CN102816612A - 一种生物质灰脱除氢氰酸的***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物质灰脱除氢氰酸的***及方法，该***采用“Y”字型管路，其下端入口与煤的热化学加工后的气相产物相连通，上端两出口分别为安装有主挡板和旁路挡板的主回路和旁路，且在主回路的主挡板后端沿程依次布置有温控装置和生物质灰制成的料床。打开主挡板，关闭旁路挡板，将煤的热化学加工后的气相产物通过主回路的生物质灰制成的料床，当生物质灰制成的料床失活后，打开旁路挡板使煤的热化学加工后的气相产物通过旁路，关闭主挡板，更换生物质灰制成的料床，更换完毕后，打开主挡板，关闭旁路挡板。本发明将煤的热化学加工后的气相产物，在700-1000℃条件下，通过体积空速不高于10000h-1的生物质灰床料脱除HCN。
Description
技术领域
本发明属于节能环保领域，涉及一种污染物的处理方法，具体涉及一种对降低HCN的排放起到非常积极作用的生物质灰脱除氢氰酸的***及方法。
背景技术
HCN存在于煤的气化、液化、焦化及热解工艺所产生的气相产品中，煤在炼焦过程中产生的HCN会进入煤气中，焦炉煤气中一般含有HCN1000-2500mg／m3，HCN具有很强的腐蚀性、毒性，在煤气的后续生产过程中对生产设备、管道产生极强的腐蚀，引起合成气化学反应催化剂失活，严重影响最终产品的收率和质量。
整体煤气化联合循环发电（IGCC）中，若气化煤气中的HCN在进入燃气轮机前不能有效去除，则很容易在燃烧的高温环境下转化为NOX，增加燃气轮机的污染物排放。
HCN也是燃煤过程中NOX生产的最主要的中间产物。
因此，开发高效的HCN脱除工艺，对控制煤加工、燃烧过程中污染物排放均具有十分重要的意义。
目前国内外对HCN的脱除方法主要有低温脱除法和高温脱除法。低温脱除法包括吸收法和吸附法；高温脱除法包括直接氧化法和催化氧化法。
低温脱除法在对煤化工过程中产生的高温烟气中的HCN进行脱除前，必须将烟气冷却到常温，将增加换热设备的投资，又导致气体物理显热损失。因此，许多学者关注和重视研究高温下脱除HCN的方法。
我国是农业大国，拥有丰富的生物质能源资源，据测算，每年可利用生物质能源总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，若全部用来燃烧，可折合约3亿吨标准煤。生物质燃烧将产生大量的灰，生物质灰中富含CaO、MgO、Fe2O3等金属化合物，试验证明，CaO、MgO、Fe2O3等金属化合物在高温下都能对HCN有很好的脱除效果，因而可以用生物质灰来脱除HCN。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对降低HCN的排放起到非常积极作用的生物质灰脱除氢氰酸的***及方法。
为达到上述目的，本发明生物质灰脱除氢氰酸的***采用“Y”字型管路，其下端入口与煤的热化学加工后的气相产物相连通，上端两出口分别为安装有主挡板和旁路挡板的主回路和旁路，且在主回路的主挡板后端沿程依次布置有温控装置和生物质灰制成的料床。
所述的温控装置控制反应温度在700-1000℃；
所述的生物质灰制成的料床沿程布置4层；
所述的生物质灰中富含能够脱除HCN的金属氧化物CaO、MgO、Fe2O3；
所述的生物质灰床料体积空速不高于10000h-1。
本发明脱除氢氰酸的方法如下：
打开主挡板，关闭旁路挡板，将煤的热化学加工后的气相产物通过主回路的生物质灰制成的料床，同时调节温控装置使反应温度在700-1000℃，生物质灰床料体积空速不高于10000h-1；当生物质灰制成的料床失活后，打开旁路挡板使煤的热化学加工后的气相产物通过旁路，关闭主挡板，更换生物质灰制成的料床，更换完毕后，打开主挡板，关闭旁路挡板。
对生物质灰进行元素分析，将元素分析结果进行归一化处理，计算出元素对应的氧化物，可得辣椒秆在不同温度下成灰的氧化物成分含量，如表1所示。
