科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

一般情况下焦炉煤气或高炉煤气可用于工业生产的燃料、发电、制氢、还原铁和合成气制甲醇、合成氨、乙二醇技术等深加工化工产品。因煤气中含有 H2S 、有机硫（ COS 、 CS2 、 CH4S 、 ROS 等）、焦油、萘、苯、粉尘等有毒有害气体，煤气使用前必须进行净化处理，目前，大部分焦炭生产企业出厂的焦炉煤气已经过湿法或干法脱硫，可以将煤气中的 H2S 浓度从几千 mg/Nm3 降低到 20 mg/Nm3 以下，但有机硫含量仍高达 100~200 mg/Nm3 ；日趋严格的 SO2 排放标准使得焦炉煤气和高炉煤气的利用愈发困难，这些企业不得不针对烟气增设昂贵的脱硫设施。另外，煤气作为生产合成气原料时，对硫份的要求较严格，而现有的有机硫脱除工艺还存在一定的缺点。例如在甲醇生产企业，对硫份的要求是 *** mg/Nm3 以下，目前此类企业基本采用中温、高温催化加氢，配套铁系和氧化锌的吸附剂。其中铁系催化剂的寿命短，每年的更换量大，耗时耗力，产生大量的固体废物，而且更换时有燃烧的安全风险。

需解决的主要技术难题

1、技术问题：开发一种新型的精脱硫技术，从源头解决脱硫带来的污染问题，并降低能耗，节约成本。

2、研发难点：催化材料的改性方式对其脱硫效果的影响规律研究；助剂对脱硫效果的影响规律研究；脱硫适宜工艺条件研究；失活速率研究及煤气中杂质对脱硫催化剂失活影响研究；成型方法研究及性能测试；纳米晶体新材料和工艺试验装置 根据性能检验结果，筛选制备纳米催化剂，运用在工业中试装置中，将结果送样至行业权威部门进行检测，检测合格后，得到行业认可。

期望实现的主要技术目标

1、技术指标：经纳米晶体新材料净化后的煤气，可达到钢铁行业 SO2 超低排放标准，也可满足煤气生产甲醇、乙二醇、氢气、合成氨、双氧水等的要求，具体技术指标如下： 1 ）净化后煤气含硫总量 ≤ *** mg/Nm3 ； 2 ）再生用煤气用量占煤气总量的 10％ 以下，再生时能实现 80％ 以上的有机硫转化率； 3 ）可重复再生使用，寿命可达 6~7 年； 4 ）可同时脱除部分萘、氨、焦油等其它杂质。 

2、经济指标：本项目纳米晶体新材料可实现再生功能，工艺装置可连续运行多年，无需停车检修，预期该研发技术能将煤气精脱硫处理成本减低约 *** ～ *** 元 /Nm3 。全国需净化焦炉煤气规约 *** 亿 m3/ 年，若未来 5 年全部进行焦炉煤气深度净化，则首次装填量需 *** 万吨，产值约 *** 亿元；全国高炉煤气约 *** 万亿 m3/ 年，若全部使用纳米晶体新材料进行精脱硫改造，则首次装填量约 *** 万吨，产值约 273 亿元。

处理进度