CN1470616A

CN1470616A - 煤气净化方法

Info

Publication number: CN1470616A
Application number: CNA031352766A
Authority: CN
Inventors: 李开健; 苏大为
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2004-01-28

Abstract

本发明属化学工程中的煤气净化领域，特别涉及富含焦油等有机物的煤气中的焦油等有机物的净化方法。本发明采用在未经冷却的热煤气中加入适量的工业纯氧与少量热煤气反应产生的高温使煤气中的焦油、萘、苯、有机硫、氨等裂解转化成为CO、H₂、N₂、H₂S，并常温下脱除H₂S。采用该方法净化焦炉煤气和非无烟煤煤气，可使焦炉煤气增加10％～25％左右，同时大大简化了净化工艺，降低了净化成本。本发明适用于中小焦化厂和非无烟煤固定床气化工艺的煤气净化。

Description

煤气净化方法

技术领域：

本发明属化学工程中的气体净化领域，特别涉及煤炭炼焦和和非无烟煤制出的煤气中的沥青、焦油、萘、苯、请、氰化物等的净化方法。

背景技术：

煤炭炼焦过程中产生的未经冷却的焦炉煤气通常称为荒煤气，现行的净化方法是采用在荒煤气进入集气管时，喷淋循环氨水将荒煤气中的高温焦油雾冷凝成为液态焦油后，随循环氨水分离出焦炉煤气，低温焦油和萘、苯、氨、硫化氢、氰化物等则在常温下通过物理或化学吸收的方式分离出焦炉煤气。传统的焦炉煤气净化工艺由于焦炉煤气成分的复杂成分，为尽可能的多回收化工产品来冲减净化成本，不得不设置多达10余个工序近100台设备来实现净化焦炉煤气的同时分离出化工产品，这种工艺对大型炼焦厂是经济的，但对于国内众多中、小型规模焦炭厂产生的焦炉煤气的净化就不经济了。由于规模小，不仅回收的化工产品总量少、成本高，而且质量也低；由于工艺过程工序多，导致工艺复杂性、工艺设备和工艺控制参数繁多，工艺过程的稳定性低，环境污染严重，装置维修费用高，工艺设备占地宽，岗位定员人数多，工人工作环境差，劳动强度大、管理难度大，很难以赢利。

非无烟煤固定床气化无论是常压还是加压气化工艺生产的煤气也都含有不少的沥青、焦油、、中油、轻油、各种酚类、烃类、有机硫等化合物，通常的净化方法也是通过喷淋循环水将煤气中的高温焦油雾冷凝成为液态焦油后，随循环水分离出煤气；低温焦油、中油、轻油及各种酚、烃和硫化氢等则在常温下通过物理或化学吸收的方式分离出煤气系统，然后再设专门的焦油副产物分离车间，用数十台设备组成的分离系统来分离回收其中的化工产品。在中小规模制气时，不分离这些物质，煤气做燃料则煤气不能长距离输送，做化工原料显然根本就不合格，分离出来的各种有机物不回收则污染环境，回收又不能实现盈亏平衡，常常使业主处于两难的选择之中。

发明内容：

为解决富含焦油的煤气净化中存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：将炼焦炉或固定床煤气炉上部出来的含有一定水蒸汽的热煤气不经冷却直接引入一个高温裂解转化炉，并同时加入适量的工业氧气，利用氧气与煤气中的部分可燃物反应产生的800℃～1400℃高温，将热煤气中的沥青、焦油、、中油、轻油、萘、苯、氨、氰化物、有机硫及各种烃类等化合物裂解、转化成为仅含C₄以下化合物及CO、H₂、N₂、H₂S的燃料煤气；或将煤气中的所有有机物及NH₃裂解或转化成为CO、H₂、N₂、H₂S及仅含少量甲烷的化工原料煤气，再用废热蒸汽锅炉将高温煤气中的热量转化为制氧动力蒸汽后，最后在常温下脱出煤气中的H₂S，从而实现煤气的净化。

根据本发明所述的净化煤气的方法，其特征在于，采用向富含焦油的高温煤气加入氧气使少量煤气燃烧产生的高温为煤气中的焦油等化合物的裂解转化提供热源。

根据本发明所述的净化煤气的方法，其特征在于，裂解转化炉内为一直立圆柱型，上部为氧化反应区，中部为设有耐火蓄热材料的裂解转化区，下部为尘粒分离区。

根据本发明所述的净化煤气的方法，其特征在于，采用换热器将裂解转化后的煤气的高温热量加热裂解转化前的煤气，以减少工业氧气的消耗的同时更多的增加焦油转化为煤气的数量。

