CN204369828U - 多段式干法煤气净化再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多段式干法煤气净化再生装置，包括通过管道依次连通的加压风机、粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置；加压风机进口为原料气进口，所述精脱苯装置出口管道为产品气输出管；产品气输出管设有支管，支管与风机相连，且支管与风机之间设有闸阀；风机出口通过管道依次与加热器A、精脱苯装置、加热器B、精净化装置、加热器C、粗净化装置相连，粗净化装置还设有再生煤气排出管道。本实用新型的目的在于提供对煤气进行深度净化的多段式干法煤气净化再生装置，其使用成本较低，净化的煤气能够满足液化天然气制备，以及索拉机组等内燃机组发电的要求，同时能够对吸附剂进行再生，能够循环使用。

Description

多段式干法煤气净化再生装置

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气净化领域，具体是指一种多段式干法煤气净化再生装置。

背景技术

焦炭是冶金工业炼铁的主要原料。全国共有焦化企业200余家，其中约10%生产能力超过100万t/a，总生产能力超过亿t/a，中国焦炭产量居世界第一位，焦化产品百余种。炼焦用煤在复杂的地质状况下含有上百种成分，在焦炉中成焦时，其中多种成分随煤气一起进入随后的工序。在炼焦过程中原料中约30%~35%的硫转化成H₂S等硫化物，与NH₃和HCN等一起形成煤气中的杂质，煤气中的H₂S的含量一般为5g/m³~8 g/m³，HCN的含量为1 g/m³~2.5 g/m³。而H₂S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性，在空气中含有0.1%的H₂S就能使人致命，当焦炉煤气最终用作燃料时，硫化氢及燃烧产物二氧化硫均有毒，会严重污染环境，所以煤气作为燃料使用之前必须进行净化。1792年苏格兰人发明用铁罐干馏煤气以来，煤气制造技术发展较快。法国、德国、英国、荷兰先后建立起能够回收化学产品的焦炉，并以奥拓—霍夫曼型最为著名，从此炼焦工业不仅生产焦炭，同时也生产净煤气。

煤气净化主要是脱除煤气中有害成分，具体包括冷却和输送出炉煤气、脱除煤气中H2S，HCN等酸性气体和NH3类碱性气体、脱除及煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。

现有煤气净化设备存在较多不足，如下所示

1、由于煤气的成分复杂，特别是焦炉煤气和半水煤气，需要净化的有害组分含量差别较大，有害组分的理化性质差别也较大，现有的净化装置处理起来困难重重；

2、现有的煤气净化方法主要以湿法为主，在实际应用中，湿法净化的自动化程度较低、投资成本高，操作成本也较高，对焦油、萘等大分子又几乎还需要进行分步处理，需要单独处理装置，十分不便；

3、现有的煤气净化装置净化深度不高，应用于内燃机组等对煤气质量要求较高的地方时，还需要进行深度处理；

4、现有的煤气净化装置自动化程度低，并需要不断检测溶液的成分，只能根据溶液的成分加入药剂，其中的药剂多为碱性，在储存和运输方面有较多不变；

5、现有的煤气净化装置设备多，操作复杂，现场腐蚀严重，系统设备管道多，开车置换时间长，风险较高，安全系数低；

6、对环境的污染较大，需要配套污水处理系统，运行成本较高；

7、由于制备液化天然气的工序复杂，深度净化往往对应着较高的压力等级，以致其能耗大，成本更高；

8、现有的净化装置再生气体的使用量较，如果总气量偏小时，会影响后续工段的生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供对煤气进行深度净化的多段式干法煤气净化再生装置，其使用成本较低，净化的煤气能够满足索拉机组等内燃机组发电的要求，同时能够对吸附剂进行再生，能够循环使用。

本实用新型通过下述技术方案实现：多段式干法煤气净化再生装置，包括通过管道依次连通的加压风机、粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置；所述加压风机进口为原料气进口，所述精脱苯装置出口管道为产品气输出管；所述产品气输出管设有支管，所述支管与风机相连，且支管与风机之间设有闸阀；风机出口通过管道依次 与加热器A、精脱苯装置、加热器B、精净化装置、加热器C、粗净化装置相连，所述粗净化装置还设有再生煤气排出管道。

