CN103204469B - 电石炉尾气全低变工艺 - Google Patents
电石炉尾气全低变工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103204469B CN103204469B CN201310090875.0A CN201310090875A CN103204469B CN 103204469 B CN103204469 B CN 103204469B CN 201310090875 A CN201310090875 A CN 201310090875A CN 103204469 B CN103204469 B CN 103204469B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low
- full
- technique
- calcium carbide
- transformation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电石炉尾气全低变工艺,包括依次相连接的除油炉、净化炉、热交换器Ⅰ、除氧炉、第一增湿器、预变换炉、主变换炉、汽包、第二增湿器、第二变换炉、热交换器Ⅱ、第三变换炉和热交换器Ⅲ,以上组成电石炉尾气净化的全低变系统;本发明通过采用全低变工艺处理电石炉尾气,从根本上解决了现有电石炉气变换工艺存在的催化剂在低汽气比下过度还原及硫中毒、设备能力低等问题;实现了高浓度CO变换的工业化,彻底改变了传统煤化工使用绝热炉进行炉气变换的变换技术,使低硫气体实现了补硫变换的运行;具有一氧化碳变换率高、蒸汽消耗低、装置可靠等特点。可广泛应用于煤气分离技术领域中,特别使用于电石炉尾气全低变工艺中。
Description
技术领域
本发明涉及煤气分离技术领域,特别适用于电石炉气全低变工艺。
背景技术
电石是高耗能、高排放行业。电石生产中,电石炉气是最大污染源。数据显示,目前全国电石生产企业近400家,合计年产量超过1500万吨。每年产生电石炉尾气35亿 m3,排放的废气大约800万吨(二氧化碳)、粉尘60万吨,尤其是电石炉气主要成分为一氧化碳(75%~90%),全部白白点“天灯”,相当于每年浪费240万吨标准煤,同时排放约1200万吨CO2,对环境造成极大污染。
目前电石炉尾气的利用主要集中在锅炉燃烧、烧石灰、焦炭烘干、发电等,这些都是利用电石炉尾气的燃烧热,是一种底端利用。为了解决电石炉尾气污染环境及利用率低等问题,根据电石炉尾气的主要成分为CO,提出了将电石炉尾气经净化并变换等化学反应后生产醋酸、甲酸、光气、合成氨、甲醇、乙二醇等化工产品。结果表明:利用电石炉尾气生产化工产品技术可行,经济效益显著,环境效益巨大,尤其是将电石炉尾气的综合利用与现有煤化工相结合,用电石炉尾气替代一部分合成气,电石炉尾气的利用价值将的到大幅提升,利用电石炉尾气生产化工产品可节省煤炭资源,减少大量的二氧化碳排放,实现经济效益和环境效益的协调发展。
由于一氧化碳变换反应属于可逆的放热反应,其化学反应受质量作用定律和化学反应热力学平衡的制约,即过量的水蒸气和适当低的温度(必须满足催化剂活性温度要求)将有利于使尽可能多的一氧化碳转化成为氢气,但多耗蒸汽又会增加生产成本,因此,在确定流程时需要综合考虑催化剂最佳活性温度、一氧化碳变化率、蒸汽消耗、装置的可靠性、操作的便捷、维护的简易等多种因素。传统的变换工艺大多采用中温变换、低温变换、中串低或中低低变换流程,但这些方法存在以下缺点:一是催化剂在低汽气比下的会发生过度还原和硫中毒;二是高浓度CO变换还在试验阶段;三是低硫气体进行补硫变换还存在问题;四是其设备能力和节能效果较差;五是装置可靠性低、不便于维护。因此,研究开发工艺合理、节能效果好的电石炉气变换工艺具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的问题,提供一种从根本上解决现有技术中催化剂在低汽气比下的过度还原剂硫中毒、高浓度CO变换、低硫气体进行补硫变换等问题,在相同操作条件和工况下其设备能力和节能效果好,且装置可靠性高、操作便捷、易维护的一种电石炉尾气全低变工艺。
本发明采用的技术方案是:本发明所述的一种电石炉尾气全低变工艺,包括依次相连接的除油炉、净化炉、热交换器Ⅰ、除氧炉、第一增湿器、预变换炉、主变换炉、汽包、第二增湿器、第二变换炉、热交换器Ⅱ、第三变换炉和热交换器Ⅲ,以上组成电石炉尾气净化的全低变系统;
①除尘后的电石炉尾气首先依次进入除油炉及净化炉,除油、脱磷、脱氯、脱氟,再进入热交换器Ⅰ升温后配少量蒸汽后进入除氧炉,在除氧炉中装有脱砷剂、脱氧剂,除去电石炉尾气中的杂质砷及氧;
②除氧炉出口电石炉尾气经第一增湿器上段喷水降温后,进入预变换炉上段低温加氢进行CO变换;然后进第一增湿器下段喷水并添加蒸汽后,气体降温至220℃进入预变换炉下段,然后进入主变换炉进行变换反应;
③主变换炉出口变换气温度210℃~230℃,工艺气中CO含量控制在25%~35%(干基vol)通过调节水汽比来控制;
