CN102816609A

CN102816609A - 焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺

Info

Publication number: CN102816609A
Application number: CN201210339097XA
Authority: CN
Inventors: 舒纪文; 方文新; 陈泉明; 雷江伟; 李霞; 裴占宁; 苏琼
Original assignee: SHANGHAI MEISHAN INDUSTRY CIVIL ENGINEERING DESIGN RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI MEISHAN INDUSTRY CIVIL ENGINEERING DESIGN RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明涉及一种焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺。包括湿法段和干法段，湿法段包括以下步骤：初步净化后的焦炉煤气进入油洗萘塔（1），焦炉煤气流出油洗萘塔（1），进入电捕焦油器（3），捕集大部分残存的洗油雾、焦油雾；所述干法段包括以下步骤：焦炉煤气流出电捕焦油器（3），进入除油脱萘装置，所述除油脱萘装置内装填固体吸附剂，焦炉煤气流出除油脱萘装置后流入脱硫装置，所述脱硫装置内装填固体脱硫剂，焦炉煤气流出所述脱硫装置后形成精制净化的煤气。本发明既保证了净化效果，又利于实施；减轻了干法段的负担，从而降低了吸附剂填料再生、填料更换的负担；降低运行费用；降低成本同时兼顾了效率。

Description

焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺

技术领域

本发明涉及一种焦炉煤气精制净化工艺，尤其涉及一种焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺。

背景技术

焦炉煤气是焦炉炼焦生产的副产气。由于炼焦用煤、炼焦过程及煤气回收设备的操作不同等因素，焦炉煤气中所含杂质也不尽相同。焦炉煤气是冶金、动力、化工合成等工业、民用领域很重要的气体原料。煤气净化工艺的目的是脱除焦炉煤气中有害杂质，主要有硫化氢、氰化物、苯、萘等，以满足不同用户的使用需求。

一般焦化厂都设有煤气回收工艺，用以将焦炉煤气中的杂质脱除，回收利用。焦炉生产出来的粗煤气经过冷凝鼓风、除焦油、除萘、脱硫、洗氨、洗苯后，焦炉煤气中的杂质含量一般可达到：焦油含量≤50mg/m3、硫化氢含量≤200mg/m3、萘含量≤400mg/m3、苯含量≤4000mg/m3，此种品质的煤气用于一般冶金工厂的生产和使用能够满足需求，但以下用户的要求会更高：

1、冶金工厂的冷轧、真空循环脱气精炼炉等，由于使用工艺的不同，会对煤气品质提出更高要求；

2、焦炉煤气作为民用煤气，要求：焦油含量≤10mg/m3、硫化氢含量≤20mg/m3、萘含量≤50-100mg/m3；

3、作为化工合成的原料，硫化氢含量≤1～2mg/m3。

焦炉煤气脱萘、脱硫的工艺分干式、湿式方法。

干式工艺是采用主要成分由活性炭、氧化铁及各种催化剂组成的干式吸附剂吸收煤气中的杂质。

脱萘的湿工艺是采用煤焦油洗油或柴油与煤气进行逆向接触，利用萘在吸收剂中溶解度的不同进行吸收。

脱硫的湿式工艺，据工艺方法不同有吸收和氧化法两种类型。如宝钢一期煤精、宁波钢铁五丰塘焦化都是采用焦炉煤气中脱除的氨水作碱源，在催化剂作用下氧化吸收煤气中的硫化氢。脱硫剂再生后生产硫膏。又比如宝钢二期采用的单乙醇胺法，梅山化工采用的真空碳酸钾法都属于吸收法，吸收了硫杂质的富液，再生后产生的酸性气体用于制硫酸，再生后的吸收液循环使用。以上方法属于脱硫的湿式工艺。

两种净化工艺比较如下表：

以冶金工厂生产的初步净化后的焦炉煤气为原料，往往需要进行精制净化以满足更高品质的用户需求，现有的精制净化根据焦炉煤气实际使用用途，有的通过湿式净化法净化，有的通过干式净化法净化，从净化效率方面，湿法工艺有局限性。湿法脱萘工艺受操作温度、脱萘油品品质影响，最好的能达到≤50～100mg/m³；湿法脱硫，最好的做到≤15mg/m³。而干法工艺，脱除杂质的效果可达到很高。但脱除效果越高，吸附剂的用量越大，运行成本越高，尤其是干法脱萘，吸附剂的再生耗能较大。

