焦炉煤气的净化工艺流程

焦炉煤气制合成气的脱硫及净化工艺技术摘要：众所周知，中国是一个炼焦大国，在众多焦炉仓促建成之后，由于相应设施不配套，致使一些企业“焦而不化”现象层出不穷，大量的焦炉煤气被直接的燃烧排放，既是对环境的严重污染，也是对资源的极大浪费，因而也被人们称其为“点天灯”。

本文简述了焦炉煤气的一系列净化工艺，并且介绍了采用催化转化与非催化转化制取天然气的工艺流程，希望对于了解焦炉煤气净化技术有借鉴意义。

关键词：焦炉煤气；合成气；脱硫；净化工艺引言焦炉煤气作为焦炭制成过程中煤炭经过高温干馏环节所产生的气态产品，其在炼焦产品总质量中占据着15％-18％的比重，是位于焦炭产品之下的第二大炼焦产品。

据相关统计显示，我国目前焦炉煤气年产量为1331.2亿ｍ３，除去一半用来进行燃料回收，还有665.6亿ｍ３的焦炉煤气可以应用到其他工业领域中，但由于国内焦化产业长期以来将工作重心放于焦炭生产方面，未能对焦炉煤气回收利用充分重视，不少焦化企业处于经济因素的考虑，未能建设起相应的焦炉煤气净化回收装置，大量焦炉煤气未被回收利用，而是直接排放燃烧。

每年未被利用的焦炉煤气高达300多亿ｍ３，经济损失高达数百亿元，在造成极大资源浪费的同时，对周边环境也造成了十分严重的污染。

对此，为了实现焦炉煤气的有效回收利用，满足当前实现绿色工业、循环经济与建设节约型社会的发展要求，本文简要对焦炉煤气净化回收工艺进行介绍，并介绍了相应的应用情况，为日后的焦化工艺提供一定的借鉴参考。

1气体组分焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭经高温干馏出来的气体产物,在干馏温度为550℃,焦炉煤气中有大量的H2S、COS、CS2、NH3、HCN、噻吩、硫磺、硫醚、焦油、萘、苯等化学物质。

焦炉煤气经过净化和提取回收化工产品后成为回炉煤气,回炉煤气的气体组分一般为(%,以体积百分比计):H254-59、CH423-28、CO5.5-7、CO21.5-2.5、N23-5、CnHm2-3、O20.3-0.7。

作者:范守谦时间:2008-7-8 10:25:53焦炉煤气净化工艺流程的评述范守谦（鞍山焦化耐火材料设计研究院）焦炉煤气净化工艺流程的选择，主要取决于脱氨和脱硫的方法。

众所周知，在炼焦过程中，煤中约有30％的硫进入焦炉煤气，95％的硫以硫化氢的形式存在。

焦炉煤气中一般含有硫化氢6～8g /m3 , 氰化氢 1. 5～2g/m'。

若不事先脱除，就有50%的氰化氢和10％～40％的硫化氢进入氨、苯回收系统，加剧了设备的腐蚀，还会增加外排污水中的酚、氰含量。

含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2和NOx而污染大气。

为了防止氨对煤气分配系统、煤气主管以及煤气设备的腐蚀和堵塞，在煤气作为燃料使用之前必须将其脱除。

20世纪70年代以前，由于焦炉煤气主要供冶金厂作工业燃料，因此，大部分焦化厂的煤气净化工艺都没有设置脱硫装置，而回收氨的装置几乎全采用半直接法饱和器生产硫铵流程。

随着国民经济的发展以及我国环保法规的不断完善和日益严格，在焦炉煤气净化工艺过程设置脱硫脱氰装置和改进脱氨工艺就势在必行。

进入80年代以后，改革开放逐步深入，我国焦化行业和煤气行业相继从国外引进了多种煤气净化装置，国内科技人员在原有基础上也开发研制了新型脱硫工艺，大大推动了我国焦炉煤气净化工艺的发展。

现将几种脱氨和脱硫方法作扼要介绍和论述。

1 氨的脱除1.1 硫铵工艺生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法，我国在20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵，该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重，硫铵质量差，煤气系统阻力大。

随着宝钢一期工程的建设，我们引进了酸洗法生产硫铵工艺，该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。