④主变换炉出口变换气经过第二增湿器喷脱盐水并添加蒸汽后,进入第二变换炉上段经催化剂作用进行变换反应,第二变换炉上段出口变换气温度控制在250℃~320℃,再进入第二变换炉下段经高温加氢催化剂作用,出第二变换炉下段变换气温度控制在280℃~320℃,经过热交换器Ⅱ回收能量后,进入第三变换炉进行变换反应,将出第二变换炉变换气中所含的水蒸气与CO进一步反应,以达到节能减排的目的,并且控制CO浓度达到指标要求;出第三变换炉的变换气经过热交换器Ⅲ后进入电石炉气净化的下一工段。变换系统采用等温变换技术,主变换炉为等温变换炉,预变炉、第一变换炉、第二变换炉为绝热炉。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤①经热交换器Ⅰ后电石炉气被加热至190℃~220℃。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤①进入除油炉的电石炉气压力控制在0.8 Mpa~3.0Mpa。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤③过程的水汽比控制在0~0.2(体积比)。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤④的加氢催化剂为钴钼钾系催化剂。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤④的加氢变换过程温度控制在180℃~222℃。
所述的电石炉尾气全低变工艺,高压热脱盐水作为汽包的给水,汽包产生的蒸汽既可以供自己系统补充所用,也可以并进外网蒸汽系统。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤④经热交换器Ⅱ后变换气温度降至185℃~195℃。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其步骤④控制CO浓度在0.1%~70%之间随意调整,以满足下一工段的各种需求。
所述的电石炉尾气全低变工艺,保证全低变系统中硫含量在45 mg/Nm3~300mg/Nm3之间。
所述的电石炉尾气全低变工艺,杂质组分砷、硫、磷、HCN、氯、碘可以脱除至0.1ppm以下,不饱和烃可以脱除至50ppm以下。
所述的电石炉尾气全低变工艺,其全低变系统中压力控制在0.8 Mpa~6.0Mpa。
本发明的有益效果:本发明通过采用全低变工艺处理电石炉尾气,从根本上解决了现有电石炉气变换工艺存在的催化剂在低汽气比下过度还原及硫中毒、设备能力低、蒸汽消耗高、节能效果差等问题;实现了高浓度CO变换的工业化,彻底改变了传统煤化工使用绝热炉进行炉气变换的变换技术,使低硫气体实现了补硫变换的运行,能耗低并副产2.2Mpa的蒸汽,实现了变换升温合成器的回收利用;具有一氧化碳变换率高、蒸汽消耗低、装置可靠、操作便捷、易维护的特点,降低了生产成本的同时也达到了工业排放气有效回收利用、减少环境污染、节能减排、变废为宝的目的,具有较好的经济效益和社会效益。可广泛应用于煤气分离技术领域中,特别使用于电石炉尾气全低变工艺中。
附图说明:
图1为本发明的工艺流程图。
图1中:1为除油炉、2为净化炉、3为热交换器Ⅰ、4为除氧炉、5为第一增湿器、6为预变换炉、7为汽包、8为主变换炉、9为第二增湿器、10为第二变换炉、11为第三变换炉、12为热交换器Ⅲ、13为热交换器Ⅱ。
具体实施方式:
参照附图1,本实施例包括依次相连接的除油炉1、净化炉2、热交换器Ⅰ3、除氧炉4、第一增湿器5、预变换炉6、主变换炉8、汽包7、第二增湿器9、第二变换炉10、热交换器Ⅱ13、第三变换炉11和热交换器Ⅲ12,以上组成电石炉尾气净化的全低变系统;
①除尘后的电石炉尾气首先依次进入除油炉及净化炉,除油、脱磷、脱氯、脱氟,再进入热交换器Ⅰ升温后配少量蒸汽后进入除氧炉,在除氧炉中装有脱砷剂、脱氧剂,除去电石炉尾气中的杂质砷及氧;
②除氧炉出口电石炉尾气经第一增湿器上段喷水降温后,进入预变换炉上段低温加氢进行CO变换;然后进第一增湿器下段喷水并添加蒸汽后,气体降温至220℃进入预变换炉下段,然后进入主变换炉进行变换反应;
③主变换炉出口变换气温度220℃,工艺气中CO含量控制在30%(干基vol),通过调节水汽比来控制;
④主变换炉出口变换气经过第二增湿器喷脱盐水并添加蒸汽后,进入第二变换炉上段经催化剂作用进行变换反应,第二变换炉上段出口变换气温度控制在290℃,再进入第二变换炉下段经高温加氢催化剂作用,出第二变换炉下段变换气温度控制在290℃,经过热交换器Ⅱ回收能量后,进入第三变换炉进行变换反应,将出第二变换炉变换气中所含的水蒸气与CO进一步反应,以达到节能减排的目的,并且控制CO浓度达到指标要求;出第三变换炉的变换气经过热交换器Ⅲ后进入电石炉气净化的下一工段。
另一实施例不同之处在于步骤①经热交换器Ⅰ后电石炉气被加热至190℃。
另一实施例不同之处在于步骤①经热交换器Ⅰ后电石炉气被加热至200℃。
另一实施例不同之处在于步骤①经热交换器Ⅰ后电石炉气被加热至220℃。
另一实施例不同之处在于步骤①进入除油炉的电石炉气压力控制在0.8Mpa。
另一实施例不同之处在于步骤①进入除油炉的电石炉气压力控制在2.0Mpa。
另一实施例不同之处在于步骤①进入除油炉的电石炉气压力控制在3.0Mpa。
