焦炉煤气净化处理技术的相关分析
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新型焦炉煤气净化工艺的开发及进展随着环保意识的不断提高,对于大气污染物的排放要求也越来越严格。
作为高污染源之一的焦化行业,其排放的煤气含有大量的污染物,对环境污染严重。
煤气净化成为了焦化行业面临的重要任务之一。
在此情况下,新型焦炉煤气净化工艺的开发及进展成为了研究的热点之一。
一、传统焦炉煤气净化存在的问题传统的焦炉煤气净化工艺存在着诸多问题,主要包括以下几个方面:1.低净化效率:传统焦炉煤气净化工艺通常采用湿法净化,采用水洗等方式去除污染物。
但是由于浓度低、温度低等原因,致使净化效率不高,无法完全去除煤气中的污染物。
2.高能耗:传统的煤气净化工艺需要大量的水资源和能源,造成了较大的能源浪费,且处理过程中产生的废水也需要进一步处理,增加了处理成本。
3.废水处理难题:传统湿法净化工艺会产生大量含有有机物和化学物质的废水,对废水的处理和排放造成了一定的困难。
4.设备占地大:传统净化工艺需要大量的净化设备,占地面积大,增加了投资成本。
传统焦炉煤气净化工艺在净化效率、能耗和废水处理等方面存在着较大的问题,迫切需要新的工艺来解决这些问题。
二、新型焦炉煤气净化工艺的开发及进展随着焦化行业的发展和技术进步,一些新型的焦炉煤气净化工艺逐渐得到了关注和应用,取得了一定的进展。
主要包括以下几种工艺:2.活性炭吸附技术活性炭吸附技术是利用活性炭对煤气中的有机物质和颗粒物进行吸附,从而达到净化的目的。
该技术具有净化效率高、操作稳定等优点,且产生的废水较少,对环境影响小,逐渐成为焦炉煤气净化的重要技术之一。
3.等离子体净化技术等离子体净化技术是利用等离子体在高温和高频电场的作用下,对煤气中的有机物质和颗粒物进行分解和氧化的一种新型净化技术。
该技术对高浓度、高温、高湿度的煤气也具有良好的净化效果,且处理过程中不会产生废水,是一种环保型的净化工艺。
4.膜分离技术膜分离技术是利用高分子材料膜对煤气中的二氧化碳、氧气和氮气等进行分离,从而实现煤气的净化。
焦炉煤气净化装置的应用浅析前言:自70年代末开始,我国一些大型的焦化厂为了配合大容积焦炉的投入使用,从国外引入了大量的先进技术和工艺,其中比较典型的有脱酸蒸氨工艺、全负压净化工艺、氨分解工艺等等。
下面简要介绍一下我国煤气净化技术的应用情况。
1.分析焦炉煤气净化技术的应用现状焦炉煤气净化属于炼焦过程中的重要环节之一。
多年以来,我国各大焦化厂均沿袭着传统的煤气回收工艺流程,即初冷、洗氨、终冷、洗苯。
直至上世纪50年代末,经过焦化工作者的不懈努力终于设计出了与我国自行研发的58型焦炉相适应的煤气净化工艺,如ADA脱硫、硫胺与氨水流程、氨法脱硫、氨焚烧工艺、污水处理以及单塔脱苯工艺等等。
但是,虽然这些工艺流程也均能起到煤气净化的作用,但经各厂实际应用后却发现,这些煤气净化工艺普遍存在净化效果较差、环境污染严重、对设备腐蚀性强、产品质量差、氨苯回收率无法达到指定要求等缺点。
这不仅与国际先进技术水平相差甚远,而且也无法满足炼焦生产及绿色环保的要求。
1.1初步冷却煤气简单的讲,煤气初冷就是对焦炉煤气进行初步冷却降温,使其从800℃左右的高温降至25℃左右的温度。
在这一过程中主要依靠的装置是初冷器,相应的冷却方法主要有直接式、间接式以及直接与间接相结合三种方式。