与饱和器法相比，由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开，可获得优质大颗粒硫铵结晶。

酸洗塔为空喷塔，煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4，可大幅度降低煤气鼓风机的电耗。

采用干燥冷却机将干燥后的硫铵进一步冷却，以防结块，有利于自动包装。

焦炉煤气净化工艺流程的评述时间：2012-1-10　|　点击：79　|　字体：大小范守谦（鞍山焦化耐火材料设计研究院）焦炉煤气净化工艺流程的选择，主要取决于脱氨和脱硫的方法。

众所周知，在炼焦过程中，煤中约有30％的硫进入焦炉煤气，95％的硫以硫化氢的形式存在。

焦炉煤气中一般含有硫化氢6～8g /m3 , 氰化氢 1. 5～2g/m'。

若不事先脱除，就有50%的氰化氢和10％～40％的硫化氢进入氨、苯回收系统，加剧了设备的腐蚀，还会增加外排污水中的酚、氰含量。

含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2和NOx而污染大气。

为了防止氨对煤气分配系统、煤气主管以及煤气设备的腐蚀和堵塞，在煤气作为燃料使用之前必须将其脱除。

20世纪70年代以前，由于焦炉煤气主要供冶金厂作工业燃料，因此，大部分焦化厂的煤气净化工艺都没有设置脱硫装置，而回收氨的装置几乎全采用半直接法饱和器生产硫铵流程。

随着国民经济的发展以及我国环保法规的不断完善和日益严格，在焦炉煤气净化工艺过程设置脱硫脱氰装置和改进脱氨工艺就势在必行。

进入80年代以后，改革开放逐步深入，我国焦化行业和煤气行业相继从国外引进了多种煤气净化装置，国内科技人员在原有基础上也开发研制了新型脱硫工艺，大大推动了我国焦炉煤气净化工艺的发展。

现将几种脱氨和脱硫方法作扼要介绍和论述。

1 氨的脱除1.1 硫铵工艺生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法，我国在20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵，该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重，硫铵质量差，煤气系统阻力大。

随着宝钢一期工程的建设，我们引进了酸洗法生产硫铵工艺，该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。

与饱和器法相比，由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开，可获得优质大颗粒硫铵结晶。

酸洗塔为空喷塔，煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4，可大幅度降低煤气鼓风机的电耗。

煤气净化工艺工艺流程及主要设备煤气净化设施1概述煤气净化车间生产规模按2×65 孔5.5m 捣固焦炉焦炉年产130万t 干全焦配套设计。

焦炉煤气处理量为75300m3/h（标况）。

煤气净化车间由冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵工段（含蒸氨系统）、终冷洗涤及粗苯蒸馏工段、油库及其相关的生产辅助设施组成。

2设计原则对煤气净化车间本着经济、实用、可靠的原则，在满足国家环保、职业卫生与安全、能源等法规要求的前提下，尽量简化工艺流程，并合理配备工艺装备，以节省投资和工厂用地。

3设计基础数据a)煤气量基础数据焦炉装煤量（干基）：206.98t/h煤气产量：340Nm3/t(干煤)b) 煤气净化指标表1 煤气净化指标表序号指标名称单位净化前指标净化后指标1 NH3g/m36～8 ≤0.052 H2S g/m35～7 ≤0.23 苯g/m324～40 ≤44 焦油g/m3≤0.025 萘g/m3≤0.34原材料及产品指标4.1焦油——符合YB／T5075-2010 2号指标序号指标名称质量指标1 密度(20℃)，g/cm3 1.13～1.222 甲苯不溶物(无水基)，% ≤93 灰分，% ≤0.134 水分，% ≤4.05 粘度(E80) ≤4.26 萘含量（无水基），% ≥7.0（不作考核指标）4.2硫酸铵—符合GB535-1995一级品序号指标名称质量指标1 氮N含量（以干基计），% ≥212 含水，% ≤0.33 游离酸含量，% ≤0.054.3粗苯—符合YB／T5022-1993序号指标名称质量指标（溶剂用）1 密度(20℃)，g/ml ≤0.9002 75℃前馏出量（重）,% ≤33 180℃前馏出量(重),% ≥91％室温(18～25℃)下目测无可见的不4 水分：溶解的水4.4洗油指标序号指标名称指标1 密度(20℃)，g/ml 1.03～～1.062 馏程（大气压760mmHg）,%序号指标名称指标230℃前馏出量（容），% ≥3.0300℃前馏出量（容），% ≥90.03 酚含量（容），% ≤0.54 萘含量（重），% ≤85 水分≤1.06 粘度（E25）≤2.07 15℃结晶物无4.5浓硫酸指标——符合GB/T534-2002序号指标名称质量指标1 硫酸（H2SO4）含量，% ≥92.5（Wt）2 灰分,% ≤0.03（Wt）2 铁（Fe）含量，% ≤0.01（Wt）3 砷(As) 含量，% ≤0.005 （Wt）4 汞（Hg）含量，% ≤0.01（Wt）5 铅（Pb）含量，5 ≤0.02（Wt）6 透明度,mm 50 （Wt）7 色度,ml ≤2.0 ml（Wt）4.6氢氧化钠指标（符合GB/T11199-2006）序号指标名称质量指标1 氢氧化钠（NaOH）,%≥302 碳酸钠（Na2CO3）含量,%≤0.4%3 氯化钠（NaCl）含量，%≤0.044 三氧化二铁（Fe2O3）含量，%≤0.005煤气净化车间对荒煤气的初步冷却采用三段冷却工艺，并在煤气鼓风机前设置蜂窝式电捕焦油器脱除煤气中的焦油雾；随后煤气脱硫采用以PDS为催化剂的湿式催化氧化法脱硫工艺; 煤气脱氨采用喷淋式饱和器法生产硫铵工艺；煤气脱苯采用焦油洗油洗苯工艺，富油脱苯采用管式炉加热及带萘油侧线的单塔生产粗苯工艺。

