含油污泥催化气化制氢的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种含油污泥催化气化制氢的方法。
【背景技术】
[0002]石化企业在原油生产储运以及废水处理过程中会产生大量含油污泥，包括隔油池和浮选池底泥、浮选池浮渣及剩余活性污泥等，这些污泥中含有大量的石油类物质，且成分复杂。含油污泥既是营养物质又是能源物质，如何利用含油污泥中的有用成分，实现变废为宝，回收具有实用价值的物质和资源成为最近几年解决含油污泥问题的主要发展方向。含油污泥资源化，一方面能够通过适当资源化处理获得附加经济效益；另一方面还可避免污泥的环境二次污染。
[0003]氢能是最理想的洁净能源之一，氢能作为一种二次能源，具有很高的能量密度，燃烧产物清洁无污染等优点。因此，将含油污泥转换成氢能可以解决含油污泥进入环境带来的二次污染问题，同时还具有一定的经济效益，可以最大程度的实现含油污泥的低碳经济、循环利用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是现有技术中产气量低、氢含量低的问题，提供一种新的含油污泥催化气化制氢的方法。该方法用于含油污泥催化气化制氢中，具有产气量高、氢含量高的优点。
[0005]为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:一种含油污泥催化气化制氢的方法，含水率低于60%的含油污泥从热解器上方进入热解器，在热解器内，污泥与来自于气化器的积炭催化剂混合，并流下行，发生快速热解反应，生成热解气态产物和半焦；热解气态产物和从热解器底部通入的水蒸气一起上行进入气化器；在气化器内，热解气态产物和水蒸气一起逆流与下行的催化剂移动床层逆流接触，发生焦油水蒸气催化转化反应，生成富氢气体产物，富氢气体产物从气化器上部引出；在气化反应过程中，催化剂因表面积炭而逐渐失活，积炭的催化剂下行至热解器，热解器中的固体产物半焦和积炭催化剂一起下行，然后进入燃烧器；在燃烧器内，半焦及催化剂表面的积炭和从燃烧器底部通入的热空气发生燃烧反应，使半焦以及催化剂表面积炭烧掉，同时释放出热量，再生后的催化剂循环回气化器，燃烧产生的热烟气从燃烧器顶部排出。
[0006]上述技术方案中，优选地，所述催化剂为橄榄石。
[0007]上述技术方案中，优选地，气化器为气固逆流移动床，燃烧器为快速流化床。
[0008]上述技术方案中，优选地，气化器、热解器和燃烧器的气氛独立分开，气体互不漏窜。
[0009]上述技术方案中，优选地，热解器的操作条件为:400-600 °C。
[0010]上述技术方案中，优选地，气化器的操作条件为:700-900 °C。
[0011]上述技术方案中，优选地，燃烧器的操作条件为:800-900 °C。
[0012]上述技术方案中，优选地，半焦的积炭量以质量分数计为65-72%。
[0013]上述技术方案中，优选地，积炭催化剂的积炭量以质量分数计为28-35%。
[0014]本专利含油污泥既是营养物质又是能源物质，利用含油污泥中的有用成分，催化气化制氢的方法，采用外循环逆流移动床催化气化制氢工艺，可以得到焦油含量低，氢含量高的产气。一方面能够通过适当资源化处理获得附加经济效益；另一方面还可避免污泥的环境二次污染，取得了较好的技术效果。
[0015]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0016]【实施例1】
[0017]本专利提供一种含油污泥催化气化制氢的方法，含水率低于60%的含油污泥从热解器上方进入热解器，在热解器内，污泥与来自于气化器的积炭催化剂混合，并流下行，发生快速热解反应，生成热解气态产物和半焦；热解气态产物和从热解器底部通入的水蒸气一起上行进入气化器；在气化器内，热解气态产物和水蒸气一起逆流与下行的催化剂移动床层逆流接触，发生焦油水蒸气催化转化反应，生成富氢气体产物，富氢气体产物从气化器上部引出；在气化反应过程中，催化剂因表面积炭而逐渐失活，积炭的催化剂下行至热解器，热解器中的固体产物半焦和积炭催化剂一起下行，然后进入燃烧器；在燃烧器内，半焦及催化剂表面的积炭和从燃烧器底部通入的热空气发生燃烧反应，使半焦以及催化剂表面积炭烧掉，同时释放出热量，再生后的催化剂循环回气化器，燃烧产生的热烟气从燃烧器顶部排出。
