1.一種制備CO氣的工藝,主要包括以下步驟:
(1)焦炭和二氧化碳和氧氣在造氣爐內制取粗煤氣,粗煤氣經余熱鍋爐回收熱量,再進一步冷卻,經電除焦油器除去焦油、粉塵雜質;
(2)脫除焦油、粉塵后的工藝氣經凈化劑脫除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3等成分;
(3)脫除HCl、HCN、NOx、SO3和AsH3、PH3的工藝氣加熱至200~230℃,進入COS水解-H2S直接氧化反應器,催化劑床層溫度200-250℃,氣流空速300-1000h-1;反應器內混裝或疊層裝填TiO2基中溫有機硫水解催化劑及TiO2基硫磺回收催化劑,質量比(30-70%):(70-30%),將COS、CS2水解為H2S,將水解生成的H2S及工藝氣所含H2S與工藝氣所含SO2、O2反應轉化為單質硫;
(4)COS水解-H2S直接氧化反應器出口氣,進入單質硫冷凝器將單質硫冷凝為液態硫或固態硫磺,分離單質硫,冷凝器出口氣溫度10-60℃;冷凝器底部具有可連續或間歇排出液態單質硫但不排出氣體的排硫口;冷凝器出口氣進入氧化脫硫塔進行粗脫硫,脫硫塔內裝填可熱再生的催化氧化吸附脫硫劑,將H2S與SO2、O2反應基本轉化為單質硫并吸附沉積在脫硫劑內孔中和顆粒間,并將大部分有機硫、有機物基本吸附脫除;催化氧化吸附脫硫劑熱再生時通過將沉積吸附的單質硫、有機硫、有機物吹除而恢復其性能,熱吹出的單質硫通過再生冷凝器分離收集,含有機硫、有機物的不凝廢氣去造氣爐處理;
(5)工藝氣脫除CO2,制得本發明的低氫CO氣,分離出的富CO2氣回造氣爐循環利用。
2.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,脫CO2的工藝氣,進行精脫硫處理。
3.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,COS水解-H2S直接氧化反應器中裝填的TiO2基硫磺回收催化劑為含TiO285-90%,其余成分主要是CaSO4的二氧化鈦基硫磺回收催化劑或含TiO299%左右的二氧化鈦硫磺回收催化劑;TiO2基中溫有機硫水解催化劑主要成分為TiO2以及選自于堿金屬、堿土金屬、稀土元素中一種或多種的鹽或氧化物,采用不具克勞斯活性的粘結劑。
4.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,COS水解-H2S直接氧化反應器出口段的TiO2基硫磺回收催化劑替換為Fe2O3/氧化硅催化劑,TiO2基催化劑和Fe2O3/氧化硅催化劑的體積比優選(0.7-0.9):(0.1-0.3)。
5.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,COS水解-H2S直接氧化反應器入口氣中的O2含量,比將COS、H2S全部轉化為單質硫所需的反應用量略高0.01-0.20%(體積含量),通過調整造氣爐的氧氣配入量和造氣工藝條件控制。
6.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,分離CO2前進行粗脫硫的氧化脫硫塔,裝填由大孔活性炭負載Fe、Mn、Cu、Zn、Co中的一種或多種的氧化物成分和/或堿金屬的碳酸鹽改性制備的催化氧化吸附脫硫劑。
7.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,分離CO2前進行粗脫硫的氧化脫硫塔,裝填具有有機硫水解脫除能力和/或硫醇轉化能力的催化氧化吸附脫硫劑。
8.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,分離CO2前進行粗脫硫的氧化脫硫塔進行熱再生時,用CO2氣加熱到200-300℃進行連續吹掃,再生冷凝捕出口含少量單質硫和部分有機硫、有機物的CO2氣去造氣爐使用。
9.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,分離CO2采用真空變壓吸附法。
10.如權利要求1所述制備低氫CO氣的工藝,其特征在于,分離CO2后通過貴金屬催化劑催化脫氫脫氧進一步提高CO純度。