另一实施例不同之处在于步骤③过程的水汽比控制在0.18。
另一实施例不同之处在于步骤③过程的水汽比控制在0.1。
另一实施例不同之处在于步骤③过程的水汽比控制在0.05。
另一实施例不同之处在于步骤④的加氢催化剂为钴钼钾系催化剂。
另一实施例不同之处在于步骤④的加氢变换过程温度控制在222℃。
另一实施例不同之处在于步骤④的加氢变换过程温度控制在220℃。
另一实施例不同之处在于步骤④的加氢变换过程温度控制在200℃。
另一实施例不同之处在于步骤④的加氢变换过程温度控制在180℃。
另一实施例不同之处在于高压热脱盐水作为汽包的给水,汽包产生的蒸汽既可以供自己系统补充所用,也可以并进外网蒸汽系统,根据实际生产情况需要而定。
另一实施例不同之处在于步骤④经热交换器Ⅱ后变换气温度降至185℃。
另一实施例不同之处在于步骤④经热交换器Ⅱ后变换气温度降至190℃。
另一实施例不同之处在于步骤④经热交换器Ⅱ后变换气温度降至195℃。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在0.1%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在1%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在20%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在20%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在50%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于步骤④控制CO浓度在70%,以满足下一工段的需求。
另一实施例不同之处在于全低变系统中硫含量为45 mg/Nm3。
另一实施例不同之处在于全低变系统中硫含量为180mg/Nm3。
另一实施例不同之处在于全低变系统中硫含量为230mg/Nm3。
另一实施例不同之处在于全低变系统中硫含量为300mg/Nm3。
另一实施例不同之处在于杂质组分砷、硫、磷、HCN、氯、碘可以脱除至0.1ppm,不饱和烃可以脱除至50ppm。
另一实施例不同之处在于杂质组分砷、硫、磷、HCN、氯、碘可以脱除至0.05ppm,不饱和烃可以脱除至20ppm。
另一实施例不同之处在于全低变系统中压力控制在0.8Mpa。
另一实施例不同之处在于全低变系统中压力控制在2.0Mpa。
另一实施例不同之处在于全低变系统中压力控制在4.0Mpa。
另一实施例不同之处在于全低变系统中压力控制在6.0Mpa。
Claims (12)
1.一种电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:包括依次相连接的除油炉、净化炉、热交换器Ⅰ、除氧炉、第一增湿器、预变换炉、主变换炉、汽包、第二增湿器、第二变换炉、热交换器Ⅱ、第三变换炉和热交换器Ⅲ,以上组成电石炉尾气净化的全低变系统;
①除尘后的电石炉尾气首先依次进入除油炉及净化炉,除油、脱磷、脱氯、脱氟,再进入热交换器Ⅰ升温后配少量蒸汽后进入除氧炉,在除氧炉中装有脱砷剂、脱氧剂,除去电石炉尾气中的杂质砷及氧;
②除氧炉出口电石炉尾气经第一增湿器上段喷水降温后,进入预变换炉上段低温加氢进行CO变换;然后进第一增湿器下段喷水并添加蒸汽后,气体降温至220℃进入预变换炉下段,然后进入主变换炉进行变换反应;
③主变换炉出口变换气温度210℃~230℃,工艺气中CO含量控制在25%~35%,通过调节水汽比来控制;
④主变换炉出口变换气经过第二增湿器喷脱盐水并添加蒸汽后,进入第二变换炉上段经催化剂作用进行变换反应,第二变换炉上段出口变换气温度控制在250℃~320℃,再进入第二变换炉下段经高温加氢催化剂作用,出第二变换炉下段变换气温度控制在280℃~320℃,经过热交换器Ⅱ回收能量后,进入第三变换炉进行变换反应,将出第二变换炉变换气中所含的水蒸气与CO进一步反应,以达到节能减排的目的,并且控制CO浓度达到指标要求;出第三变换炉的变换气经过热交换器Ⅲ后进入电石炉气净化的下一工段。
2.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤①经热交换器Ⅰ后电石炉气被加热至190℃~220℃。
3.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤①进入除油炉的电石炉气压力控制在0.8MPa~3.0MPa。
4.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤③过程的水汽比控制在0~0.2。
5.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤④的加氢催化剂为钴钼钾系催化剂。
6.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤④的加氢变换过程温度控制在180℃~222℃。