[0018]含油污泥质量为2kg，热解反应器温度为500°C，燃烧器温度为800°C，气化反应器温度800°C，气化器内移动床床层高度100mm，催化剂循环量4.22kg/h，半焦的积炭量以质量分数计为72%，积炭催化剂的积炭量以质量分数计为28%，气体产率为1.46Nm3/kg的产气量，产气中(H2+C0)含量达到62%。
[0019]【实施例2】
[0020]按照实施例1所述的条件和步骤，热解反应器温度为400°C，气化反应器温度700°C，气化器内移动床床层高度100mm，催化剂循环量4.22kg/h，半焦的积炭量以质量分数计为58%，积炭催化剂的积炭量以质量分数计为42%，气体产率为1.3INmVkg的产气量，产气中(H2+C0)含量达到53%。
[0021]【实施例3】
[0022]按照实施例1所述的条件和步骤，热解反应器温度为600°C，气化反应器温度900°C，气化器内移动床床层高度100mm，催化剂循环量4.22kg/h，半焦的积炭量以质量分数计为65%，积炭催化剂的积炭量以质量分数计为35%，气体产率为1.52Nm3/kg的产气量，产气中(H2+C0)含量达到68%。
【主权项】
1.一种含油污泥催化气化制氢的方法，含水率低于60%的含油污泥从热解器上方进入热解器，在热解器内，污泥与来自于气化器的积炭催化剂混合，并流下行，发生快速热解反应，生成热解气态产物和半焦；热解气态产物和从热解器底部通入的水蒸气一起上行进入气化器；在气化器内，热解气态产物和水蒸气一起逆流与下行的催化剂移动床层逆流接触，发生焦油水蒸气催化转化反应，生成富氢气体产物，富氢气体产物从气化器上部引出；在气化反应过程中，催化剂因表面积炭而逐渐失活，积炭的催化剂下行至热解器，热解器中的固体产物半焦和积炭催化剂一起下行，然后进入燃烧器；在燃烧器内，半焦及催化剂表面的积炭和从燃烧器底部通入的热空气发生燃烧反应，使半焦以及催化剂表面积炭烧掉，同时释放出热量，再生后的催化剂循环回气化器，燃烧产生的热烟气从燃烧器顶部排出。2.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述催化剂为橄榄石O3.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述气化器为气固逆流移动床，燃烧器为快速流化床。4.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述气化器、热解器和燃烧器的气氛独立分开，气体互不漏窜。5.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述热解器的操作条件为:400-600 °C。6.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述气化器的操作条件为:700-900 °C。7.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述燃烧器的操作条件为:800-900 °C。8.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述半焦的积炭量以质量分数计为65-72%。9.根据权利要求1所述含油污泥催化气化制氢的方法，其特征在于所述积炭催化剂的积炭量以质量分数计为28-35%。
【专利摘要】本发明涉及一种含油污泥催化气化制氢的方法，主要解决现有技术中产气量低、氢含量低的问题。本发明通过采用一种含油污泥催化气化制氢的方法，含水率低于60％的含油污泥从热解器上方进入热解器，污泥与来自于气化器的积炭催化剂混合，生成热解气态产物和半焦；热解气态产物和从热解器底部通入的水蒸气一起上行进入气化器；在气化器内，热解气态产物和水蒸气一起逆流与下行的催化剂移动床层逆流接触，生成富氢气体产物；积炭的催化剂下行至热解器，热解器中的固体产物半焦和积炭催化剂一起下行，然后进入燃烧器；再生后的催化剂循环回气化器，燃烧产生的热烟气从燃烧器顶部排出的技术方案较好地解决了上述问题，可用于含油污泥催化气化制氢中。
【IPC分类】C10J3/66, C02F11/10
【公开号】CN105174679
【申请号】
【发明人】牟桂琴, 张宏哲, 张志远, 郭亚逢, 唐晓丽
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月13日