CN105542873A - 焦炉煤气的净化工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了焦炉煤气的净化工艺系统，所述的净化工艺系统包括依次相连的初冷塔、电捕焦油器、预冷塔、洗苯塔、脱硫塔、终冷塔和除氨器，初冷器连通在焦炉煤气管上，在除氨器上设有净化煤气出口，在脱硫塔上连接有为脱硫塔提供脱硫液的再生塔。本发明涉及的工艺系统脱硫效率高，净化后的煤气可直接用于城市民用、冶金工业等使用，脱硫净化后，硫化氢含量可降到0.02g/m³，氰化氢可降到0.1g/m³。

Description

焦炉煤气的净化工艺系统

技术领域

本发明是焦炉煤气的净化工艺系统，具体涉及焦炉煤气中有害物质的净化处理工艺，属于废气治理领域。

背景技术

焦炉煤气是炼焦过程中产生的副产物，我国是炼焦大国，按每吨干煤生产320m³焦炉煤气计算，全国每年排放的焦炉煤气能达到640亿立方米之多。目前，焦炉煤气已经被广泛的应用于燃料、化工原料等方面，我们知道，未经净化的焦炉煤气中含有多种气体组份，尤其是含有焦油、萘、氰化氢、硫化氢及多种结构复杂的有机硫等，用于燃料使用时，特别是焦炉煤气因其热值高、CO含量低，常用于城市民用，由于炼焦原料煤中的硫多以硫化氢的形式转入煤气，在燃烧过程中易产生二氧化硫，不但对空气造成污染，对人体也有较大的毒害性，并且对煤气管道、煤气相关设备和燃气具有严重的腐蚀作用；用于化工原料时，可作用钢铁企业炼制钢材，但焦炉煤气中硫化氢的含量则会降低钢材质量，因此，焦炉煤气在使用前必须进行脱硫处理。

以脱硫处理为例，现有的焦炉煤气脱硫处理方法主要有干法脱硫和湿法脱硫两种，干法脱硫是将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，使氢氧化铁与硫化氢反应生成硫化铁或硫化亚铁，当饱和后，使脱硫剂与空气接触，在有水分存在时，空气中的氧将铁的硫化物转化成氧化物，脱硫剂再生连续使用一般适用于煤气产量在8000/h以下规模较小的焦化企业；湿法脱硫是指煤气送入脱硫塔后与塔顶喷洒下来的脱硫液逆流接触，煤气中的硫化氢被吸收溶液吸收后，由塔顶排出，吸收液中的脱硫剂与硫化氢反应生成化合物，脱硫富液与空气接触，发生氧化反应，是脱硫液再生，单质硫析出的过程。

在现有脱硫湿法工艺的基础上，专利文献CN101250440（一种湿法脱硫系统及其脱硫工艺，2008-08-27）提出了一种能有效消除了单质硫造成的熔流釜和废液槽的堵塞，保证管线和各脱硫设备的正常连续运转的湿法脱硫工艺，能减轻湿法脱硫系统的操作环境和强度。但随着工业发展和环境保护意识的增强，特别是冶金工厂，对高质量钢材的轧制使用的焦化煤气的含硫量也有了更高的要求，因此，一种高效率、低污染的净化工艺是目前处理焦化煤气的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供焦炉煤气的净化工艺系统，本系统经降温、除焦油、洗苯后送至脱硫塔，再生塔内的脱硫液在脱硫塔内喷淋，除洗萘后的煤气中的H₂S、HCN、CO₂等酸性气体被脱硫液吸收后，再进行降温、除氨，得到净化煤气，该净化煤气可直接用于城市民用、冶金工业等使用，脱硫率高达98%。

本发明通过下述技术方案实现：焦炉煤气的净化工艺系统，所述的净化工艺系统包括依次相连的初冷塔、电捕焦油器、预冷塔、洗苯塔、脱硫塔、终冷塔和除氨器，初冷塔连通在焦炉煤气管上，在除氨器上设有净化煤气出口，在脱硫塔上连接有为脱硫塔提供脱硫液的再生塔。

焦炉煤气由炼焦过程中产生，其温度较高，初冷塔采用空气进行换热，初冷后焦炉煤气温度控制在85～120℃之间，电捕焦油器利用机械化澄清或焦油氨水分离槽两种方式将焦油与煤气进行分离，煤气由预冷塔将温度控制在60～80℃后，送至洗苯塔，洗苯塔采用油洗萘方式，利用洗油洗涤煤气并吸收其中的萘，一般可将煤气的含萘量降至0.5g/m³以下，洗苯塔除萘后获得的煤气被送至脱硫塔，由来自再生塔的脱硫液喷淋去除煤气中的H₂S、HCN、CO₂等酸性气体后，再送至终冷塔进行降温，终冷塔能将煤气温度控制在30℃以下，然后再送至除氨器，除氨器对煤气除氨后即可获得净化煤气，并由净化煤气出口送至用户。

