CN118001909A - 一种焦炉烟气的利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及干熄焦技术领域，具体涉及一种焦炉烟气的利用方法，包括将焦炉烟气脱硫、脱硝、除尘处理，将处理后的焦炉烟气脱碳、脱湿，送入干熄炉，作为干熄焦的循环气体使用。本发明焦炉烟气经脱硫脱硝除尘后，转换为含有二氧化碳、水蒸气、氧气和氮气的净化气体，然后经脱碳、脱湿处理后转化为仅含有氮气和氧气的贫氧惰性气体，该气体作为干熄焦循环气体使用，可明显降低循环气体中CO2的含量，引起碳溶损反应强度降低，进而降低焦炭烧损。
Description
技术领域
本发明涉及干熄焦技术领域，具体涉及一种焦炉烟气的利用方法。
背景技术
干熄焦，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。干熄焦有诸多优点，如回收红焦显热产高温高压蒸汽二次发电；改善焦炭质量和块度；改善湿法熄焦带来的环境污染等；但干熄焦也存着焦炭烧损等缺点，通常认为原因在于，干法熄焦比湿法熄焦焦炭挥发分降低0.5％，对于190t/h小时干熄焦，在干熄炉析出的一氧化碳约170Nm3/h，氢气约1200Nm3/h，脱除本部分可燃气体所需要的空气量为950Nm3/h，折合新鲜空气4500Nm3/h。为保证循环气体可燃组分在安全范围内，实际的空气导入量在10000Nm3/h，虽然烧掉了可燃组分，但也造成了焦粉和小颗粒的直接烧损产生了二氧化碳，含有二氧化碳的循环气体重新回到干熄炉会发生焦炭溶损反应，造成焦炭烧损。现有焦炉和新建焦炉已配套脱硫脱硝除尘装置，净化后的烟气达标排放，几乎没有二次利用，存在资源浪费的问题。
焦炭烧损现象的产生，降低了焦炭产量，损失了经济效益。
如下公开了现有技术中降低焦炭烧损现象的方法或装置：
CN202220221563.3公开了一种脱碳系统及干熄焦系统，通过去除循环气体中的二氧化碳降低干熄炉焦炭烧损。其缺陷在于，仅描述了循环气体脱除二氧化碳思路，没有具体数据，并且部分脱碳达不到效果，全部脱碳成本高，且循环气体有温降效率低。
CN202222855944.X公开了一种干熄焦废气利用系统，将净化的部分废气除尘后重新导入干熄焦装置。其缺陷在于，没有去除循环气中的二氧化碳，几乎不降低烧损。
CN202211436421.X公开了一种减少干熄焦系统焦炭烧损的装置及方法，通过控制预存室可燃气体来减少空导量。其缺陷在于，属于干熄焦系统正常工艺调控，可一定程度降低烧损，不易操作。
CN202010515232.6公开了一种降低干熄焦炉中焦炭烧损率的系统和方法，通过除湿装置降低循环气体水分含量来降低烧损。其缺陷在于，干熄焦循环气体水蒸气含量仅1％，气体除湿浪费能源，消耗冷源，且降低烧损效果不明显。
CN202310230623.7公开了一种降低焦炭烧损的干熄焦方法，通过补入氮气的方法降低焦炭烧损。其缺陷在于，直接补入氮气成本比较高，不经济。
CN201910971195.7公开了一种有效降低大型化干熄焦烧损率的方法，通过部分(10-25％)循环气体脱出二氧化碳重新回至干熄炉进行换热。其缺陷在于，部分脱碳达不到效果，全部脱碳成本高，有温降效率低。
CN201910220965.4公开了一种减少干熄焦焦炭烧损的方法及制备干熄焦的装置，使用空分污氮气代替部分空气可减少焦炭烧损。缺点：空分污氮气通常用于分子筛吸附器再生和水冷塔降温，使空分污氮气含有一定的水分，水分和干熄炉焦炭发生水煤气反应，造成一定程度的烧损。
发明内容
针对干熄焦出现焦炭烧损的技术问题，本发明目的在于提供一种焦炉烟气的利用方法，对焦炉烟气处理作为干熄焦的循环气体使用，可减少干熄炉内溶损，进而减少烧损的发生，提高焦炭产量，产生较大经济效益。
本发明提供一种焦炉烟气的利用方法，包括将焦炉烟气脱硫、脱硝、除尘处理，将处理后的焦炉烟气脱碳、脱湿后送入干熄炉，作为干熄焦的循环气体使用。
进一步的，脱碳采用溶剂吸收法，可在烟气中捕捉二氧化碳，原理是基于物质的溶解性差异。在烟气中二氧化碳是主要的污染物之一，占据了相当大的比例，通过选择合适的溶剂，可以使二氧化碳在溶液中溶解，从而实现分离和捕捉的目的。常用的溶剂包括乙醇胺、二甲醇胺或甲醇胺，这些溶剂具有较高的二氧化碳溶解度，能够与二氧化碳发生化学反应，形成化合物。