冷却装置又分为立管式、横管式和直冷式喷淋塔三种。
在间接冷却的过程中,一般冷却水不会与煤气发生直接接触,主要是利用换热器来完成冷却。
由于在该过程中冷却水并未受到污染,故此可循环重复使用,这种方法比较适合在水资源紧缺的焦化厂中使用。
而直冷式主要是通过塔來完成冷却,在此过程中不仅能够对煤气进行冷却,同时还可以起到净化的效果。
基于这两种冷却方式的优点,大部分焦化厂均选择两种方式结合使用来进行煤气初冷。
实践证明,冷却后煤气中含萘量能够降低到每立方米1克以下。
1.2焦油的脱除与回收在煤气冷却的过程中,大部分焦油会随氨水一并冷却,其余的一小部分则会被焦油捕集装置混合到氨水当中。
焦炉煤气净化技术研究焦炉煤气是指在炼焦过程中产生的一种高热值、高含碳气体,由于其含有大量的有毒有害物质,如苯、二苯、全芳烃、硫化氢等,对环境和人体健康造成威胁。
因此,在炼焦厂中,必须对焦炉煤气进行净化处理,以达到大气污染物排放标准。
本文将介绍焦炉煤气净化技术的研究现状及未来发展趋势。
一、历史发展焦炉煤气净化技术起源于20世纪30年代,当时的焦炉煤气净化主要采用化学吸收法和灰袋过滤法,但由于设备结构单一、净化效率低等缺陷,限制了其应用范围。
20世纪60年代,大量研究表明,活性炭吸附法是一种更加有效的焦炉煤气净化技术。
而随着环保法律法规的逐步完善,传统的焦炉煤气净化技术已不能满足现代社会对环保的要求。
近年来,新型的焦炉煤气净化技术如膜分离法、等离子体处理技术和生物技术等得到了快速发展。
二、目前研究现状1. 活性炭吸附法活性炭吸附法在焦化炉气体净化中得到广泛应用,其吸附剂具有强的吸附、选择性和再生性能,能够高效地去除苯、二苯、全芳烃等有害成分。
目前活性炭吸附法中存在着吸附剂失活、吸附速率慢等问题,研究人员正在通过改变吸附剂结构、增加吸附剂表面积等措施来提高活性炭吸附效率。
2. 膜分离法膜分离技术在气体分离领域具有广泛应用,可高效地分离和去除焦炉煤气中的有害成分。
与传统的吸附法相比,膜分离法具有操作简单、净化效率高等优点。
目前,膜分离技术研究仍处于实验室规模,尚未得到工业化应用。
3. 等离子体处理技术等离子体处理技术是一种新型的焦炉煤气净化技术,其原理是利用高能等离子体对有害物质进行氧化降解,将其转化为无害成分。
该技术具有能耗低、处理效率高等优点,在焦化炉气体净化方面存在广阔的应用前景。
4. 生物技术生物技术在焦化炉气体净化中应用也逐渐得到重视,其原理是利用微生物对有害成分进行降解,将其转化为无害物质。
与传统的焦炉煤气净化技术相比,生物技术有着对环境影响小、操作简单等优点,但目前该技术还存在处理效率低、微生物保存等问题,需要进一步完善。
直冷方式可冷却煤气,也可净化焦炉煤气。
而间接冷却方式在冷却焦炉煤气过程中,煤气不会直接与冷却水接触,而是借助于换热器来完成冷却过程。
间接冷却方式过程中由于冷却水不直接接触煤气,可不受煤气污染,因此,间接冷却方式所用冷却水可重复利用,适用于水资源紧缺的焦化企业。
基于直接冷却和间接冷却的优缺点,多数焦化企业选择使用直接、间接冷却结合式来完成煤气初冷过程。
焦炉企业煤气净化实践结果证明,煤气初冷后,其中所含萘气体量大大降低。
1.2 焦油脱除与焦油回收煤气初冷过程中,多数焦油也会随着煤气的冷却而冷却,小部分焦油则会进入焦油捕集装置,和氨水混合。