本工艺系统脱硫效率高，净化后的煤气达到城市煤气标准，煤气经脱硫塔后，硫化氢含量可降到0.02g/m³，氰化氢可降到0.1g/m³。

在本发明中，所述脱硫塔的上段设有NaOH洗涤段，脱硫塔顶部设有与终冷塔相连的煤气出口，脱硫塔下段设有与洗苯塔相连接的煤气入口、与再生塔相连的脱硫液入口和富液出口。

煤气由煤气入口送入脱硫塔的下段，脱硫液入口将来自再生塔的贫液喷洒至脱硫塔的下段，对送入的煤气进行洗涤，脱除煤气中的H₂S、HCN、CO₂等酸性气体，洗涤后的煤气经NaOH洗涤段用5%的NaOH溶液洗涤后由脱硫塔顶部的煤气出口送至终冷塔；洗涤液从富液出口送至再生塔，再生塔对洗涤液进行再生，析出酸性气体H₂S、HCN、CO₂后制得贫液，再由脱硫液入口送至脱硫塔继续下一轮煤气的脱硫处理。

本发明设计合理，在连接再生塔与脱硫液入口、再生塔与富液出口的管道上连接有储液罐，用于在系统检修时，用泵将脱硫塔和再生塔中的料液送至储液罐，开车时，再将储液罐内的料液送至再生塔，再生后送至脱硫塔开始脱硫处理。

所述的除氨器为设有硫铵出口的喷淋式饱和器，在实际工业过程中，喷淋式饱和器来自于硫铵生产段，煤气送入硫铵工段的喷淋式饱和器，在喷淋式饱和器中与含游离酸量（硫酸）3.5～45%的循环母液喷洒，循环母液吸收煤气中的氨后形成硫铵，经喷淋式饱和器除氨后的煤气中含氨量一般小于0.05g/m³。

在所述电捕焦油器和预冷塔之间连接有鼓风机，除焦油后的煤气由鼓风机送入预冷塔进行降温，鼓风机一方面能降低煤气的温度，另一方面还能降低煤气的含水量，在一定程度上能提高后续煤气的净化效率，实际使用效果良好。

为降低环境污染，提高焦炉煤气的净化效率，在所述再生塔上设有酸气出口，在该酸气出口上连接有克劳斯装置，克劳斯装置的尾气出口与焦炉煤气管相连通，同时，克劳斯装置还能将酸性气体中单质硫脱除，用于生产硫磺，硫磺回收后可用于医药、化工等领域，丰富了下游产品的多样性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明涉及的工艺系统脱硫效率高，净化后的煤气可直接用于城市民用、冶金工业等使用，脱硫净化后，硫化氢含量可降到0.02g/m³，氰化氢可降到0.1g/m³。

（2）本发明采用储液罐的设计，用于在系统检修时，用泵将脱硫塔和再生塔中的料液送至储液罐，开车时，再用泵将储液罐内的料液送至再生塔，再生后送至脱硫塔开始脱硫处理，便于设备的检修和系统维护。

（3）本发明利用鼓风机除焦油后的煤气送入预冷塔进行降温，鼓风机一方面能降低煤气的温度，另一方面还能降低煤气的含水量，在一定程度上能提高后续煤气的净化效率，实际使用效果良好。

（4）本发明通过再生塔对洗涤液解析后再次循环利用，解析出的酸性气体再经克劳斯装置生产硫磺用于回收，尾气再送至焦炉煤气循环净化处理，避免的环境的二次污染，适宜广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图（一）

图2为本发明的工艺流程图（二）

其中，1—焦炉煤气管，2—净化煤气出口，3—NaOH洗涤段，4—煤气出口，5—煤气入口，6—脱硫液入口，7—富液出口，8—硫铵出口，9—酸气出口，10—尾气出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例提出了焦炉煤气的净化工艺系统，其结构如图1所示，包括依次相连的初冷塔、电捕焦油器、预冷塔、洗苯塔、脱硫塔、终冷塔和除氨器，初冷塔连接在焦炉煤气管1上，在除氨器上设有净化煤气出口2，在脱硫塔上连接有为脱硫塔提供脱硫液的再生塔，脱硫塔的上段设有NaOH洗涤段3，脱硫塔顶部设有与终冷塔相连的煤气出口4，脱硫塔下段设有与洗苯塔相连接的煤气入口5、与再生塔相连的脱硫液入口6和富液出口7。

