一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置的制作方法

专利2026-05-07  3


本发明属于化工,具体涉及一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置。


背景技术:

1、燃料电池是一种能够直接将化学能转化为电能的能量转换设备,其转化过程发生在燃料和氧化剂中燃料电池运行需要燃料气体的供给,而未经处理的燃料气体含有四氢噻吩和硫化氢,这些含硫组分进入燃料电池系统会毒化燃料电池(与阳极催化剂发生反应)使其失效,因此需要对燃料气体进行除硫后再供给到系统。

2、目前,h2s的脱除技术比较成熟,以氧化铁和氧化锌为主要成分的脱硫剂均能达到较好的脱除效果,有机硫的脱除较为困难,工业上处理天然气常采用脱硫剂预脱硫先脱除h2s,再对天然气进行加氢还原反应,将有机硫还原成h2s后再通过脱硫剂进行脱除。

3、针对这种情况,国内一些机构研发了除了能够脱除h2s,也能够直接脱除四氢噻吩的脱硫剂,但是硫容较小,一般在2%以下,与氧化铁和氧化锌脱硫剂10%-20%的硫容有较大差距。直接使用脱除四氢噻吩的脱硫剂,用量较大,分别使用两种类型的脱硫剂则需要两套脱硫装置。

4、工业上脱硫的方案对于固体燃料电池来说较为复杂,除了需要额外的氢气来源外,还原反应的温度和压力要求(一般在300-400℃、2-4mpa)与燃料电池系统的压力可能不兼容,既浪费了能量又增加了控制成本。

5、单一的脱硫剂,氧化铁/氧化锌脱硫剂不能有效去除四氢噻吩;脱除四氢噻吩脱硫剂硫容低、成本高,h2s既影响四氢噻吩的脱除,又降低了经济效应。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,解决了天然气脱硫和更换脱硫剂的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,包括罐体,所述罐体的内部从下至上分别设置有下部脱硫腔下筛板、下部脱硫腔、下部脱硫腔上筛板、气体缓冲区、上部脱硫腔下筛板、上部脱硫腔、上部脱硫腔上筛板,所述罐体的底部连通设置有下部填装口,所述罐体的顶部连通设置有上部填装口,所述罐体侧面底部且位于下部脱硫腔下筛板底部的位置连通贯穿设置有进气口,所述罐体侧面顶部且位于上部脱硫腔上筛板顶部的位置连通贯穿设置有出气口。

3、优选的,所述下部脱硫腔和上部脱硫腔分别装填两种不同规格的脱硫剂。

4、优选的,所述下部脱硫腔和上部脱硫腔分别通过上部填装口和下部填装口进行独立的脱硫剂装填和拆卸。

5、优选的,所述下部填装口和上部填装口的填料端均通过螺栓可拆卸安装有法兰盘。

6、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

7、1、固体氧化物燃料电池的脱硫要求高,绝大多数要求硫含量在1ppm以下,天然气的硫组分成分有h2s和四氢噻吩等有机硫组分,为了达到脱硫要求,同时控制成本,需要采用不同规格脱硫剂分别脱除h2s和四氢噻吩等有机硫组分,但本发明提供了两个脱硫剂装填腔,先用氧化铁/氧化锌脱硫剂脱除h2s,再用脱除四氢噻吩脱硫剂脱除四氢噻吩,既能满足脱硫要求,又节约了脱硫成本,同时,为两个脱硫剂装填腔分别设计了装卸口,能够分别快速装卸脱硫剂。

8、2、针对不同的系统的脱硫目标,本发明能够灵活组合脱硫剂,采用经济效益最高的脱硫剂组合,完成脱硫目标。

9、3、脱硫剂使用时间在1-2年后需要更换,本发明能够分别装填和拆卸脱硫剂,能够快速进行脱硫剂的更换,满足不同时间的脱硫剂更换需求。



技术特征:

1.一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,包括罐体(1),其特征在于:所述罐体(1)的内部从下至上分别设置有下部脱硫腔下筛板(9)、下部脱硫腔(6)、下部脱硫腔上筛板(10)、气体缓冲区(7)、上部脱硫腔下筛板(11)、上部脱硫腔(8)、上部脱硫腔上筛板(12),所述罐体(1)的底部连通设置有下部填装口(4),所述罐体(1)的顶部连通设置有上部填装口(5),所述罐体(1)侧面底部且位于下部脱硫腔下筛板(9)底部的位置连通贯穿设置有进气口(2),所述罐体(1)侧面顶部且位于上部脱硫腔上筛板(12)顶部的位置连通贯穿设置有出气口(3)。

2.根据权利要求1所述的一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,其特征在于:所述下部脱硫腔(6)和上部脱硫腔(8)分别装填两种不同规格的脱硫剂。

3.根据权利要求1所述的一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,其特征在于:所述下部脱硫腔(6)和上部脱硫腔(8)分别通过上部填装口(5)和下部填装口(4)进行独立的脱硫剂装填和拆卸。

4.根据权利要求1所述的一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,其特征在于:所述下部填装口(4)和上部填装口(5)的填料端均通过螺栓(13)可拆卸安装有法兰盘(14)。


技术总结
本发明涉及化工技术领域,具体提供了一种用于固体氧化物燃料电池的天然气脱硫装置,包括罐体,所述罐体的内部从下至上分别设置有下部脱硫腔下筛板、下部脱硫腔、下部脱硫腔上筛板、气体缓冲区、上部脱硫腔下筛板、上部脱硫腔、上部脱硫腔上筛板,所述罐体的底部连通设置有下部填装口,所述罐体的顶部连通设置有上部填装口,所述罐体侧面底部且位于下部脱硫腔下筛板底部的位置连通贯穿设置有进气口。本装置提供了两个脱硫剂装填腔,先用氧化铁/氧化锌脱硫剂脱除H<subgt;2</subgt;S,再用脱除四氢噻吩脱硫剂脱除四氢噻吩,既能满足脱硫要求,又节约了脱硫成本,同时,为两个脱硫剂装填腔分别设计了装卸口,能够分别快速装卸脱硫剂。

技术研发人员:王智超,侯云龙,高军
受保护的技术使用者:烟台鏊润能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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