目前多数焦化企业均以氨水焦油分离设备来脱除焦油,此过程还可以有效去除渣尘。
一般而言,焦油脱除效果随着分离时间的延长而逐渐显著,但随着分离时间的延长,分离温度也会下降,使得焦油粘度大大增加,降低分离效果。
因此,焦油脱除过程还需要满足温度和时间两个因素。
1.3 萘脱除工艺粗煤气中含有约10g/m 3萘气体,经煤气初冷后,萘气体含量可降至2g/m 3左右,但冷却后的萘气体则处于过饱和状态。
焦炉煤气经管路输送至下道工序时,可能会在温度过低或流速过慢的制约下出现萘沉积现象,进而堵塞管路。
因此,将焦炉气体中的萘气体除去对焦化企业来说至关重要。
目前,萘脱除工艺主要有水洗工艺和油洗工艺两类。
其中,以油洗工艺来清洗焦炉煤气管路,可将其中萘气体含量降至1g/m 3以下,进而降低管路堵塞概率。
1.4 煤气输送及煤气调节常用的焦炉煤气输送设备主要是鼓风机,根据鼓风机结构的差异可将其分为两种:容积式鼓风机和离心式鼓风机。
其中,离心式鼓风机可进行调节,根据要求可进行循环调节、自动调节以及转速调节。
因此,国内多数焦化企业的煤气输送设备均选用离心式鼓风机。
2 焦炉煤气净化过程中存在的主要问题焦炉煤气在净化过程中存在诸多问题,主要分为以下几个方面。
第一,煤气初冷问题。
横管初冷器在设备运行期间容易出现故障,导致煤气在管路中堵塞。
焦化煤气净化系统相关问题分析摘要:焦炉在生产焦炭的过程中产生大量的高温煤气,但是这些煤气的纯净度还不高,里面还含有许多的焦油、苯、H2S、NH3、HCN等有害物质。
我们需要对这类煤气进行加工处理去除有害物质,得到高纯度的焦炉煤气。
这不仅可以增加经济效益,缓解能源紧张的局面,还有利于保护环境。
随着科技的进步和人们环保健康意识的增强,现有的焦化煤气净化系统已不能很好地满足人们的需求。
加强和完善焦化煤气系统的处理能力有助于我们更好地开展工作。
本文简单地介绍了焦化煤气净化系统的一些相关问题,并做了简单的分析。
关键词:焦化煤气;净化系统;问题分析;改进措施1系统工艺流程焦炉中产生的气液体在经过分离器后进入初冷器冷却。
被冷却的煤气由电捕焦油器进行焦油雾的去除,再由鼓风机输送至饱和器。
饱和器中的煤气持续受到母液喷洒,其中的氨被脱除,生成铵盐,即硫酸铵。
在硫胺工序中产生的煤气,被冷却塔冷却后持续通入洗苯塔,按从下到上的顺序和贫油发生逆向接触,使苯被脱除。
从洗苯塔流出的煤气再经过捕雾器将油雾脱除干净,然后进入脱硫塔。
塔中的煤气和贫液发生逆向接触,此时硫化氢等具有酸性的气体将被完全吸收。
另外,塔的上段往往还设有碱洗段,采用氢氧化钠等溶液二次脱除酸性气体,使煤气中酸性气体总含量不超过0.5g/m3。
煤气净化时产生的所有废水均输送至水处理单元实施生化处理,当检测达到一级排放标准时进行外排。
2安全问题研究背景在实际的焦炉煤气净化操作过程中会产生一定量的危险物质,例如硫化物或者氰化物等,焦油与粗苯等物质的产生使得系统所产生的气体更是使得其具有易燃易爆的属性。
这种不良反应的发生风险在塔、罐的反应过程中更高,若无法准确把控反应温度与压力,将增大爆炸与火灾风险,同时将会导致有毒有害物质泄漏影响到周边的生态环境与居民们的生命健康安全。
因此,应提升对焦化煤气净化系统应用环节的重视,无论是在系统设计还是实际应用过程中均应强调保证其应用安全性的重要价值,从而通过进一步落实安全建设标准以实现设备的持续性运转,以帮助有效提升企业整体经济效益。