根据本发明所述的净化煤气的方法，其特征在于，裂解转化工艺压力为0.09Mpa～4.0Mpa。

采用高温裂解转化工艺净化焦炉煤气中的焦油、萘、苯、氨等化合物，不仅能够将现行的焦炉煤气的集气管冷却、焦油氨水分离、初冷、脱氨、终冷、脱萘、脱苯、剩余氨水处理、焦油加工九大工序简化为富氧裂解和制氧两个工序，而且可将荒煤气中的焦油、萘、苯等C₅以上的总量达150g/Nm³左右的碳烃化合物转化成为热力煤气或化工原料煤气，增产煤气25％左右，彻底消除焦炉煤气净化工艺的环境污染，降低焦炉煤气净化装置投资、占地及成本，所以裂解转化工艺净化焦炉煤气特别适合中小型焦化厂。

采用高温裂解转化工艺净化非无烟煤煤气中的焦油、萘、苯、氨等化合物，不仅能够将现行的煤气的竖管冷却、焦油循环水分离、焦油及副产品加工工序简化为富氧裂解转化一个工序，而且可将煤气中的焦油、及CH₄(总量达入炉煤总量4～9％)的碳烃化合物转化成为热力煤气或化工原料煤气，增产煤气10～20％左右，彻底消除非无烟煤煤气传统净化分离焦油工艺的环境污染，降低非无烟煤煤气净化装置的投资、占地及成本，所以裂解转化工艺净化工艺气特别适合中小型煤气厂、氮肥厂。

附图说明：

说明书附图1为本发明所述的煤气净化方法的工艺流程图。

1----未经冷却的热煤气； 6----冷却分离装器；

2----制氧装置； 7----输送煤气的加压风机；

3----裂解转化炉； 8----脱硫塔；

4----煤气换热器； 9----煤气气柜；

5----废热锅炉及软水预热器；

附图2为现行传统工艺的焦炉煤气净化工艺流程图。

1----未经冷却的热煤气； 11----循环水冷却系统；

2----集气管或竖管冷却； 12----煤气污水处理系统；

3----初冷工序； 13----剩余氨水处理系统；

4----电捕焦油工序； 14----焦油氨水分离系统；

5----加压鼓风机； 15----焦油加工分离车间；

6----脱硫脱氰工序； 16----低温水加工工序；

7----脱氨工序； 17----苯族产品加工分离工序；

8----终冷脱萘工序；

9----脱苯工序；

10----净化后的煤气；

具体实施方式：

本发明的具体实施方式如说明书附图1所示，炼焦炉顶部出来的约600℃～800℃的高温热焦炉煤气1经保温管道送入煤气换热器4，经与裂解后的煤气换热后温度升至900℃～1000℃后送入裂解转化炉3的上部，与从制氧装置2送入的适量工艺氧气混合、燃烧。温度升至1100℃～1300℃，焦炉煤气中的绝大部分焦油、苯族、萘族、有机硫、氰化物、氨在高温的作用下裂解成为低分子量化合物或单质物质，这些物质随气流下降的同时与煤气中的H₂O进行转化反应生成CO和H₂，完成煤气的裂解转化反应后温度降至1100℃～1200℃，煤气在裂解转化炉下部分离出大部分尘粒后，煤气从裂解转化炉3出来进入煤气换热器4降温至800℃～1100℃后，煤气进入废热锅炉及软水预热器5，将显热传给动力蒸汽后温度降至200℃左右，煤气进入冷却、洗涤分离器6，将其温度降至常温后从塔上部出来，经鼓风机7加压后进入脱硫塔8脱除煤气中的H₂S后，净化煤气进入煤气气柜9供后工段使用。

Claims

1，净化煤气的方法，包括从炼焦炉或固定床煤气炉上部出来的煤气中，采用降温冷凝、常温物理吸收和化学吸收方法除去煤气中的沥青、焦油、中油、轻油、萘、苯、氨、硫化氢及各种烃类等化合物，得到符合要求的燃料煤气或化工原料煤气。本发明的特征在于：将炼焦炉或固定床煤气炉上部出来的含有焦油、水蒸汽的热煤气不经冷却直接引入裂解转化炉，并同时加入适量的工业氧气，利用氧气与煤气中的部分可燃物反应产生的800℃～1400℃高温，将热煤气中的沥青、焦油、中油、轻油、萘、苯、氨、有机硫及各种烃类等化合物裂解、转化成为仅含C₄以下化合物及CO、H₂、N₂、H₂S的燃料煤气，或将煤气中的所有有机物及NH₃裂解或转化成为CO、H₂、N₂、H₂S及仅含少量甲烷的化工原料煤气，再用废热蒸汽锅炉将高温煤气中的热量转化为制氧动力蒸汽后，最后在常温下脱出煤气中的H₂S，从而实现煤气的净化。

2，根据权利要求1所述的净化煤气的方法，其特征在于，裂解转化炉内为一直立圆柱型，上部为氧化反应区，中部为设有耐火蓄热材料的裂解转化区，下部为尘粒分离区。

3，根据权利要求1所述的净化煤气的方法，其特征在于，采用换热器将裂解转化后的煤气中的热量加热裂解转化前的煤气。

4，根据权利要求1所述的净化煤气的方法，其特征在于，裂解转化工艺压力为0.09Mpa～4.0Mpa。