对于民用，化工原料等用途的焦炉煤气，均采用净化效果好的干式净化法净化，干式工艺中吸附剂的用量与净化效果息息相关，更换吸附剂填料是繁重的工作，固废物的处理也必须由具有专业资质的单位处理，处理费用很高。湿式净化法虽然运行费用较低，但达不到净化的效果。

发明内容

本发明实际需要解决的技术问题是：焦炉煤气纯干式净化法吸附剂用量大，更换吸附剂填料是繁重的工作，固废物的处理也必须由具有专业资质的单位处理，处理费用很高。湿式净化法虽然运行费用较低，但达不到净化要求的效果。综合考虑，为降低干法脱萘吸附剂的负担，先用湿法粗脱，将湿法工艺放在干法工艺之前，关键点：要避免湿法段的洗油、柴油等吸收液随气流带入干式吸收塔。

湿法脱硫效率不高，要达到同等效果，较干法脱硫而言，湿法脱硫占地大、投资高、辅助系统较多、能源消耗较大，尤其是脱硫废液的处理，对非焦化企业是个较大的难题。一般工厂没有能处理脱硫废液装置，需建立储运装置外送处理。另外，由于系统复杂，运行维护也较繁。由此，脱硫工艺只保留干法工艺。具体技术方案如下：

本发明提供了一种焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，包括湿法段和干法段，所述湿法段包括以下步骤：初步净化后的焦炉煤气进入油洗萘塔1，循环洗油流入油洗萘塔1的油槽1b，再流出油槽1b后经油泵7到达所述油洗萘塔1的上部，再经喷头1a向下喷淋，对油洗萘塔内的煤气进行喷淋洗涤，所述油泵7和喷头1a之间还设有换热器2，低压蒸汽在所述换热器2处对循环洗油进行加热，使循环洗油的油温高于煤气温度3～5℃；焦炉煤气流出油洗萘塔1，进入电捕焦油器3，捕集大部分残存的洗油雾、焦油雾；所述干法段包括以下步骤：焦炉煤气流出电捕焦油器3，进入除油脱萘装置，所述除油脱萘装置内装填固体吸附剂，除油脱萘装置使用一段时间后，将低压蒸汽经过电加热器4后形成过热蒸汽，对除油脱萘装置进行吹扫，将除油脱萘装置中的杂质脱附出来，从而使所述固体吸附剂再生；焦炉煤气流出除油脱萘装置后流入脱硫装置，所述脱硫装置内装填固体脱硫剂，焦炉煤气流出所述脱硫装置后形成精制净化的煤气。

优选的，所述固体吸附剂包括活性炭，三氧化铝。

优选的，所述过热蒸汽为温度为350℃的蒸汽。

优选的，所述固体脱硫剂包括Fe₂O₃.H₂O。

优选的，所述除油脱萘装置为两个并联连接的除油脱萘器5。

优选的，所述脱硫装置为三个并联/串联连接的脱硫塔6。

本发明与现有技术的不同之处主要在于：采用了干湿结合的工艺对焦炉煤气进行精制净化，取代原有的纯干法净化，经济性大大提高。

本发明的有益效果在于：

1）采用干湿结合的煤气净化工艺，净化效果优于湿式，可以达到焦油含量≤5mg/m3、硫化氢含量≤5mg/m3、萘含量≤20mg/m3。

2）采用干湿结合的煤气净化工艺，既保证了净化效果，又利于实施。

脱萘段先湿法、再干法，充分发挥了湿法工艺的作用，减轻了干法段的负担，从而降低了吸附剂填料再生、填料更换的负担。

3）降低运行费用，降低成本。

4）利用电捕焦油器和除油脱萘器对洗萘塔内的洗油进行滤除，使得不因湿法段自身的工艺产生新的杂质。

5）对脱萘和脱硫的干、湿法进行优化组合，使得整个精制净化工艺不繁琐，流水线设备结构简单，降低成本同时兼顾了效率。

附图说明

图1是本发明焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺流程的示意图。

其中，1、洗萘塔，2、换热器，3、电捕焦油器，4、电加热器，5、除油脱萘器，6、脱硫塔，7、油泵。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

针对远离焦化厂、又需要精制焦炉煤气的用户，结合干湿净化工艺的优缺点使用一种工艺简单、投资省、占地少、方便操作维护的深度精制煤气净化工艺。

首先，湿法段部分，来自焦化厂的经过初步净化的焦炉煤气，先进入填料式油洗萘塔1，用循环洗油喷淋洗涤煤气。为了保持循环油温度经常高于煤气温度3～5°C，用0.6MPa的饱和蒸汽经过换热器2对洗油加热。洗油的洗萘操作将含萘量从400mg/m3降低到80mg/m3以下，为了维持洗油的吸收活力，每天需要将洗油部分替换，新鲜洗油补入填料式油洗萘塔1的油槽内。

