行礦石的還原反應(yīng)。入窯的碳鐵比(C/Fe)為0.45～0.52。窯內(nèi)的還原溫度根據(jù)礦種及礦石粒度、加礦量的不同而不同。一般還原段的溫度控制在高點溫度為1070℃，低點溫度為840℃。窯內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)及還原氣氛的形成，通過10個布置在窯殼上的窯殼風(fēng)機19送入的空氣量來實現(xiàn)。并要求窯頭(出料端)壓力保持微正壓(2～3mmH2O)。
還原后的脫硫劑半成品經(jīng)冷卻筒9冷卻至100℃以下，再經(jīng)振動篩12篩分、風(fēng)選機13風(fēng)選、磁選機14磁選，將脫硫劑半成品與殘?zhí)肌⒎谴判晕锏确蛛x，再經(jīng)活化處理，得到成品——塊狀多孔隙脫硫劑16、17。
篩分得到不同粒級的脫硫劑，根據(jù)被處理單井天然氣中H2S含量、溫度壓力的不同，進行不同粒級組合，使脫硫劑有足夠表面積與燃?xì)庵械腍2S接觸，實現(xiàn)最佳的脫硫效果。一般未處理燃?xì)庵械腍2S含量≥10g/L左右，處理后燃?xì)庵蠬2S含量很低，均在6mg/L以下，有的幾乎為零。
本發(fā)明的燃?xì)飧咝摿騽閷訝钐盍鲜讲贾?，脫硫過程中既有化學(xué)反應(yīng)又可起到過濾作用。反應(yīng)生成的FeS經(jīng)再生后可繼續(xù)利用。
按本發(fā)明方法生產(chǎn)的燃?xì)飧咝摿騽┚哂腥缦绿攸c1、固體顆粒，多孔隙、孔隙均勻，粒度直徑0.5～5mm；可層狀排列，層厚常為0.3～0.16m，層厚、層面粒度組合要科學(xué)。
2、主要化學(xué)成分是活性金屬≥80％，SiO2+Al2O3≤5.5％；CaO+MgO≤1％，C≤0.2％。
3、主要物理性能有抗壓強度≥9000Kpa，比表面積≥80000cm2/g，自然堆密度2.3～2.6g/cm3。
4、連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
實施實例之一原料采用南非錫興赤鐵礦(全鐵66.3％)和陜西神府煤(固定碳50.4％)。生產(chǎn)中加礦量27.5t/h，粒度為5～18mm。加入煤9.5t/h，粒度≤50mm。石灰石0.75t/h，粒度≤4mm。粗噴煤5.2t/h，粒度為6～12.5mm細(xì)噴煤2.6t/h，粒度為0.5～12.5mm。還原段溫度控制在840～1070℃，預(yù)熱段溫度控制在670～840℃，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為0.42轉(zhuǎn)/分，窯頭(出料端)壓力保持為微正壓(3mmH2O)。
所用回轉(zhuǎn)窯直徑為Φ5m，長80m，預(yù)熱段長30m，還原段長50m。
高效脫硫劑半成品經(jīng)振動篩篩分、風(fēng)選機風(fēng)選、磁選機磁選，使之與殘?zhí)?、非磁性物分離，再經(jīng)活化處理得到本產(chǎn)品——塊狀燃?xì)飧咝摿騽?br> 權(quán)利要求
1.一種用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的燃?xì)飧咝摿騽?，其特征在于所述方法是用塊狀的富鐵礦和褐煤及少量的石灰石按一定的比例，加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，控制在特定的溫度和還原氣氛下進行還原；所述生產(chǎn)高效脫硫劑的原料為富鐵礦、褐煤和少量的石灰石。所述富鐵礦的全鐵含量≥66％，其粒度為5～20mm，富鐵礦連續(xù)加入速度為18～30.5t/h；所述煤的固定碳含量45～55％，其灰分小于20％，灰分軟化溫度高于1200℃，入窯的富鐵礦與煤的比例即碳鐵比0.45～0.52；石灰石粒度為2～4mm，其加入量為所述富鐵礦全鐵含量的4～6％，隨富鐵礦、煤一起連續(xù)在窯尾加入；加入回轉(zhuǎn)窯的褐煤分成加入煤、粗噴煤和細(xì)噴煤三部分(1)、第一部分為加入煤，占入窯總煤量的52～65％，其粒度≤50mm，由窯尾與富鐵礦、石灰石同時連續(xù)加入窯內(nèi)；(2)、第二部分為粗噴煤，占入窯總煤量的23.3～32％，其粒度為6～12.5mm，由窯尾連續(xù)噴入窯內(nèi)；(3)、第三部分為細(xì)噴煤，占入窯總煤量的11.7～16.2％，其中粒度≤6mm占65％，6～12.5mm占35％，也由窯頭連續(xù)噴入窯內(nèi)；回轉(zhuǎn)窯的還原溫度控制為預(yù)熱段溫度670～840℃，還原段溫度840～1070℃，其溫度為窯尾低、窯頭高；回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速依據(jù)連續(xù)加入窯礦量的不同，為0.36～0.44轉(zhuǎn)/分。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于回轉(zhuǎn)窯溫度與轉(zhuǎn)速的控制，其窯頭壓力保持正壓2～3mmH2O。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述原料品位、粒度及配料比例。
全文摘要
本發(fā)明為一種用還原回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)常溫TH鐵脫硫劑的方法,主要用于生產(chǎn)干式填料脫硫器的TH鐵脫硫劑,所述生產(chǎn)TH鐵脫硫劑的方法是用塊狀的赤鐵礦、褐煤和石灰石按一定的比例,加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi),控制在特定的溫度和還原氣氛下進行還原。該脫硫劑微孔的孔徑比較小,可連續(xù)生產(chǎn)。脫硫劑在脫硫過程中,脫硫效果好,硫容量高,使用壽命長。
文檔編號C10K1/20GK1368537SQ01103678
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月9日
發(fā)明者王鐵鋼, 陸劍英, 趙曉鳴, 張磊, 王葵 申請人:王鐵鋼, 陸劍英, 趙曉鳴, 張磊, 王葵