7.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:高压热脱盐水作为汽包的给水,汽包产生的蒸汽供自己系统补充所用或并进外网蒸汽系统。
8.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤④经热交换器Ⅱ后变换气温度降至185℃~195℃。
9.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:步骤④控制CO浓度在0.1%~70%之间随意调整,以满足下一工段的各种需求。
10.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:保证全低变系统中硫含量在45 mg/Nm3 ~300mg/Nm3之间。
11.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:杂质组分砷、硫、磷、HCN、氯、碘脱除至0.1ppm以下,不饱和烃脱除至50ppm以下。
12.根据权利要求1电石炉尾气全低变工艺,其特征在于:全低变系统中压力控制在0.8 MPa~6.0MPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310090875.0A CN103204469B (zh) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 电石炉尾气全低变工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310090875.0A CN103204469B (zh) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 电石炉尾气全低变工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103204469A CN103204469A (zh) | 2013-07-17 |
CN103204469B true CN103204469B (zh) | 2015-04-08 |
Family
ID=48751916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310090875.0A Active CN103204469B (zh) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 电石炉尾气全低变工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103204469B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105692550B (zh) * | 2016-02-04 | 2017-11-24 | 中国五环工程有限公司 | 电石尾气厌硫型深度变换工艺 |
CN106187684B (zh) * | 2016-07-01 | 2019-03-22 | 茂县鑫新能源有限公司 | 基于控温变换的电石炉尾气制备甲醇和二甲醚的方法 |
CN109264666A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-25 | 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 | 一种硅锰炉尾气等温无硫变换工艺及系统 |
CN109438181A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-08 | 鄂尔多斯市瀚博科技有限公司 | 一种利用硅锰炉尾气生产甲醇的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1109843A (zh) * | 1995-02-08 | 1995-10-11 | 黄家鹄 | 铜锌系催化剂的一氧化碳全低温变换方法 |
CN1939840A (zh) * | 2006-09-30 | 2007-04-04 | 宁夏英力特电力集团股份有限公司 | 电石炉尾气的处理与再利用方法 |
CN101284763A (zh) * | 2008-05-29 | 2008-10-15 | 傅永茂 | 一种利用电石炉尾气生产乙二醇的工艺 |
CN102050699A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-11 | 茌平信祥化工有限公司 | 利用电石尾气联合生产甲醇和氨的工艺 |
CN102627280A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-08-08 | 西南化工研究设计院 | 一种电石炉气净化提浓co的方法 |
-
2013
- 2013-03-21 CN CN201310090875.0A patent/CN103204469B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1109843A (zh) * | 1995-02-08 | 1995-10-11 | 黄家鹄 | 铜锌系催化剂的一氧化碳全低温变换方法 |