焦炉煤气净化的原理
焦炉煤气净化的原理主要有以下几个方面:
1. 分离与过滤:首先通过分离器对煤气中的颗粒物进行过滤和分离,去除其中的粉尘和杂质。
2. 温度调节:将高温的煤气通过冷却装置进行降温,以保护后续设备的正常运行,同时也有助于某些污染物的分离和凝结。
3. 除尘:通过静电除尘器或过滤器进一步去除煤气中的颗粒物,包括更细小的尘埃粒子。
4. 酸碱中和:通过添加适量的酸性或碱性物质,如氨水或石灰水,来中和煤气中的酸性或碱性物质。
5. 吸附:利用特定的吸附剂,如活性炭、分子筛等材料,吸附煤气中的有机物和硫化物等有害成分。
6. 活性氧化:利用活性氧和光催化剂对煤气中的有机物进行氧化分解,使其转化为无害的气体。
7. 生物处理:利用微生物降解煤气中的有机物,如厌氧菌和好氧菌等,通过生
物反应器进行处理。
通过综合运用上述净化原理,可以有效地去除焦炉煤气中的颗粒物、有机物、硫化物、酸性物质等污染物,提高煤气的净化程度,保护环境和人体健康。
焦煤煤气净化处理技术应用分析摘要煤气是我国重要的能源之一,在人们的生产生活中占据着不可替代的地位。
我国的焦煤煤气净化技术主要经历了三个阶段,每个阶段的煤气净化技术都有所不同,这与我国的化工行业发展水平有着密切的联系。
怎样将科学先进的净化技术应用到煤气净化当中,提升煤气净化的效率和质量,是化工行业从业人员需要考虑的重要问题。
在这样的时代背景下,对煤气净化技术的发展历程进行简单地阐述分析,并详细说明各个环节的煤气净化技术就显得有为重要。
关键词:煤气;净化;应用一、焦煤煤气净化技术的发展历程焦煤煤气净化技术与焦煤炼制技术是同步发展的,与西方国家相比,我国的焦煤煤气净化技术起步较晚,但是发展速度非常快,尤其是改革开放之后,我国的焦煤煤气净化技术获得了充足有效的发展,焦煤煤气处理效率大大提升、处理效果大大改善,处理成本也明显降低。
从整体角度分析,我国焦煤煤气净化技术主要经历了三个阶段,具体内容如下所示:第一阶段:1950-1960年期间,此前我国的焦煤净化技术一片空白,大部分净化设备都是从苏联购买的,形成了以宝钢焦化厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂为核心的焦煤煤气净化格局。
但是这一时期的焦煤煤气净化技术主要采用立管冷却设备,净化方式比较落后,净化流程比较繁琐,净化效果也不够理想,而且对环境造成了极大的污染。
第二阶段:1960-1970年,我国自发研发了58型焦炉,并广泛应用于焦煤提炼、煤气净化当中,落后的初冷净化技术成为历史,二段冷却成为主流,我国还设计出了多种脱萘技术、脱氰技术,装配了生物脱酚装置、溶剂脱酚设施,使得煤气净化的效率大大提升,煤气净化效果也大大改善。
诸如梅山焦化厂、北京焦化厂相继建设了ADA脱离体系,意味着我国的焦煤煤气净化技术进入了全新的征程。
第三阶段:改革开放至今,我国建成了6米高的大容积焦炉,焦化厂的规模也大大增加,随着我国化工企业与海外国家的技术交流越来越密切,大量的煤气净化设备、先进的煤气净化技术引入中国,使得我国的焦煤煤气净化技术呈现出多元化发展态势。
新型焦炉煤气净化工艺的开发及进展随着钢铁工业发展的不断壮大,焦炉生产的产生的煤气也成为重要的能源来源。
然而,煤气中含有大量的有害气体,如苯、甲醛、苯胺等有毒有害物质会对环境和人体健康造成严重危害。