表1辣椒杆不同温度下制灰的氧化物含量/%
从表1中可以看出，生物质灰中富含CaO、MgO、Fe2O3，因而能够对HCN有很好的脱除效果。
试验证明，在700-1000℃，体积空速控制在10000h-1以内，富含CaO、MgO、Fe2O3等金属氧化物的生物质灰对HCN有近100%的脱除效率。
附图说明
图1为本发明***结构示意图；
图2为生物质灰脱除HCN随温度变化趋势图。
图3为体积空速对生物质灰脱除HCN效率影响趋势图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明的***采用“Y”字型管路，其下端入口与煤的热化学加工后的气相产物相连通，上端两出口分别为安装有主挡板1和旁路挡板2的主回路4和旁路5，且在主回路4的主挡板1后端沿程依次布置有温控装置3和四层生物质灰制成的料床6，其中温控装置3控制反应温度在700-1000℃，生物质灰床料体积空速不高于10000h-1，生物质灰中富含能够脱除HCN的金属氧化物CaO、MgO、Fe2O3。
本发明脱除氢氰酸的方法如下：打开主挡板1，关闭旁路挡板2，将煤的热化学加工后的气相产物通过主回路4的生物质灰制成的料床6，同时调节温控装置3使反应温度在700-1000℃，生物质灰床料体积空速不高于10000h-1；当生物质灰制成的料床失活后，打开旁路挡板2使煤的热化学加工后的气相产物通过旁路5，关闭主挡板1，更换生物质灰制成的料床，更换完毕后，打开主挡板1，关闭旁路挡板2。
由图2可以看出，当温度在700-1000℃时，生物质灰对HCN有近100%的脱除效率。
由图3可见，体积空速不高于10000h-1时，生物质灰对HCN有近100%的脱除效果。
本发明的优点在于：
1、本发明用生物质灰作为脱除剂，对生物质灰进行了合理利用；
2、本发明中，通过改变料层高度，可以方便地控制体积空速，实现高效脱除HCN；
3、本发明相比低温脱除HCN方法，省去了热交换装置，减少了设备投资，简化了***，降低了脱除成本；
4、本发明相比低温脱除HCN方法，煤气化过程中的焦油等杂质不会因为冷凝而堵塞***；
5、本发明设有脱除***和旁路***，更换床料方便；
6、本发明沿程布置四层脱除床层，保证高效脱除HCN的同时，降低了床料更换的频率；
7、本发明简单易行，易于操作。
Claims (6)
1.一种生物质灰脱除氢氰酸的***，其特征在于：该***采用“Y”字型管路，其下端入口与煤的热化学加工后的气相产物相连通，上端两出口分别为安装有主挡板（1）和旁路挡板（2）的主回路（4）和旁路（5），且在主回路（4）的主挡板（1）后端沿程依次布置有温控装置（3）和生物质灰制成的料床（6）。
2.根据权利要求1所述的生物质灰脱除氢氰酸的***，其特征在于：所述的温控装置（3）控制反应温度在700-1000℃。
3.根据权利要求1所述的生物质灰脱除氢氰酸的***，其特征在于：所述的生物质灰制成的料床沿程布置4层。
4.根据权利要求1所述的生物质灰脱除氢氰酸的***，其特征在于：所述的生物质灰中富含能够脱除HCN的金属氧化物CaO、MgO、Fe2O3。
5.根据权利要求1所述的生物质灰脱除氢氰酸的***，其特征在于：所述的生物质灰床料体积空速不高于10000h-1。
6.一种如权利要求1所述的生物质灰脱除氢氰酸的***脱除氢氰酸的方法，其特征在于：打开主挡板（1），关闭旁路挡板（2），将煤的热化学加工后的气相产物通过主回路（4）的生物质灰制成的料床（6），同时调节温控装置（3）使反应温度在700-1000℃，生物质灰床料体积空速不高于10000h-1；当生物质灰制成的料床失活后，打开旁路挡板（2）使煤的热化学加工后的气相产物通过旁路（5），关闭主挡板（1），更换生物质灰制成的料床，更换完毕后，打开主挡板（1），关闭旁路挡板（2）。
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