本技术方案中的净化再生装置由串联粗净化装置、精净化装置，以及精脱苯装置组成，在通入需要净化的煤气后，先对煤气进行粗处理，再通过精净化装置做到精净化，最后经过精脱苯装置，对煤气进行高度净化，经过三次净化后，获得的煤气气体质量可以达到制备液化天然气以及内燃机组使用的要求。

随着净化再生装置运行一时间后，吸附剂表面及空隙被焦油、萘、固态硫等杂质阻塞而失去活性，需要用高温气体进行再生清理，再生介质选择使用净化完成后的产品煤气。产品煤气通过风机加压，加热器A加热后，使再生气被加热到140~160℃后进入净化再生装置上部，并保持净化再生装置内再生温度在120~150℃，将吸附在吸附剂表面的焦油、萘、H₂S、苯等在加热并冲洗下完全脱附再生，并随再生气体一起从装置底部排出，再生气体送出装置外。净化再生装置加热再生后，采用产品煤气进行冷却，再将用于冷去的产品煤气排出装置外。

优化粗净化装置、精净化装置，以及精脱苯装置中吸附剂的选择和用量，使各装置的吸附饱和时间达到基本一致，利用少量的净化后的产品气体，对粗净化装置、精净化装置，以及精脱苯装置同时进行解吸再生，减少了附属设备，降低了净化成本。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述加压风机为两台并联的罗茨风机。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述粗净化装置包括至少两座并联的粗脱塔，所述精净化装置包括至少两座并联的精脱塔，所述精脱苯装置包括至少两座并联的精脱苯塔。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述粗净化装置还设有吹堵装置。在原料气中焦油含量超标造成粗净化装置底部的除油剂堵塞时，可以利用粗净化装置设有的吹堵装置定期对堵塞部位进行清洗，解除粗净化装置底部除油剂阻塞的隐患。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置下部均设有排污阀。增设排污阀，可以定期对个净化装置进行排污，增加其使用寿命。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述加热器A、加热器B、加热器C均设有旁路管道，且旁路管道均设有闸阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述产品气输出管的支管还连通有进入氮气的管道。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述加热器A、加热器B、加热器C的进气管和输气管均设有闸阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述风机后的管道还设有调节阀。为了在保证再生效果的同时减小气体损失，故在风机后的管道处增设调节阀，方便稳定再生气体的流量，使其保持恒定的流速。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述再生煤气排出管道还设有与精净化装置和精脱苯装置相连通的支管。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过设置三种净化装置，针对原料气中各组分的不同性质，采用分开脱除的方法，从而获得的高质量产品煤气，获得的高质量产品煤气可用于制备液化天然气或索拉机组等内燃机组的发电要求；

（2）本实用新型通过设置三个加热器，可以精脱苯装置、精净化装置、粗净化装置中可同时进行吸附剂的再生，保证再生介质气体的温度恒定，使再生介质气体能够对吸附剂进行较大程度的再生；

（3）本实用新型为了保证再生效果的同时，减小气体损失，在支管与风机之间设有调节阀，稳定再生介质气体的流量。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意框图；

图2为本实用新型的具体结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

本实施例的主要原理和结构，如图1，图2所示，包括通过管道依次连通的加压风机、粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置；所述加压风机进口为原料气进口，所述精脱苯装置出口管道为产品气输出管；所述产品气输出管设有支管，所述支管与风机相连，且支管与风机之间设有闸阀；风机出口通过管道依次与加热器A、精脱苯装置、加热器B、精净化装置、加热器C、粗净化装置相连，所述粗净化装置还设有再生煤气排出管道。

外界煤气进入管道的气体压强为3~5kpa，在经过加压风机加压至8~12kpa，后进入粗净化装置，自粗净化装置下部进入，经过粗净化装置内的吸附剂床吸附后，由粗净化装置上部送出。