CN1939840A (zh) * | 2006-09-30 | 2007-04-04 | 宁夏英力特电力集团股份有限公司 | 电石炉尾气的处理与再利用方法 |
CN101284763A (zh) * | 2008-05-29 | 2008-10-15 | 傅永茂 | 一种利用电石炉尾气生产乙二醇的工艺 |
CN102050699A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-11 | 茌平信祥化工有限公司 | 利用电石尾气联合生产甲醇和氨的工艺 |
CN102627280A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-08-08 | 西南化工研究设计院 | 一种电石炉气净化提浓co的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"用密闭电石炉尾气生产甲醇联产合成氨工艺";庄肃霞 等;《氮肥技术》;20111231;第32卷(第2期);第10-14页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103204469A (zh) | 2013-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107758617B (zh) | 一种沼气类生物质制氢方法 | |
CN101245262B (zh) | 基于煤气化与甲烷化的燃气-蒸汽联合循环系统及工艺 | |
Iordanidis et al. | Autothermal sorption-enhanced steam reforming of bio-oil/biogas mixture and energy generation by fuel cells: concept analysis and process simulation | |
CN103204470A (zh) | 电石炉气变换深度净化用于分离提纯co与h2的工艺 | |
CN107777663B (zh) | 一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法 | |
CN103204469B (zh) | 电石炉尾气全低变工艺 | |
CN204211707U (zh) | 利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置 | |
CN102899112B (zh) | 一种生产合成天然气的方法及装置 | |
CN106554831A (zh) | 一种沼气提纯及二氧化碳同步甲烷化转化的设备及工艺 | |
CN107777662B (zh) | 一种轻烃与甲醇联合制氢的方法 | |
CN103952197A (zh) | 一种利用发电系统中产生的热解气联产lng的工艺 | |
CN102876411B (zh) | 一种生产合成天然气的方法及装置 | |
CN101003359A (zh) | 以焦炉气制氢水煤气补碳制备甲醇合成气的方法 | |
Zhang | Absorption principle and techno-economic analysis of CO2 absorption technologies: A review | |
Xiang et al. | A novel coke-oven gas-to-natural gas and hydrogen process by integrating chemical looping hydrogen with methanation | |
CN101915163A (zh) | 一种使用氢气燃料和燃气轮机进行氧燃料燃烧的方法及装备 | |
CN103289768A (zh) | 一种电石尾气与焦炉煤气合成天然气的方法 | |
CN102827656A (zh) | 一种碳氢工业尾气合成代用天然气的甲烷化方法 | |
CN105570910A (zh) | 一种沼气脱碳尾气催化燃烧利用余热的方法 | |
CN203582821U (zh) | 可移动式煤制合成气甲烷化催化剂测试平台 | |
CN103013598B (zh) | 一种合成天然气的生产方法和装置 | |
CN203904284U (zh) | 煤催化气化制备竖炉用还原气的系统 | |
Peng et al. | The evaluation and comparison of carbon dioxide capture technologies applied to FCC flue gas | |
CN107021876B (zh) | 应用于石油石化行业的ccus系统及工艺方法 | |
CN104449921A (zh) | 一种生物质天然气制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |