焦炉煤气工艺流程

焦炉煤气净化工艺流程的选择

(2011-01-24 13:14:42)

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煤化工

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分类： 焦化类

摘要：本文对我国煤气净化工艺的发展进行了回顾，提出了我国焦炉煤气净化工艺发展的方向以及选择工艺流程的原则。并推荐采用的焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用的行之有效的环保、节能技术。

1 焦炉煤气净化工艺的历史回顾

我国焦炉煤气净化发展是与炼焦工业的发展紧密相连的。建国以前，我国焦化工业几乎是一片空白。建国以来，随着炼焦工业的发展，煤气净化工艺从无到有，蓬勃发展，技术水平和装备水平得到了不断提高。概括起来，大体上经历了三个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代末到60年代中期，我国焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要是以50年代从原苏联引进的工艺为基础、消化翻板饱和器法生产硫铵的老流程，以当时的武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保措施不健全、装备水平低等问题。主要表现在初冷采用立管冷却器，冷却效率低；硫铵装置设备庞大，煤气阻力大，产品质量差，设备腐蚀严重；没有配套建设脱硫装置，终冷系统不能闭路，对大气和水体污染严重；在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，产品质量也得不到保证。第二阶段是从60年代中期至70年代末期，随着我国自行设计的58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉的诞生，对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新的阶段。在广大技术人员的努力下，在此期间我们将初冷流程改为二段冷却；开发了多种油洗萘代替终冷水洗萘；研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐，解决了终冷水的污染问题；推广采用了溶剂脱酚和生物脱酚装置；以管式炉脱苯代替蒸汽脱苯，开发了双塔、单塔脱苯新工艺；在个别焦化厂设置了改良ADA脱硫装置（如：梅山焦化厂、北京焦化厂等）。除此之外，为了适应当时国内硫酸供应紧张的情况，开发和推广了一大批采用氨水流程的焦化厂（如：济钢、莱钢、邯钢、杭钢、安钢、攀钢等）。当时，我国生产浓氨水的厂家曾占了整个焦化厂总数的三分之一。但是，氨水流程也存在着设备腐蚀、堵塞严重、浓氨水产品质量低劣、产品滞销、开工率低等致命问题。

炼焦工艺

现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。

1.洗煤

原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。

2.配煤

将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。

目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。

3.炼焦

将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。

4.炼焦的产品处理

将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。

熄焦方法有干法和湿法两种。 湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。

干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。

在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。

炼焦工艺主要设备

1、焦炉简介:

现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭化室宽0.4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。

焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。

2、捣固焦炉简介:

捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。 3、熄焦车（或干法熄焦装置）

焦炉煤气的净化工艺流程

焦炉煤气的净化工艺流程是将焦炉煤气中的有害物质进行去除，以保证燃烧时的环境安全和能源利用效率。常见的焦炉煤气净化工艺包括除尘、除硫、去氮、除苯和回收利用等步骤。

首先，焦炉煤气进入除尘工序。这一步骤的目的是去除焦炉煤气中的颗粒物。煤气中的颗粒物主要来源于煤炭的燃烧和气化过程中产生的煤灰，以及炉渣和焦炭的携带带入煤气。常见的除尘方法有静电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。除尘作业能有效地减少煤气中颗粒物的含量，保证后续处理步骤的顺利进行。

接下来是除硫工序。焦炉煤气中的硫化物主要有硫化氢和有机硫化物，这些有害物质会对环境产生严重的污染，并且对人体健康有害。常见的除硫方法有干法吸收、湿法吸收和半干法吸收等。其中，干法吸收主要利用金属氧化物吸收剂吸收硫化物，湿法吸收则利用碱性溶液中的氢氧根离子中和硫化物。除硫工序的目的是将硫化物转化为无害的硫酸盐或硫酸等形式，以达到净化煤气的目的。

随后是去氮工序。焦炉煤气中的氮化物主要由氨气和一氧化氮组成。这些有害物质会对环境产生酸雾和酸雨等污染问题。常见的去氮方法主要有吸附剂去氮法、催化剂去氮法和化学氧化法等。例如，吸附剂去氮法利用特定的吸附剂吸附焦炉煤气中的氮气物质，从而使煤气中的氮化物含量降低。

除苯工序是为了去除焦炉煤气中的苯。苯是焦炉煤气中的主要有机物成分，对环境和人体都有一定的危害。去苯的方法多种多样，包括吸附过程、吸附剂再生过程和热解技术等。其中，吸附过程主要是利用各种吸附剂吸附苯，吸附剂再生过程则是通过各种手段将吸附的苯从吸附剂中脱附出来。

最后是回收利用工序。焦炉煤气中除去有害物质后，还含有一些有价值的组分，如甲烷、氢气和一些烃类等。对于这些有价值的组分，可以通过适当的工艺进行回收利用。一般来说，回收利用工艺分为低温分馏和高温分馏两种方式。低温分馏主要是通过降温将焦炉煤气中的一些高沸点成分凝结出来，从而得到所需的有价值气体。而高温分馏则是通过高温条件下焦炉煤气中的组分按沸点顺序蒸馏分离。

焦炉煤气的使用工艺流程

1. 焦炉煤气的概述

焦炉煤气是炼焦过程中产生的一种副产品，主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷等。煤气既可以作为燃料直接使用，也可以进一步加工提取有用物质。

2. 焦炉煤气的收集和净化

焦炉煤气在高炉炼焦过程中产生，需要通过管道网络收集起来，然后进行净化处理。净化主要包括除尘、脱硫、脱氨和脱氮等步骤。

• 除尘：通过电除尘器、布袋除尘器等设备，将煤气中的颗粒物进行过滤和分离。

• 脱硫：采用碱洗法、吸收法、催化剂法等去除煤气中的二氧化硫。

• 脱氨：通过氨水或硫酸等化学物质与氨气作用，将其转化为无毒的硫酸铵，达到脱氨的效果。

• 脱氮：采用吸收法、膜分离法等去除煤气中的一氧化氮和二氧化氮。

3. 焦炉煤气的利用方式

焦炉煤气作为一种具有可燃性的气体，可以用于多种用途。

3.1 发电

焦炉煤气可以用于发电，通过发电机组将煤气燃烧产生的热能转化为电能。这种方式既能提供电力，又能充分利用煤气的能源价值。

3.2 加热

焦炉煤气可以直接用于工业生产过程中的加热操作。例如，可以用于加热锅炉、干燥机等设备，提供热能支持。

3.3 煤气的深加工

焦炉煤气还可以进行深加工，提取其中的有用物质。常见的深加工方式包括：

- 液化：将焦炉煤气通过液化装置，将其中的甲烷、乙炔等可液化成分取出，用于燃料或化学原料。 - 分馏：通过分馏塔进行分馏，得到不同烃类的混合物，进一步用于炼化、化工等领域。 - 合成：利用焦炉煤气中的合成气（一氧化碳和氢气）进行化学合成，制备化肥、合成氨、甲醇等产品。 4. 焦炉煤气利用过程中的安全措施

在焦炉煤气利用的过程中，需要采取一系列安全措施，确保操作人员和设备的安全。

• 检测装置：安装煤气检测仪器，及时监测煤气中的浓度，一旦发现泄漏等情况，及时采取措施。

• 防火措施：确保煤气供应管道和设备的完整性，并采取火花防护措施。

• 排风系统：建立良好的排风系统，及时排除煤气中的有害气体，保持室内空气的清洁。