焦炉煤气脱硫及硫回收工艺介绍及特点分析焦炉煤气脱硫是指将焦炉煤气中的硫化氢（H2S）等含硫化合物去除，以减少对环境的污染和提高能源利用效率的过程。

煤气脱硫工艺种类繁多，常见的有吸收法、吸附法、催化氧化法等。

下面将介绍吸收法和催化氧化法，并分析其特点。

吸收法是通过将焦炉煤气中的硫化氢溶于溶剂中，实现气体的物理吸收和化学吸收，从而达到脱硫的目的。

常用的溶剂有碱性溶液、有机溶剂等。

在吸收法中，气体与液体的接触方式有湿法和干法之分。

湿法吸收法是利用液体溶剂对焦炉煤气进行吸收脱硫。

具体工艺流程为：煤气首先通过一个喷淋器，将溶剂喷淋到煤气中，形成液滴；接着在吸收塔内，煤气通过液滴与溶剂的接触，硫化氢溶于溶剂中；最后，经过分离器将溶剂和硫化氢分离，溶剂再重新进入循环。

湿法吸收法具有脱硫效率高、气体处理量大、适应性广的特点。

干法吸收法是指利用固体吸附剂对焦炉煤气进行吸附脱硫。

常用的固体吸附剂有活性炭、分子筛等。

具体工艺流程为：煤气通过一个吸附器，固体吸附剂将煤气中的硫化氢吸附；当固体吸附剂饱和后，可以通过加热或换料的方式实现再生，从而循环使用。

干法吸附法具有烟气温度低、处理量大、不产生二次污染等特点。

催化氧化法是通过将焦炉煤气中的硫化氢氧化成硫酸气体，再进行后续处理。

具体工艺流程为：煤气先通过一个反应器，在催化剂的作用下，硫化氢氧化成硫酸气体；然后通过吸收塔对硫酸气体进行吸收，得到硫酸液；最后，通过蒸馏、结晶等方式使硫酸液再生。

催化氧化法具有氧化效率高、硫回收量大的特点。

总的来说，焦炉煤气脱硫及硫回收工艺的选择应根据实际情况，综合考虑效率、成本、环保等因素。

吸收法具有处理量大、脱硫效率高等特点，适用于大规模高硫煤气的处理；催化氧化法具有回收硫的优势，适用于硫回收要求较高的情况。

同时，还可以根据需求将多种脱硫工艺结合应用，以达到更好的脱硫效果。

焦炉煤气的使用工艺流程一、工艺介绍炼焦工艺就是煤在焦炉中干馏生产焦炭的过程，原料煤在焦炉的炭化室中在1100~1300?左右的情况下，生成焦炭，并伴有大量荒煤气产生。

焦炭作为高炉炼铁的主要原料;而荒煤气经过净化处理可以作为城市供气，同时回收生成粗笨等副产品。

焦炉系统主要有以下几个部分:燃气系统、废气系统、集气管系统及辅助系统。

对于单烧焦炉煤气的焦炉来说流程是这样的:从焦炉煤气主管来的煤气，从废气盘的焦炉煤气入口处进入煤气蓄热室内，再经斜道进入燃烧室立火道底部进行燃烧，并形成废气流(上升气流)，高温的废气通过热辐射和热对流的行式，把热量传给温度较低的燃烧室侧的炉墙表面，然后热量以热传导的方式通过炉砖传到炭化室炼焦。

