焦炉煤气净化工艺.docx

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1、焦炉煤气净化工艺目录目录1摘要1L典型的回收工艺流程21. 1. 正压操作工艺21.2. 负压操作工艺22.荒煤气的净化过程32. 1.初冷32. 2. 气体输送32.2. 焦油雾的脱除32.3. 蔡的脱除42. 5.氨的吸收52.5.1.饱和器法52. 5. 2.无饱和器法62. 5. 3. 弗萨姆(phosam)法62.6. 粗毗咤的吸收62.7. 苯的吸收72. 7. 1.洗油吸收法73. 7. 2.富油脱苯法73.焦炉煤气净化的有关思考84. 1.焦炉煤气净化工艺主要工序93.2. 焦炉煤气净化工艺的改进93.2. 1.环保技术93.3. 2.新型干法净化技术103. 3.总结10参考

2、文献：11摘要焦炉煤气装置主要包括煤气脱苯、煤气脱硫、煤气脱氨等几个环节，不同工序具有不同的施工工艺。在全球环保法规日益严格的背景下，以往煤气净化技术弊端逐渐凸显。而焦炉煤气中含有的HCN、H2s及其他燃烧后废料对大气也造成了严重的影响。因此本文根据现阶段焦炉煤气净化主要工序特点，对焦炉煤气净化工艺进行了优化分析，以便为焦化工业的可持续发展提供有效地借鉴。关键词：煤炉；煤气；净化1 .典型的回收工艺流程炼焦厂都将焦炉煤气进行冷却冷凝以回收焦油、氨、硫、苯族垃等化学产品，同时又净化了煤气。国内外的回收与加工流程分为正压操作和负压操作二种。1.1. 正压操作工艺第12页共11页鼓风机位于初冷器后，

3、在风机之后的全系统均处于正压操作。此流程国内应用广泛。煤气经压缩之后温升50,故对选用饱和器法生产硫镂（需55C）和弗萨姆法回收氨系统特别适用。1.2. 负压操作工艺减坏冷却水出水修好木区低用水段低总冷却水域水初冷看腐环冷却水遗水低H冷却水嬴JX/电焦油霸吸（流）氟塔法基塔XXX脱武塔彳。力暖化园把鼓风机放在系统的最后,将焦炉煤气从-7-lOkPa升压到1517kPa后送到用户。负压流程适合于水洗氨工艺。优点：无煤气终冷系统，减少了低温水用量，总能耗有所降低，鼓风机后煤气升温，成为过热煤气，远距离输送时冷凝液少了，减轻了管道腐蚀。缺点：负压操作时，煤气体积增加，煤气管道和设备容积均相应增加（如

4、洗苯塔直径增加78%）；负压使煤气中各组分的分压下降，减少了吸收推动力，如洗苯塔的苯回收率下降24%；负压操作要求所有设备管道加强密封，以免空气漏入。2 .荒煤气的净化过程2. 1.初冷焦炉煤气从炭化室上升管逸出时温度为650800C,它的冷却分成两步，先在集气管与桥管中用7075的循环氨水喷洒，使煤气冷到8085,煤气中60%的焦油蒸气被冷凝下来，然后再在煤气初冷器中进一步冷到2535或低于25o2. 2.气体输送输送装置一般采用离心式鼓风机。鼓风机前最大负压为4-5kPa,机后压力为2030kPa。鼓风机设置在初冷器后，具有吸入煤气体积小和处于负压操作的设备及煤气管道少等优点。2. 3.焦

5、油雾的脱除初冷器后煤气中含焦油25 g/n?,鼓风机后仍残留0.30.5g/m3,粒子也很小，约117葩。需进一步除去。目前广泛采用电捕焦油器。它是利用电晕原理除焦油雾的。电压3080KV,耗电约lkwh/lOOOn?煤气，脱除后焦油含量50mg/m3。为安全起见，电捕焦油器设置在鼓风机的后方。2. 4.蔡的脱除净气出口液体入口二除雾器HTH4-液体分布器户有编一填料限制器外壳乱堆*沼铢；山-卸填料孔惬霞区液体再分布器看图王,png工丁亚*%1一卸填料孔填料支承板:一污染气入口一溢流口 津国鼻一 一 TT LI在鼓风机后煤气含蔡量约为1.32.8g/n?。焦化厂多采用填料塔焦油洗票的方法，洗蔡