进一步的，脱湿采用吸附除湿、冷凝除湿或膜法除湿中的一种。吸附除湿是利用吸附剂对烟气中的水分进行吸附，将其转换为液态水，常见的吸附剂有硅胶、活性炭等。冷凝除湿是利用温度差异将烟气中水蒸汽冷凝成液态水的方法。膜法除湿是利用半透膜对烟气中水分进行分离的方法，通过半透膜的选择通透性，将水分分离。
进一步的，将处理后的焦炉烟气脱碳、脱湿后与新鲜空气混合后形成混合气体送入干熄炉。
进一步的，混合气体中，新鲜空气的体积百分数为5％～15％。作用在于，当焦炉烟气量不足时，采用新鲜空气作为备用替代，保证循环气体流量充足。
进一步的，本发明方法采用如下装置：包括焦炉；焦炉的烟气出口通过管道连接脱硫脱硝除尘装置的烟气入口，脱硫脱硝除尘装置的烟气出口通过管道连接风机的烟气入口，风机的烟气出口通过管道连接脱碳脱湿装置的烟气入口，脱碳脱湿装置的烟气出口通过管道连接第一管线的输入端，第一管线的输出端通过管道连接干熄炉上设置的空气导入装置。
进一步的，装置还包括第二管线，第二管线的输入端连接空气供给装置，第二管线的输出端连接第一管线的输入端。
进一步的，第一管线上设有第一自调节阀门及第一流量计，第二管线上设有第二自调节阀门。
本发明的有益效果在于，本发明焦炉烟气经脱硫脱硝除尘后，转换为含有二氧化碳、水蒸气、氧气和氮气的净化气体，然后经脱碳、脱湿处理后转化为仅含有氮气和氧气的贫氧惰性气体，该气体作为干熄焦循环气体使用，可明显降低循环气体中CO2的含量，CO2含量降低引起碳溶损反应强度降低，进而降低焦炭烧损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式结构示意图。
图2是本发明具体实施方式干熄焦循环气体走向示意图。
图中，1-焦炉，2-脱硫脱硝除尘装置，3-烟囱，4-风机，5-脱碳脱湿装置，6-排液阀门，7-下液水封，8-第一管线，9-第二管线，10-第一流量计，11-第二流量计，12-第一自调节阀门，13-第二自调节阀门，14-空气导入装置，15-副省煤器，16-循环风机，17-二次除尘器，18-余热锅炉，19-一次除尘器，20-干熄炉，21-溶损段。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、图2，示出了一种焦炉烟气的利用装置：包括焦炉1；焦炉1的烟气出口通过管道连接脱硫脱硝除尘装置2的烟气入口，脱硫脱硝除尘装置2的烟气出口通过管道连接风机4的烟气入口，风机4的烟气出口通过管道连接脱碳脱湿装置5的烟气入口，脱碳脱湿装置5的烟气出口通过管道连接第一管线8的输入端，第一管线8的输出端通过管道连接干熄炉20上设置的空气导入装置14。还包括第二管线9，第二管线9的输入端连接空气供给装置，第二管线9的输出端连接第一管线8的输入端。第一管线8上设有第一自调节阀门12及第一流量计10，第二管线9上设有第二自调节阀门13，作用在于可以调节空气导入量，控制干熄炉循环气体可燃组分在安全范围内，第一流量计10作用在于监测贫氧惰性气体和/或新鲜空气的导入量。脱硫脱硝除尘装置2设有烟囱3。
在脱碳脱湿装置5与第一管线8连接的管道低点设置下液水封7，同时通过开启管道上设置的排液阀门6可将管内的水排出，减少水分进入干熄炉20发生水煤气反应，进而减少因水分进入造成的焦炭烧损。在脱碳脱湿装置5与第一管线8连接的管道上设有第二流量计11。
实施例2
本实施例焦炉烟气来自150万t/a顶装焦炉，使用贫煤气(炭黑尾气等，热值4000kJ/Nm3)时焦炉烟气量通常在36万m3/h(6％O2)左右，经脱硫、脱硝、除尘处理后烟气中二氧化碳、氮气和水蒸气的湿基比例分别为9.6％、77.1％和7.2％。一部分经烟囱排出，另一部分经风机增压后进入乙醇胺脱碳、吸附除湿转化为仅含有氮气和氧气的贫氧惰性气体，氮气和氧气比例为7.2％和92.8％，本实施例需要焦炉烟气量13000Nm3/h。