洗萘塔1后设电捕焦油器3，以捕集大部分残存的洗油雾、焦油雾。经电捕焦油器3后焦油含量基本达到10mg/m3以下。电捕焦油器3捕集下的焦油由管道排入污水池混入含萘污水一并处理。

其次，干法段部分，出电捕焦油器3的煤气进入正处于吸附状态的除油脱萘器5，煤气中的焦油、萘、部分硫、苯等组分被装填吸附剂的孔所吸附，从而使煤气得以净化，将煤气中含萘量从80mg/m3降低到20mg/m3以下，焦油含量脱至5mg/m3以下。

除油脱萘器内装填固体吸附剂，吸附剂介绍如下：

a.TZ-D0101以煤为原料，经高温碳化后再浸渍高分子有机物而成，专用于脱除焦炉煤气中焦油、萘、油雾的吸附剂;

b.TZ-B0302属于煤质类活性炭，添加了多种助催化剂经高温碳化和活化，主要用于脱除焦炉煤气中硫、萘、苯、焦油、油雾等杂质的吸附剂，对杂质都有较好的脱除作用。

c.TZ-B0103属于煤质类活性炭，添加了多种助催化剂经高温碳化和活化，专用于脱除焦炉煤气中硫、萘、苯、油雾等杂质的吸附剂，用于煤气的深度净化。

d.TZ-C0102主要由三氧化铝组成的用于气体分布的耐高温的磁球。

除油脱萘器使用一段时间后需进行填料再生。再生方法：用电加热器4对低压蒸汽进行加热，形成350℃的过热蒸汽对除油脱萘器进行直接吹扫，将脱油脱萘器中的焦油、萘等杂质脱附出来，从而使吸附剂填料再生。

出除油脱萘器的焦炉煤气进入脱硫塔，经脱硫塔内填料的吸附，出塔后的煤气中H₂S含量不超过5mg/Nm³。本工序由3台精脱硫塔组成。脱硫塔内装填固体脱硫剂，该脱硫剂具有容量大、阻力小、活性高、适用广、操作方便等优点。它是以氧化铁(a-Fe₂O₃.H₂O和r-Fe₂O₃.H₂O)为主要活性组份，添加了多种助催化剂和有机载体氧化复合而成的高效煤气脱硫剂。为了提高脱硫剂的利用效率，3台脱硫塔可并联亦可串联操作。

焦炉煤气流出脱硫塔6后形成精制净化的煤气。

Claims

1.一种焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于，包括湿法段和干法段，所述湿法段包括以下步骤：

初步净化后的焦炉煤气进入油洗萘塔（1），循环洗油流入油洗萘塔（1）的油槽（1b），再流出油槽（1b）后经油泵（7）到达所述油洗萘塔（1）的上部，再经喷头（1a）向下喷淋，对油洗萘塔内的煤气进行喷淋洗涤，所述油泵（7）和喷头（1a）之间还设有换热器（2），低压蒸汽在所述换热器（2）处对循环洗油进行加热，使循环洗油的油温高于煤气温度3～5℃；

焦炉煤气流出油洗萘塔（1），进入电捕焦油器（3），捕集大部分残存的洗油雾、焦油雾；

所述干法段包括以下步骤：

焦炉煤气流出电捕焦油器（3），进入除油脱萘装置，所述除油脱萘装置内装填固体吸附剂，除油脱萘装置使用一段时间后，将低压蒸汽经过电加热器（4）后形成过热蒸汽，对除油脱萘装置进行吹扫，将除油脱萘装置中的杂质脱附出来，从而使所述固体吸附剂再生；

焦炉煤气流出除油脱萘装置后流入脱硫装置，所述脱硫装置内装填固体脱硫剂，焦炉煤气流出所述脱硫装置后形成精制净化的煤气。

2.如权利要求1所述的焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于：

所述固体吸附剂包括活性炭，三氧化铝。

3.如权利要求1所述的焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于：

所述过热蒸汽为温度为350℃的蒸汽。

4.如权利要求1所述的焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于：

所述固体脱硫剂包括Fe₂O₃.H₂O。

5.如权利要求1所述的焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于：

所述除油脱萘装置为两个并联连接的除油脱萘器（5）。

6.如权利要求1所述的焦炉煤气干湿结合法精制净化工艺，其特征在于：

所述脱硫装置为三个并联/串联连接的脱硫塔（6）。