经过粗净化装置除焦油和H₂S的煤气在进入精净化装置，自下部进入，经过精净化装置内的吸附剂床层后，由上部送出。在精净化装置内，煤气中的焦油、氨和绝大部分的萘被脱除，同时大部分硫化氢被脱除。

经过精净化装置处理后的煤气在进入精脱苯装置，煤气在精脱苯装置下部进入，经过吸附后，由上部送出。在精脱苯装置内，煤气中的余下苯及其它杂质被脱除。

经过整个净化装置处理的煤气，其中的精致煤气中杂质的含量满足H₂S小于4mg/m³，焦油小于1mg/m³，萘小于4mg/m³，即得产品煤气，并将之输出使用。

在净化装置运行一段时间后，吸附剂表面及空隙被焦油、萘、固态硫等杂质阻塞而失去活性，需要用高温气体进行再生，这里我们使用前面净化后产品煤气对吸附剂进行再生。

在输出产品煤气的管道设支管，并增设闸阀，控制产品煤气流经输出管道支管，通过支管处的风机加压后，使进行再生的产品煤气进入加热器A中加热，当进行再生的产品煤气加热到140~160℃时，从精脱苯装置顶部进入，底部流出，再进入加热器B中加热，接着从精净化装置顶部进入底部流出，再进入加热器C中加热后，进入粗净化塔装置顶部进入，底部流入再生气体排出管道排出。

整个再生过程，使用的再生气量为各净化装置单独再生气量的三分之一，当精脱苯装置内吸附剂完成再生后，关闭加热器A进出口阀门，打开旁路，对其进行冷去；当精净化塔内吸附剂完成再生后，关闭加热器B进出口阀门，打开旁路，对其进行冷去；当粗净化装置内吸附剂完成再生后，关闭加热器C进出口阀门，打开旁路，对其进行冷去。带个装置冷却程序完毕后，进入等待程序，可以投入重新使用，各装置加热、冷却的时间基本相同，大大节约了净化气量，减少再生成本。

其中，所述加压风机为两台并联的罗茨风机，所述粗净化装置包括至少两座并联的粗脱塔，所述精净化装置包括至少两座并联的精脱塔，所述精脱苯装置包括至少两座并联的精脱苯塔，所述加热器A、加热器B、加热器C均设有旁路管道，且旁路管道均设有闸阀，所述产品气输出管的支管还连通有进入氮气的管道，所述加热器A、加热器B、加热器C的进气管和输气管均设有闸阀，所述风机后的管道还设有调节阀。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的多段干法气体净化再生装置中，例如加热器和加压风机等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：包括通过管道依次连通的加压风机、粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置；所述加压风机进口为原料气进口，所述精脱苯装置出口管道为产品气输出管；所述产品气输出管设有支管，所述支管与风机相连，且支管与风机之间设有闸阀；风机出口通过管道依次与加热器A、精脱苯装置、加热器B、精净化装置、加热器C、粗净化装置相连，所述粗净化装置还设有再生煤气排出管道。

2.根据权利要求1所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述加压风机为两台并联的罗茨风机。

3.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述粗净化装置包括至少两座并联的粗脱塔，所述精净化装置包括至少两座并联的精脱塔，所述精脱苯装置包括至少两座并联的精脱苯塔。

4.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于： 所述粗净化装置还设有吹堵装置。

5.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于： 所述粗净化装置、精净化装置、精脱苯装置下部均设有排污阀。

6.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述加热器A、加热器B、加热器C均设有旁路管道，且旁路管道均设有闸阀。

7.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述产品气输出管的支管还连通有进入氮气的管道。

8.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述加热器A、加热器B、加热器C的进气管和输气管均设有闸阀。

9.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述风机后的管道还设有调节阀。

10.根据权利要求1或2所述的多段式干法煤气净化再生装置，其特征在于：所述再生煤气排出管道还设有与精净化装置和精脱苯装置相连通的支管。