6、后煤气含蔡量0.5g/m3。有两种油洗茶工艺，一种冷法油洗蔡，另一种是热法油洗禁，前者洗票温度低,除蔡效果好。2. 5.氨的吸收沸点较低的轻毗咤盐基(包括毗咤、甲基毗咤等)几乎全部留在煤气中。氨与毗咤都是碱性的，能溶于酸中，发生中和反应。目前中国焦化厂主要通过生产硫镂回收煤气中氨，硫镂可用作化肥。其中多数采用饱和器法,少数采用无饱和器法。美国开发了无水氨的弗萨姆(phosam)法，中国已引进此技术。2. 5.1 .饱和器法图1喷淋式饱和器结构示意图行阳焦化国图2喷淋式饱和器工艺流程图但是鼓泡式饱和器法有结晶颗粒饱和器法吸收氨主要有鼓泡式饱和器法和喷淋式饱和器法。小，容易堵塞的缺点，因此现在大部

7、分企业都采用喷淋式饱和器法。该方法具有产品结晶度大，质量好，工艺流程短，操作简单等优点。2. 5. 2.无饱和器法无饱和器法采用酸洗塔代替，最后生成的结晶颗粒大，产品质量好，但其生产设备复杂，成本2. 5. 3.弗萨姆(phosam)法崖炉出气像a次气液体NaOHIT酸槽,2吸收塔;3 一贫液冷却翳;4 一女寓液换热器;5-蒸发器;6-解吸塔；7一部分冷凝器;8-精圈塔给料槽;9 一精帽塔：10-精南培冷凝骞;11 一鬻亨喀厂卜用后化同12一泡沫浮透除焦油器;13第油槽：14一溶液槽;15一活性炭吸附翳r 3 E弗萨姆法是一种制取无水氨的工艺，它以磷酸二氢镂溶液吸收煤气中的氨生成磷酸氢二镂溶液

8、，然后加热将氨解吸，得到纯度极高的无水氨。2. 6.粗哦咤的吸收硫钱饱和器中毗噬碱浓度小于20g/L,而在无饱和器法的母液中毗噬碱浓度为100150g/L。从母液中提此咤碱，是用氨气中和母液中的游离酸，使酸式盐变成中式盐。方程式为：C5H5NHHS04+2NH3(NH4)2S04+C5H5N由于进行中和反应的中和器反应温度为100105,所以n比咤碱和蒸气从中和器顶部排出，经冷凝得到粗哦咤镭分，其中哦咤碱含量为75%80%,送往粗毗咤精制工段。2. 7.苯的吸收焦炉煤气中一般含苯族垃3045g/n?,经脱氨后的煤气需进行苯族煌的回收。粗苯主要含苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等组分，各主要组分均在18

9、0C前播出，要求180前储出量为9395%, 180C后储出物称为溶剂油。现如今主要有两种方法去除气体中的苯：3. 7. 1.洗油吸收法洗油脱茶煤气|I苯吸收塔1冷却器加热器解吸塔I*过热蒸汽吸油吸收法根据操作压力可分为加压吸收法，常压吸收法和负压吸收法。加压吸收法压力要求800-1200kPa,此法可强化吸收过程，但增大了功耗，适合远距离工艺；常压吸收法要求的压力稍大于大气压，是各国普遍采用的方法；负压吸收法用于全负压煤气净化系统。4. 7. 2.富油脱苯法出管式炉温度给定+说明：FT:进料流量测量FC:流量调节器，内坏TC:温度调节器，外环图3管式炉结构图1-KS， /心不去精Z褴洋取敢Y

10、去R空分覆水史机械化曲吃曲冷泡带Q上山腐化园汽冷屈水%八冷融庆那1冷越木图4管式炉加热富油脱苯法次聿塔登出油烧理喻通专正气 Y器我潴去然名_3沦*26骤沼桶世型匕匚许法去浓,塔M环上水II三0；水力*门发该出水H1飞吸收了煤气中苯族煌的洗油成为富油。按照富油加热方式可分为预热器加热富油的脱苯法和管式炉加热富油的脱苯法。前者加热温度较低，不利于蒸储且消耗的蒸汽量大；后者具有脱苯程度高，蒸汽耗量低，生产污水少等优点。因此现在管式炉加热富油脱苯法是在应用最广泛的方法。3.焦炉煤气净化的有关思考某焦化厂主要包括4座4.2m焦炉、1座6.2m焦炉，其设计煤气处理能力为125000Nm3/h。随着该焦化企