因此,对焦炉煤气进行净化处理,是现代炼钢生产的重要组成部分。
近年来,新型焦炉煤气净化工艺的研发受到了越来越多的关注。
这些新技术的研发旨在减少环境污染,提高钢铁生产的质量和效率。
一、生物活性滤床技术生物活性滤床技术是一种目前广泛使用的焦炉煤气净化技术。
它利用特殊的生物质,如腐败菌、微生物等,将煤气中的有害有毒物质进行吸附、分解和氧化等一系列反应,进而净化煤气。
这种技术具有不需要额外能源、可根据需要进行扩展的优点。
但该技术的缺点是需要对过程参数进行严格控制。
二、离子液体技术离子液体技术也是一种新型的焦炉煤气净化技术。
该技术是利用具有溶解性、选择性和高能量的离子液体将难以分离的有害物质从煤气中去除。
离子液体具有非常高的溶解度,是传统有机溶剂的几十倍,可以有效地吸附和分离苯、加合苯、硫化氢等有害有毒气体。
但离子液体的成本很高,是一个制约其应用的主要因素。
三、催化氧化技术催化氧化技术是一种通过催化剂将有害有毒物质转化为无害物质的技术。
该技术主要是在高温和高压环境下利用氧气进行氧化反应,并通过催化剂的作用将反应速率提高。
目前,铜、钯、铬等元素被广泛地用作催化剂。
但此技术的问题是成本较高,对催化剂有着较高的要求。
总之,新型焦炉煤气净化工艺在各种技术上均呈现出不同程度的优点和不足,为解决当前钢铁工业的环境保护和健康保障问题提供了一个新思路和新方法。
在未来的研究中,希望能够开发出更加高效、经济、实用的焦炉煤气净化技术,提高钢铁工业的“绿色”程度,更好地保障环境和人类的健康。
焦炉煤气精脱硫工艺分析一、工艺原理:焦炉煤气中的H2S主要通过煤气中的Fegl肟羧酸盐、CaS等吸收剂进行吸收。
Fegl肟羧酸盐是一种高效的硫化物吸收剂,可在较低的温度下将煤气中的H2S和COS吸收。
而CaS则可以将煤气中的剩余H2S去除。
二、工艺流程:1.气体预处理:首先对焦炉煤气进行预处理,去除其中的悬浮颗粒物和水分,以净化煤气。
2.前骤吸收:采用Fegl肟羧酸盐作为吸收剂,通过吸收剂床将煤气中的H2S、COS等硫化物吸收。
床层中的吸收剂会与煤气中的硫化氢进行反应,生成硫化铁,并将其捕集。
3.普鲁士蓝阳极液循环:将废液中的硫化铁氧化为硫酸铁,通过循环泵送到反应床顶部,实现循环利用。
4.精脱硫:采用CaS作为吸收剂,通过床层吸收煤气中剩余的硫化氢,并将其转化为CaS。
此过程需要保持一定的温度和压力,以促使吸收反应的进行。
5.再复焦炉:将经过精脱硫的煤气送入焦炉进行再加热,以提高炉内温度。
三、工艺特点:1.高效: 采用Fegl肟羧酸盐和CaS作为吸收剂,可以高效地吸收煤气中的硫化物,使硫化氢的去除率达到90%以上,保证煤气的质量。
2.安全:精脱硫过程中对温度和压力的要求较高,可以有效地防止硫化氢的泄漏,保证了生产环境的安全。
3.循环利用:工艺中的废液通过循环泵送到反应床顶部,实现了废液中的硫化铁的循环利用,减少了废液的排放,具有较好的环保效益。
总结起来,焦炉煤气精脱硫工艺通过床层吸收剂的反应,有效地去除焦炉煤气中的硫化氢等硫化物,以保证煤气的质量达到环保要求。
该工艺具有高效、安全、循环利用等特点,在焦化行业得到广泛应用。
焦炉煤气净化文章1. 焦炉煤气净化技术现状及探讨1.1. 焦炉煤气净化的作用焦炭是冶金工业炼铁的主要原料。
全国共有焦化企业200余家,其中约10%生产能力超过100万t/a ,总生产能力超过亿t/a ,中国焦炭产量居世界第一位,焦化产品百余种。
