CN201753341U - 工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统 - Google Patents

Abstract

一种工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：该系统由以下设备通过管道依次连接：前置过滤器(1)、煤气压缩机(2)、焦炭吸附塔(4)、干式脱硫塔(10)、复合式气液分离器(14)、储气稳压罐(16)。本实用新型设备结构简单，制造成本低，操作维护简单，故障率低，便于管理。有效供气量高，焦炉煤气无损耗。系统集成防爆泄压功能，运行安全可靠。

Description

工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气回收利用中的净化系统，具体说是一种工作介质可再生循环使用，集成脱焦油、脱苯、脱萘、脱硫、加压、除尘、降温、脱水、储气稳压、防爆泄压等多种功能于一体的焦炉煤气综合净化处理系统。

背景技术

焦化行业炼焦时会产生大量的焦炉煤气，焦炉煤气作为焦化厂炼焦的尾气，主要成分有氢气、甲烷、一氧化碳、轻烃化合物、二氧化碳、硫化氢、氧气、氮气等。以前一直作为废气直接排放、或者以“点天灯”形式燃烧后排放，一方面焦炉煤气中含有大量的硫化物严重污染大气环境(其中的甲烷对臭氧层的破坏力是二氧化碳的二十余倍)，另一方面焦炉煤气中含有大量的CH₄、H₂等可燃气体也被白白浪费掉，仅中国焦化行业每年没有经过处理而直接放散排空的焦炉煤气总量就相当于两个“西气东输”的总输气量，浪费惊人。

近年来，随着人们对环境保护和节能减排意识的提高，焦化行业产生大量的焦炉煤气越来越被人们关注起来。现在，迫于节能减排政策的压力，同时处于完善自身产业链发展循环经济的需要，对焦炉煤气进行综合利用已经迫在眉睫。

由于焦炉煤气是在对煤炭进行高温干馏后制取的裂解气体，成分非常复杂，其中夹杂的高分子碳氢化合物及硫化氢等多种杂质，不能直接加以利用，所以必须将通过管道收集起来焦炉煤气进行净化处理，脱除其中的灰尘、焦油，苯、萘、硫化氢、水等杂质，提高CH₄、H₂可燃气体的纯度，才能供给工业、居民及燃气发电使用。利用净化后的焦炉煤气进行发电是焦炉煤气回收利用的一种有效方式，但是燃气发电机组对可燃气体纯净度要求很高，只有脱除焦炉煤气中的绝大多数杂质，才能满足发电机组的工作要求，保证煤气发电机组的高效、稳定的运行。

基于以上所述的客观事实，迫切需要研发一种高效率、多功能、运行稳定、安全可靠的焦炉煤气综合净化处理系统。

焦化行业目前广泛采用的典型焦炉煤气净化处理方式是：

主要净化设备：初冷塔+电捕焦油塔+氨水洗涤+终冷塔+粗苯塔；

净化效果：可以回收焦炉煤气中的大部分具有经济价值的焦油、苯等炼焦副产品，但缺乏脱硫、脱萘、除尘、脱水等净化工艺设备，其净化效果远不能达到直接供给工业、居民及燃气发电用燃气标准。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效率、多功能、运行稳定、安全可靠、工作介质价格低廉且可以再生循环使用的一体化多功能焦炉煤气综合净化处理系统，可以利用该净化处理系统对焦炉煤气进行脱焦油、脱苯、脱萘、脱硫、除尘、降温、脱水、储气、稳压等综合净化处理。

所述工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：该系统由以下设备通过管道依次连接：前置过滤器、煤气压缩机、焦炭吸附塔、干式脱硫塔、复合式气液分离器、储气稳压罐。

所述焦炭吸附塔及干式脱硫塔的下部都设有蒸气吹扫阀门。

所述焦炭吸附塔和干式脱硫塔的气体输出和排放管上装有防爆泄压阀。

所述焦炭吸附塔内置焦炭作为吸附介质。

所述复合式气液分离器内，从其下部的气体输入口到顶部的输出口依次设有旋风分离器、热交换器、高效破沫捕雾器。

所述复合式气液分离器的气体输出口装有自动弹簧复位式防爆泄压装置。

本实用新型有以下有益效果：

1、设备结构简单，制造成本低，操作维护简单，故障率低，便于管理。

2、有效供气量高，焦炉煤气无损耗；

3、系统集成防爆泄压功能，运行安全可靠。

4、工作介质价格低廉且可再生循环使用，耗能少、运行成本低。

该系统具备脱焦油、脱苯、脱萘、脱硫、加压、除尘、降温、脱水、储气稳压、防爆泄压等多种功能。利用廉价的焦炭、氧化铁粉、木锯屑作为工作介质，具有工作介质可再生循环利用、结构及工作原理简单、能耗低、安全可靠、工作稳定、易于维护、煤气无损耗等优点，是进行焦炉煤气净化回收利用的最佳选择。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图。