11、业生产规模拓展，在2017年建成投产后，年度设计生产能力由以往的210万t焦炭上升到300万t焦炭，同时焦炉煤气总发生量也由以往的120000Nm3/h上升到150000Nm3/h。这种情况下，实际生产系统指标就出现不匹配风险。本文对该焦化企业焦炉煤气净化工艺进行了优化分析。3.1. 焦炉煤气净化工艺主要工序焦炉煤气脱氮：在焦炉干储环节，大多数氮可转化为以氨根离子为基础的含氮化合物，在煤气粗提取环节也存在6.8g/m3的氮。由于氨具有腐蚀性质，因此在实际处理过程中，需要采用氨水焦油分离装置将其分层分离。焦炉煤气脱苯：焦炉中煤气脱苯主要依据理论脱苯标准，依次通过冷冻、吸附、洗涤等工序进行处理。在

12、焦化工业生产过程中，依据焦油来源共分为石油洗油洗苯、焦油洗油洗苯两种类型。在粗焦油加工系统的大规模焦化企业，大多选择自产焦油洗油洗涤模式。焦炉煤气脱硫：在焦炉煤气中存在着少量的硫化氢及氟化氢气体。现阶段我国煤气脱硫方式主要包括干式氧化、湿式吸收、湿式氧化等几种类型。其中干式氧化主要采用氧化铁箱法，整体使用较普遍。古马看生产|古马隆废水图1净煤气焦炉煤气净化工艺流程图看爆化工外管剂3. 2.焦炉煤气净化工艺的改进3. 2. 1.环保技术焦炉煤气净化工艺根据净煤气质量指标及焦化产业市场标准，具有不同的工艺流程。而系统工艺改进则是通过物料流、能源流、信息流、资金流等各个环节设计控制及优化组织，结合环

13、保技术的合理应用，实现过程分析优化。以It干煤为基础，该企业生产煤气在焦炉煤气装置中释放热量76%左右被循环氨气吸收。在具体传质环节，循环氨气液面水汽分压、煤气水汽分压差值为主要驱动力。这种情况下，煤气热交换时，煤气到金属壁之间热量传递效率就为水蒸气体积占湿煤气总体积比例与固定系数的乘积。因此控制循环氨水蒸发率，可提高煤气初次冷却过程中煤气与冷却装置总体传热系数。最后在煤气净化工艺实施过程中，煤气温度与前期要求相符是整体净化工艺顺利开展的前提，所以在煤气净化工艺改进环节，相关设计人员应加大对煤气露点情况的重视，控制煤气管中蒸汽通入量。在必要情况下，可控制初冷温度合格率，并将最低控制温度与煤气中

14、蔡含量进行关联分析，如在煤气中票含量为564.8时，可控制煤气净化温度为25。5. 2. 2.新型干法净化技术为了进一步降低后续工序设备负载压力，可采用新型干法净化工艺，从根本上避免循环液体蒸发导致循环效益下降。一方面在保证煤气质量与环保要求相符的基础上，可将焦化生产系统转化为不同的操作模块，如煤气净化、煤气利用、煤气原料准备、焦炉热工、污水处理等。其中煤气净化主要包括煤气冷却、煤气焦油脱离、脱硫、脱氨、脱苯等几个环节。在工艺优化改造过程中，应及时进行物料能量平衡计算，结合上下工艺产生的匹配设置，确定最佳性价比能源指标。如在焦炉脱苯环节，可将最低成本回收煤气中最多苯作为主要工作目标，依此为依据对蒸汽、电力、洗油、再生渣及废水量进行优化操作参数核算，确定最佳操作数值。另一方面可采用连铸加压站净化模式，将煤气脱蔡与煤气脱硫工艺顺序进行适当调整。然后考虑到脱票装置内填料再生效益，可采取空气通入再生的方式，将填料压力增加到12.0kPa,并利用换热装置将温度控制在125左右最后在焦炉煤气净化冷却杂质分离后，可将其输送到再生焦炉煤气主管网络通道中。将冷却塔冷凝后产物排入酚水池，综合采用冷却喷淋、蒸汽清洗两种措施，提高