如图2，贫氧惰性气体进入干熄炉20上设置的空气导入装置14后与干熄炉20内可燃气体反应，明显了降低循环气体中二氧化碳的含量(由14.8％降至5.4％)。反应完的循环气体依次通过一次除尘器19、余热锅炉18、二次除尘器17、循环风机16、副省煤器15后进入干熄炉20与焦炭进行换热，二氧化碳含量5.4％的循环气体在溶损段21(反应温度800-1050℃)发生碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，相比二氧化碳含量较高的循环气体，反应强度明显降低，降低了焦炭溶损和烧损。
为保持干熄炉20压力在一定范围，需要从干熄炉20连续排出放散气，通过流量计可知放散气流量为19626Nm3/h，通过循环气体检测装置可以检测循环气体中CO和CO2的含量。焦炭烧损最终以CO(一氧化碳)和CO2(二氧化碳)的形式排放至干熄炉20炉体外。
实施例3
实施例3与实施例1不同的是，实施例3焦炉烟气来自使用焦炉煤气(热值17500kJ/Nm3)，焦炉烟气量通常在22万m3/h(6％O2)左右，烟气中二氧化碳、氮气和水蒸气的湿基比例分别为4.7％、73.1％和13.6％。一部分经烟囱排出，另一部分经风机增压后进入乙醇胺脱碳、吸附除湿转化为仅含有氮气和氧气的贫氧惰性气体，氮气和氧气比例为7.3％和92.7％。
实施例4
实施例4与实施例1不同的是，将处理后的贫氧惰性气体与新鲜空气混合后形成混合气体送入干熄炉，混合气体中，新鲜空气的体积百分数为10％。
对比例1
对比例1与实施例1不同的是，采用现有常规的湿法干熄焦工艺。
表1示出了实施例1及对比例1干熄焦焦炭碳损相关数据。
表1实施例1及对比例1焦炭碳损测试数据
由表1可以看出，在相同焦炭产量及干熄炉放散气流量下，实施例1循环气体中CO百分含量提升约1.1％，循环气体中CO2百分含量减少约9.8％，碳烧损率降低约0.58％，每年(按8000小时计)碳损可减少7280t，具有巨大的经济效益。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种焦炉烟气的利用方法，包括将焦炉烟气脱硫、脱硝、除尘处理，其特征在于，将处理后的焦炉烟气脱碳、脱湿，送入干熄炉，作为干熄焦的循环气体使用。
2.如权利要求1所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，脱碳采用溶剂吸收法，溶剂包括乙醇胺、二甲醇胺或甲醇胺中的一种。
3.如权利要求1所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，脱湿采用吸附除湿、冷凝除湿或膜法除湿中的一种。
4.如权利要求1所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，将处理后的焦炉烟气脱碳、脱湿后与新鲜空气混合后形成混合气体送入干熄炉。
5.如权利要求4所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，混合气体中，新鲜空气的体积百分数为5％～15％。
6.如权利要求1所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，采用如下装置：包括焦炉；焦炉的烟气出口通过管道连接脱硫脱硝除尘装置的烟气入口，脱硫脱硝除尘装置的烟气出口通过管道连接风机的烟气入口，风机的烟气出口通过管道连接脱碳脱湿装置的烟气入口，脱碳脱湿装置的烟气出口通过管道连接第一管线的输入端，第一管线的输出端通过管道连接干熄炉上设置的空气导入装置。
7.如权利要求6所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，装置还包括第二管线，第二管线的输入端连接空气供给装置，第二管线的输出端连接第一管线的输入端。
8.如权利要求7所述的焦炉烟气的利用方法，其特征在于，第一管线上设有第一自调节阀门及第一流量计，第二管线上设有第二自调节阀门。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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