图中：1-前置过滤器，2-煤气压缩机，3-吸附介质，4-焦炭吸附塔，5-放散阀，6-蒸气吹扫阀门，7-填料口，8-防爆泄压板，9-脱硫剂，10-干式脱硫塔，11-旋风分离器，12-热交换器，13-高效破沫捕雾器，14-复合式气液分离器，15-污水排放阀门，16-储气稳压罐，17-自动弹簧复位式防爆泄压装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：如图1中所示，所述工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，由以下设备通过管道依次连接：前置过滤器1、煤气压缩机2、焦炭吸附塔4、干式脱硫塔10、复合式气液分离器14、储气稳压罐16。

所述复合式气液分离器14内，从其下部的气体输入口到顶部的输出口依次设有旋风分离器旋风分离器11、热交换器12、高效破沫捕雾器13。

所述通过焦炭吸附塔4的填料口7装入的焦炭吸附介质3。利用焦炭吸附塔4内焦炭良好的吸附特性除去焦炉煤气里面的焦油、苯、萘、灰尘、液态水；利用干式脱硫塔10内置的氧化铁粉和木锯屑的混合物作为脱硫剂，与焦炉煤气中的酸性气体H₂S发生酸碱中和反应，将H₂S从焦炉煤气中分离出来并将硫固化在脱硫剂中。然后焦炉煤气再通过复合式气液分离器14的旋风分离、热交换、高效破沫捕雾器进一步完成除尘、冷凝降温、脱水等处理，从而完成焦炉煤气的综合净化处理工作。

脱硫反应化学方程式：

Fe₂O₃+3H₂S＝Fe₂S₃+3H₂O

FeO+H₂S＝FeS+H₂O

脱硫剂再生化学反应方程式：

所述焦炭吸附塔4及干式脱硫塔10的下部都设有蒸气吹扫阀门6。在对焦炉煤气进行净化的过程中，焦炭因为吸附了大量的焦油、苯、萘、灰尘等杂质而失去吸附活性，脱硫剂(氧化铁粉和木锯屑的混合物)因为参与酸碱中和反应而失效，此时向焦炭吸附塔和干式脱硫塔内通入高温蒸气可以还原焦炭的吸附特性和脱硫剂的活性(同时可以析出单晶硫黄)，从而达到工作介质再生循环使用的目的。

所述焦炭吸附塔4和干式脱硫塔10的气体输出和排放管上装有放散阀5。所述复合式气液分离器14的气体输出口装有自动弹簧复位式防爆泄压装置17。增强了系统的安全性能。所有系统设备中均设有防爆泄压板，如果焦炉煤气压力过大，防爆泄压板就会自动爆开卸掉储气罐内的压力，从而有效防止发生爆炸事故，保证整个系统的安全。

未经处理的焦炉煤气通过管道进入前置过滤器1滤除灰尘颗粒和液态水，再进入煤气压缩机2升高压力后进入焦炭吸附塔4，通过吸附介质焦炭3滤除焦炉煤气中焦油、苯、萘、轻烃化合物、灰尘等杂质，然后进入干式脱硫塔10，通过脱硫剂9氧化铁粉、木锯屑混合物，与煤气中的硫化氢、发生酸碱中和反应，从而达到脱硫的目的，然后进入复合式气液分离器14，依次通过旋风分离器11、热交换器12及高效破沫捕雾器13，脱除焦炉煤气中的液态水，并对处于不饱和状态的气态水进行深度冷凝使其达到过饱和状态析出，然后通过高效破沫捕雾器13滤除冷凝析出的液态水，排出煤气中分离出来的水和灰尘从污水排放阀门15排出，最后进入储气稳压罐16，经过系统净化的焦炉煤气完全可以达到工业、居民及燃气发电的用气标准。

当系统运行一段时间后，工作介质焦炭3因为吸附了大量的焦油、苯、萘、灰尘等杂质而失去吸附活性，脱硫剂9氧化铁粉和木锯屑的混合物因为参与酸碱中和反应而失效，此时应打开蒸汽吹扫阀门6和放散阀5，关闭其它所有阀门，持续一段时间，即可完成工作介质的再生过程。

Claims (6)

1.一种工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：该系统由以下设备通过管道依次连接：前置过滤器(1)、煤气压缩机(2)、焦炭吸附塔(4)、干式脱硫塔(10)、复合式气液分离器(14)、储气稳压罐(16)。

2.根据权利要求1所述的工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：所述焦炭吸附塔(4)及干式脱硫塔(10)的下部都设有蒸气吹扫阀门(6)。

3.根据权利要求1或2所述的工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：所述焦炭吸附塔(4)和干式脱硫塔(10)的气体输出和排放管上装有放散阀(5)。

4.根据权利要求1或2所述的工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：所述焦炭吸附塔(4)内置焦炭吸附介质(3)。

5.根据权利要求1所述的工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：所述复合式气液分离器(14)内，从其下部的气体输入口到顶部的输出口依次设有旋风分离器旋风分离器(11)、热交换器(12)、高效破沫捕雾器(13)。

6.根据权利要求1或5所述的工作介质可再生循环使用的焦炉煤气净化处理系统，其特征是：所述复合式气液分离器(14)的气体输出口装有自动弹簧复位式防爆泄压装置(17)。

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