本实施例的工艺流程如下：焦炉煤气由焦炉煤气管1送至初冷塔，经电捕焦油器除焦油、预冷塔降温至60～80℃、洗苯塔除萘后，由煤气入口5送入脱硫塔下段，由于脱硫塔的脱硫液入口6和富液出口7分别与再生塔相连接，因此，送入脱硫塔下段的煤气由脱硫液进行洗涤，形成的洗涤液再由富液出口7送至再生塔，经再生塔再生后再由脱硫液入口6送入脱硫塔用作脱硫液使用，送入脱硫塔下段的煤气经脱硫液洗涤后，脱除了煤气中的H₂S、HCN、CO₂等酸性气体，然后再经脱硫塔上段的NaOH洗涤段3，用5%的NaOH溶液洗涤后由煤气出口4送至终冷塔，经脱硫塔后的煤气中硫化氢含量降至0.02g/m³，氰化氢降至0.1g/m³，终冷塔将煤气降温至30℃以下，然后再送至除氨器除氨，获得的净化煤气再由净化煤气出口2送至用户，系统的脱硫净化率可达到98%。

在实际操作过程中，为方便系统维护和设备检修，本实施例在连接再生塔与脱硫液入口6、再生塔与富液出口7的管道上还连接有储液罐，如图1所示，在系统检修前，可用泵将脱硫塔和再生塔中的料液送至储液罐进行封存，检修完成后，再将储液罐内的料液用泵送至再生塔，系统开车后，料液经再生后送至脱硫塔开始脱硫处理。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，具有以下区别：如图2所示，本实施例涉及的除氨器为设有硫铵出口8的喷淋式饱和器，在实际工业过程中，喷淋式饱和器来自于硫铵生产段，煤气送入硫铵工段的喷淋式饱和器，在喷淋式饱和器中与含游离酸量（硫酸）3.5～45%的循环母液喷洒，循环母液吸收煤气中的氨后形成硫铵，经喷淋式饱和器除氨后的煤气中含氨量一般小于0.05g/m³。

如图2所示，本实施例在电捕焦油器和预冷塔之间连接有鼓风机，除焦油后的煤气由鼓风机送入预冷塔进行降温处理，鼓风机一方面能降低煤气的温度，另一方面还能降低煤气的含水量，在一定程度上能提高煤气的后续净化效率，实际使用效果良好。

如图2所示，本实施例设置有克劳斯装置，再生塔对脱硫塔的洗涤液进行再生，析出的酸性气体H₂S、HCN、CO₂等由再生塔上的酸气出口9送出，再经真空泵送至克劳斯装置，该克劳斯装置的尾气出口10又与焦炉煤气管1相连通。在实际使用时，克劳斯装置能将酸性气体中单质硫脱除，用于生产硫磺，硫磺回收后可用于医药、化工等领域，脱出单质硫后的气体尾气由尾气出口10送至焦炉煤气管1，一方面能降低焦炉煤气的温度，另一方面能在此对尾气进行净化，降低二次污染，提高焦炉煤气的净化效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：所述的净化工艺系统包括依次相连的初冷塔、电捕焦油器、预冷塔、洗苯塔、脱硫塔、终冷塔和除氨器，初冷塔连通在焦炉煤气管（1）上，在除氨器上设有净化煤气出口（2），在脱硫塔上连接有为脱硫塔提供脱硫液的再生塔。

2.根据权利要求1所述的焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：所述脱硫塔的上段设有NaOH洗涤段（3），脱硫塔顶部设有与终冷塔相连的煤气出口（4），脱硫塔下段设有与洗苯塔相连接的煤气入口（5）、与再生塔相连的脱硫液入口（6）和富液出口（7）。

3.根据权利要求2所述的焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：在连接再生塔与脱硫液入口（6）、再生塔与富液出口（7）的管道上连接有储液罐。

4.根据权利要求1所述的焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：所述的除氨器为设有硫铵出口（8）的喷淋式饱和器。

5.根据权利要求1所述的焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：在所述电捕焦油器和预冷塔之间连接有鼓风机。

6.根据权利要求1～5所述的焦炉煤气的净化工艺系统，其特征在于：在所述再生塔上设有酸气出口（9），在该酸气出口（9）上连接有克劳斯装置，克劳斯装置的尾气出口（10）与焦炉煤气管（1）相连通。