炼焦用煤在复杂的地质状况下含有上百种成分,在焦炉中成焦时,其中多种成分随煤气一起进入随后的工序。
在炼焦过程中原料煤中约30%~35%的硫转化成H S 等含量一般为5g ~8g/m ,HCN 的含量为1g/m ~2.5g/m 。
而H S 和HCN 具有很强的腐蚀性、毒性,在空气中含有.1%的S 就能使人毒,会严重污染环境,所以煤气作为燃料使用之前必须进行净化。
1792年苏格兰人发明用铁罐干馏烟煤以来,煤气制造技术发展较快。
法国、德国、英国、荷兰先后建立起能够回收化学产品的焦炉,并以奥托——霍夫曼型焦炉最为著名,从此炼焦工业不仅生产焦炭,同时也生产净煤气。
硫化物,与N H 和HCN 等一起形成煤气中的杂质,煤气中的H S 的/m 0H 致命,当焦炉煤气最终用作燃料时,硫化氢及燃烧产物二氧化硫均有1.2.煤气净化的内容及技术现状煤气净化主要是脱除煤气中有害成分,具体包括冷却和输送出炉H H煤气、脱除煤气中S,HCN等酸性气体和N 类碱性气体、脱除及回收煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。
因此一般的净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。
1.2.1煤气的初冷煤气的初冷是指出炉煤气通过集气管喷洒氨水和设置初冷器将出炉煤气由650~800℃降至25℃左右的处理过程。
初冷器冷却方法通常有间接式、直接式、间直结合式3种。
冷却设备有直冷式喷淋塔、立管式初冷器和横管式初冷器。
间接式煤气冷却过程冷却水不与煤气接触,通过换热器完成两相传热。
由于冷却介质——水没有受到煤气中有害介质的污染,循环使用次数多。
间冷式适用于大多数缺水地区的焦化厂。
由于煤气初冷时有大量萘的结晶析出,所以采用立管式初冷器的工艺要求初冷器后集合温度不低于25℃,以防冷凝液管堵塞。
焦炉煤气净化处理技术的相关分析
摘要:焦炉煤气是炼焦过程中产生的副产品,其成分复杂,含有多种杂质,必
须进行净化处理,才能加以回收利用,以实现节能减排,提高资源利用效率。
焦
炉煤气的净化处理,包含焦化厂的初步净化处理以及下游企业的精净化处理,本
文重点对焦化厂对焦炉煤气初步净化处理的技术细节进行了分析,明确了其中的
一些关键技术节点。
关键词:焦炉煤气;净化处理;技术细节
在炼焦过程当中会产生一种副产品,即焦炉煤气,焦炉煤气是多种气体的混
合产物,其主要成分为H2、CO、CO2、CH4、C2H6、N2等,其中H2、CO、CH4、C2H6为可燃气体。
同时含有多种杂质,主要有:焦油、笨、萘、无机硫、有机硫、氨、氰化氢等。
焦炉煤气的性质是一种高热值煤气,可作为燃料,也可作为化工
产品的原料,但在使用前必须要净化,除去其中的杂质,满足生产要求和环保要求。
我们公司作为焦化厂的下游企业,是利用焦化厂多余的焦炉煤气制合成天然气。
焦化厂有自己的化产车间,对焦炉煤气进行了初步净化处理,脱除了焦炉煤
气中大量的焦油、笨、无机硫、氨等。
焦炉煤气进入我们公司的装置后,再进行
变温吸附脱焦油和萘、水洗脱氨、常温粗脱硫、加氢脱硫等精净化处理。
焦化厂
对焦炉煤气初步净化处理技术的好坏,直接决定了出焦化厂的焦炉煤气杂质含量
的高低,这是我们公司装置是否能够长周期稳定运行的重要因素,是我们公司是
否能够产生较好经济效益的关键。
一、关于焦炉煤气净化处理
焦炉煤气中含有大量对大气不友好的杂质,据不完全统计,焦炉煤气年均产
量高达110万立方,在炼焦过程中正常消耗一部分,还有一部分大约60万立方
的量,若不进行净化处理将直接排放至大气中,不仅浪费资源,更是对大气造成
严重污染。
焦炉煤气中的H2、CO、CH4、C2H6,是可燃气体,使焦炉煤气可以作为炼焦过程的燃料气体,但还有一些杂质,比如焦油、笨、萘、无机硫、有机硫、氨、氰化氢等,会造成环境污染。
二、焦炉煤气初步净化处理工艺
(一)焦炉煤气初步净化处理工艺的关键点
焦炉煤气初步净化处理的工艺相对复杂,其中比较关键的几道工序包括,脱氨、脱苯和脱硫。
其一,脱氨,在焦炉干馏环节当中,大多数的氮可以经化学反应转化成以氨
根离子为基础的含氮化合物,煤气粗提过程当中也会有氨的存在,一般单位含量
在6~8g。
因为氨的腐蚀性强,在实际的处理过程当中需要将其分离出来,一般采
用氨水焦油分离装置来实现。
其二,脱苯,脱苯环节要经过冷冻、吸附、洗涤等,焦化过程中,通常有两种:一种是石油洗油洗苯,另一种是焦油洗油洗苯,大规模的焦化企业通常选后者,所应用的工艺则是自产焦油洗油洗涤模式。
其三,脱硫,焦炉煤气中含有硫成分,包括无机硫和有机硫,通常为气体的
形式存在于焦炉煤气中,脱硫的技术手段较为丰富,包括干法脱硫、湿法脱硫、
真空碳酸盐法、氨-硫联合洗涤法、湿式氧化法等,大型焦化企业较为普遍的脱硫
方法是湿法脱硫。
(二)焦炉煤气初步净化处理工艺详述
为了明确焦炉煤气初步净化处理工艺的细节,以我们公司上游焦化企业为例,
焦化企业所采取的净化工艺为基础,进行详细分析。
1.我们公司上游焦化企业焦炉煤气状况
我们公司上游焦化企业拥有2座捣固焦炉,规格为2×60孔5.5m。
焦炭产量
年均65万t,炼焦过程中分离出的焦炉煤气含有氨、焦油气、萘、硫化物、水蒸
气等这些杂质,容易腐蚀管道,造成管道堵塞。
焦炉煤气净化中考虑将一部分作
为回炉煤气,一部分用于燃烧,剩下的部分则送到下游企业。
2.焦化企业焦炉煤气净化工艺
焦化企业的焦炉煤气净化工艺流程,根据其使用的装备来看,焦炉煤气从焦
炉出来后,要依次经过气液分离器、横管初冷器、电捕焦油器、煤气鼓风机、喷
淋饱和器、终冷塔、洗脱苯塔、脱硫塔,最后得到净化后的焦炉煤气。
其中气液分离器分离出的分离液进入机械化焦油氨水澄清槽,横管初冷器得
到的冷凝液也要进入澄清槽,电捕焦油器分离出的焦油同样也要进入澄清槽。
澄
清槽内的物质一部分经过循环氨水回到焦炉回用,余留的焦油渣输送至煤场,焦
油提炼出来送至油库。
脱氨是利用硫酸作为吸收剂,将焦炉煤气通入喷淋饱和器中,生成硫铵。
硫
铵从喷淋饱和器分离出来后,利用离心机、干燥包装系统,得到硫铵。
洗脱苯塔主要就是脱苯。
脱硫塔用于脱硫。
3.焦化企业焦炉煤气净化工艺细节
按照上述工艺流程,将工艺中几个重要细节提炼出来进行重点分析。
其一,冷鼓电捕。
这一细节中,包含冷凝工序、冷却工序、加压输送工序,
焦油分离、氨水分离、焦油渣分离、存储输送、焦油雾滴、萘脱除等工序。
具体
细节上,炼焦过程中产生的焦油、氨水、苯族烃和煤气在80℃的状态下进入气液分离环节,分离氨水、焦炉煤气和焦油,焦炉煤气送至下一个工序,氨水、焦油
利用机械化焦油氨水澄清槽进一步处理,一部分回用,一部分成最终产物。
焦炉