换热后的废气在烟囱吸力的作用下，经双联立火道的另一火道进入斜道(下降气流)，再进入蓄热室与空气换热后经小烟道、分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。

焦炉生产产生的荒煤气中含有大量的焦油和H2S，还有在桥管部分冷却荒煤气时喷洒了大量的氨水，所以这时的荒煤气是不能直接送给用户使用的，要经过化产回收的各个工段，对煤气进行净化。

1、冷凝部分:荒煤气中含有大量的焦油，首先要经过初冷器冷凝回收大部分的焦油，产生的冷凝液循环冷凝回流量要调节。

2、电捕部分:电捕焦油器对从初冷器出来的煤气进一步去除含有的少量焦油，这里面电部绝缘箱的温度要控制在一定的范围内，超过范围要联锁，停鼓风机，电捕后煤器含氧量如果过高的话也要联锁停鼓风机。

3、槽区部分:初冷器冷凝产生的焦油，电捕焦油器捕到的焦油都汇集到槽区部分。

4、鼓风机:经过冷凝、电捕后煤气中大部分的焦油已经被去除了，进入鼓风机的环节，鼓风机在整个煤气净化过程中起着非常重要的作用，是煤气流动的动力所在，不同的厂家的鼓风机略有不同，但这里的联锁控制很复杂，比如: 鼓风机轴承温度联锁，盘车电机的联锁等。

5、硫部分的主要工艺设备是预冷塔和脱硫塔，通过和氨水的反应除掉煤气中含有的硫，主要流程及控制如下:6、从脱硫出来的煤气中含有大量的氨，主要是因为在脱硫过程中用到了氨水，所以下一步就要去除这的氨，这里的主要设备是饱和器和蒸氨塔，饱和器加入大量的浓硫酸，和氨反应生成硫酸氨晶体，蒸氨塔则是通过蒸汽加热的方式使氨气挥发出来，这里需要控制的是蒸氨塔顶的温度，是通过进蒸氨塔的蒸汽量调节的。

本煤气净化车间是与年产2×96 万吨冶金焦的焦炉配套的，煤气处理量为115590 m3/h。

其组成为：冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵工段(含剩余氨水蒸氨装置)、终冷洗苯工段、粗苯蒸馏工段、油库工段。

杂质成份NH3 2含量g/m3 6 6杂质成份焦油NH3含量g/m3 0.05 0.05焦油硫铵粗苯密度(20οC)甲苯不溶物(无水基)灰分水分HCN1.5HCN0.33.5%(对干煤)0.84%(对干煤)1.0%(对干煤)1.15~1.21g/cm33.5~7%不大于0.13%不大于4.0%H S20.02萘0.3苯34苯4H S粘度(E80)含硫氮(N)含量(以干基计)水分(H O)含量2游离酸H2SO4含量外观密度(20οC)不大于4≥90%≥21.0%≤0.3%≤0.05%黄色透明液体0.871~0.900g/cm3馏程：180℃前馏出量(重)水分不小于93%室温(18~25℃)下目测无可见的不溶解的水a)工艺流程来自焦炉~80οC 的荒煤气，与焦油和氨水沿吸煤气管道流至气液分离器，气液分离后的荒煤气由分离器上部出来，进入四台并联操作的横管初冷器上部，在此用32οC 的循环水将煤气冷却至~35οC；由横管初冷器下部排出的煤气，进入直冷塔下部，用直冷塔循环水喷洒煤气，将煤气冷却至~22οC；由直冷塔上部排出的煤气，进入三台并联操作的电捕焦油器，捕集煤气中夹带的焦油，再由煤气鼓风机压送至脱硫工段。

为了保证横管初冷器冷却效果，在初冷器上部连续喷洒来自机械化氨水澄清槽中部的焦油、氨水混合液，在其顶部用热氨水定期冲洗，以清除管壁上的焦油、萘等杂质。

初冷器底部排出的冷凝液经水封槽流入冷凝液槽，再送至机械化氨水澄清槽。

从直冷塔底部出来的循环液加兑一定量氨水后,用泵经直冷塔循环水冷却器用低温水冷却至~21 C，送到直冷塔顶部循环喷洒，多余部份送至机械化氨水澄清槽。

由气液分离器分离下来的焦油和氨水进入机械化氨水澄清槽，在此进行氨水、焦油和焦油渣的分离。