煤气在下一个工序中进一步冷却,温度大约在22℃,此温度状态下的焦炉煤气经电捕,最大可能地净化萘以及焦油,电捕后的煤气在离心机中鼓风加压送至硫铵
加工工序。
冷鼓电捕工段中,关键是要使煤气冷却,冷却的目的是控制煤气中化
学物质的裂解,控制回收率,温度不合适,回收率会严重下降。
其二,脱氨,这个部分主要包含氨脱除、硫铵干燥以及氨水蒸氨。
利用硫酸
作为吸收剂,脱氨,生成硫铵并将其干燥得到硫铵产品,剩余氨水蒸氨,进一步
生产硫铵,废水去生化处理。
冷鼓电捕工段后的焦炉煤气在0.5MP压力下加热到60℃至70℃,在喷淋室中进行化学反应,母液中的氨与硫酸反应,生成硫酸铵结晶,煤气经饱和器,利用饱和器中的除酸器,分离出煤气中夹带的酸雾,由旋流
板除酸器进一步除酸,得到的焦炉煤气送至下一个环节。
这个工段中会不断产生
硫铵结晶,需要用结晶泵将结晶和一部分母液一同送至结晶槽,用离心机分离,
滤除母液,硫铵结晶在振动流化床上干燥后产生最终产品。
其三,脱苯,这个部分包含终冷、洗苯和脱苯。
分离氨后的焦炉煤气,在终
冷塔换热,在25℃状态下进入洗苯塔,原料从塔底部进入,自下而上与塔内顶部
喷淋循环洗油逆流接触,苯被吸收,由旋流板捕捉。
塔底的富油用泵加压送至粗
笨冷凝冷却塔,与脱苯塔处理后的粗笨汽换热,富油预热,温度为60℃,在油换热器与脱苯塔底部出来的贫油换热,进一步加热道140℃,在粗笨管式加热器中
加热到180℃,进入脱苯塔汽提蒸馏,处理后的粗苯油水混合物冷却至30℃后在
分离器中分离,粗笨进入回流槽,部分回用,部分溢流至存储槽,此为最终产品。
其四,脱硫,焦化厂主要是脱除无机硫,有机硫无法脱除。
这部分包含脱硫、脱硫液再生和硫回收。
其核心是将煤气当中的硫化氢含量降低至20mg/Nm³以下,回收硫膏。
经过脱苯工序的焦炉煤气在脱硫塔底部进入,与上部喷淋下来的脱硫
液(回用液)逆流接触洗涤,硫化氢含量要在洗涤中降低至20mg/Nm³(含)以下,脱硫后的煤气部分回炉,部分在管式加热炉加热,剩余部分送去制取甲醇。
三、焦炉煤气净化处理技术思考
焦炉煤气的净化质量,一般根据最终净煤气的质量为依据,上文中是一种综
合性的焦炉煤气净化工艺,对于不同的焦化企业而言,可能采取的工艺流程不同,但本质上所依托的原理基本相当。
在当前时代背景下,依托网络化、自动化、智
能化、数字化趋势,净化系统的工艺应当在物流、能源、信息、资金等环节进行
优化,确保节能减排效率。
基于焦化企业而言,假设在1吨干煤基础上,利用上
述净化工艺,煤气在净化系统中释放热量的76%会被循环氨气吸收。
同时循环氨
水要进行水汽分离、煤气水汽分离,在煤气热交换过程中,可按水蒸气体积占湿
煤气总体积比例与固定系数的乘积来计算传热效率,因而需要控制氨水的蒸发率,提高初冷的传热系数,确保处理温度适宜,达不到温度适宜的要求,将极大降低
焦炉煤气净化效果。
结束语
综上所述,综合性的焦炉煤气净化方案将是当前主流技术方案,实践中将脱氨、脱苯、脱硫等工艺技术集成至一套综合性净化装备体系中,采用自动化甚至
智能化控制手段,确保净化体系的净化效果。
对于焦化企业的净化装备体系而言,自动化程度高,使用寿命长,净化效果好,节能减排效果好,当然本文所分析的
净化技术,属一家之言,可能有所不足,后续实践中还将进一步完善。
参考文献:
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