焦炉煤气净化处理技术应用分析.pdf
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1、CHINA COAL VISION煤炭新视界煤炭加工利用焦炉煤气净化处理技术应用分析黄成忠,靖玲(河南鑫泰能源有限公司,河南 安阳 455141)摘 要:为提高焦炉煤气净化处理效果,以A焦化厂为例,分析焦炉煤气净化的创新技术方案,该方案尝试联合PSA精制方法,经实践,提高净化质量,优化设备能耗控制。关键词:焦炉煤气;净化处理技术;除尘设备;脱硫工艺中图分类号:TQ520.9文献标识码:A0引言焦炉煤气净化是炼焦矿物成分的关键流程,也是炼焦生产的重要工序。国内主要使用煤气回收形式,进行煤气净化处理。一般情况下,煤气回收工艺有“初冷”“洗氨”“终冷”等各个流程。该技术在应用中不断得到改进和更新,日
2、臻成熟,能够满足环保需求。1焦炉煤气净化的工艺流程1.1 煤气初冷煤气初冷通常指有效调节焦炉内部的温度条件,降低炉内温度,给出最初的控温处理。降温处理多以“几百度”温度为处理目标,将其控制在几十度范围内。在降温控温流程中,主要借助制冷设备,共有 3种制冷方法,具体包括“直接式”“间接式”“直接与间接联合式”。主要运行的冷却装置组成方式有“立管式”“横管式”等。直接制冷方法需运行“塔”保证冷却效果。间接制冷方法借助换热器进行制冷,能够保证煤气与环境的隔绝性。此种制冷形式可循环运作,多数用于水源紧缺的区域。多数焦化单位会采取直接与间接联合的技术形式,以实现高效制冷1。1.2 处理焦油冷却煤气期间,
3、多数焦油会处于冷却状态,仅能回收少量焦油。当前,多数焦化厂主要使用分离方法,分别获取“氨水”“焦油”,以此成功分离焦油成分,高效收集分离物。在分离处理期间,需最大程度地净化杂物。通常情况下,分离时间越长,分离效果越好。长时间的分离处理,还可以逐渐降低炉内温度,更有利于焦油的处理。1.3 萘脱除在净化煤气的工序中,通常包括“除萘”流程。在粗煤气成分中,萘成分约为 10g/m3。经过初冷处理后,萘成分的含量可减少 80%。在初冷处理期间,煤气处于自主流通状态。如果煤气流通速度不高或流通温度不规范,就可能导致萘成分的累积现象,从而堆积在煤气流通的管线中。长时间的管线净化处理会逐渐增加管线内部沉积的“
4、萘”。当萘成分堆积量较大时,就会出现管线堵塞的现象。因此,在煤气净化期间,需要进行除萘工序,以防止萘成分的堆积。目前,除萘方法主要采用“清洗”方式,包括“油洗”和“水洗”两种方法。通过清洗处理,可以有效控制萘含量,保持管线输气的正常性。1.4 煤气调节在净化处理焦炉煤气的工序中,需要运行专用设施来调节煤气。通常使用鼓风机来输送煤气。鼓风机的选用主要参考焦炉煤气的特点。离心式设备能够根据不同的需求,进行调节控制处理。其具有循环处理、转速设置和自主调节等功能,因此适用性较广,使用频率较高。2焦炉煤气除尘设备类型2.1 机械式机械式除尘设备有 3 种运行形式,分别是“重力沉降式”“惯性”“旋风”设施
5、。这 3 种设施对应三类不同的除尘设备。这些设备具有许多技术优势,例如能够有效控制资源消耗量,合理控制除尘时间,设备操作简便,除尘效率高,便于运维等。然而,智能技术在机械除尘设备中的应用还有待完善。因此,这种除尘设备主要用于“初级”和“前期”的除尘工序2。2.2 过滤式过滤式除尘设备包括两种类型:袋式和颗粒层设备。袋式设备主要用于处理细小颗粒尘土,去除效果较好。这种设备的运行成本和运维成本较高,适合大型焦化生产单位。2.3 静电式电除尘技术是当前国内技术较为先进的电力除145煤炭新视界CHINA COAL VISION煤炭加工利用尘方法之一,它是基于静电特征研发生产的除尘设备。这种除尘设备具有
6、许多优点,如运行能效高、操作便捷、抗腐蚀性能优异、耐高温等。此外,设备运行所需的成本也相对较低。3焦炉煤气脱硫工艺的用法3.1 干法净化第一,克劳斯法。这种工艺主要使用硫化氢作为净化介质,将其引入燃烧炉内,在“不充分燃烧”的条件下,使产生的二氧化硫与输入气体反应,最终生成硫磺,以实现有效回收各种材料。但是,这种工艺的生产条件较为严苛,要求硫化氢的初始浓度取值为20%。第二,选择性氧化法。这种工艺的技术理念在于,在化学反应期间使用催化剂,并结合自然环境中的氧元素,以获得“硫”。尽管这种工艺尚未完善,但通过多次技术更新,回收硫的比例已经不低于 95%3。第三,氧化铁法。这种工艺已经有着较长时间的技
7、术实践经验,作为一种简单的技术应用,脱硫能效较高。该工艺的特点包括可选材料类型多、硫元素含量高、材料环保性强等。使用这种工艺进行脱硫程序,可以获得接近 100%的脱硫效率。经过技术升级,脱硫精细级别约为 0.103mg/m3。然而,该技术也存在一些不足,如占地空间大、设施规格大、运行阻力高等,需要及时更换脱硫剂,整体技术成本较高。3.2 湿法净化第一,物理吸收法。该工艺具有简单易学、工序简明、节能性优异的特点。在使用该工艺时,主要是利用吸收剂高效回收硫化氢。在选择吸收剂时,需要考虑其吸收能力,其中甲醇是一种吸收表现优异的产品类型。第二,吸收氧化法。此工艺具有较强的处理针对性,主要用于大规格、浓
8、度不高的气体吸收程序,如“硫化氢”。此工艺更新升级后,添加催化剂,能够增强气体吸收能力,并进行相应的氧化处理,以“硫”形式完成材料回收。4焦炉煤气净化的实践分析4.1 净化要求目前,国内中厚板的生产质量整体较低,产品类型和结构也无法满足市场需求。A 焦化厂为了增加专用板的比例,尝试丰富产品类型,增强产品性能,建立中板加工的生产体系,并采用“正火”和“回火”技术生产钢板。在参照各类热处理技术规范的基础上,钢板加工期间需要进行多项热处理。一般类型的热处理炉,其规划用气量为 7000Nm3/h。如果未进行净化处理,原料煤气中的杂质含量包括焦油含量不超过100mg/Nm3,硫化氢含量控制在 970mg
9、/Nm3以内,苯含 量 不 超 过 4000mg/Nm3,萘 含 量 低 于 103mg/Nm3。经过精制净化处理,焦油含量可降低到初期的 1/10,硫化氢含量的比例不高于 20mg/Nm3,苯含量为初期的 5%,萘含量为初期的 50%。4.2 A 焦化厂的净化工艺A 焦化厂在输送焦炉煤气时,主要使用动力介质管线,将其运送至中板热处理工序内。在煤气净化处理后,便于进行热处理。净化处理流程:“输入原料气”电捕焦处理脱硫塔处理PSA 塔处理输出净化后的气体。焦炉煤气管线的运行压力介于 39kPa 之间,使用电捕焦油设备,有效脱除焦油,再借助脱硫塔,借助脱硫剂,去除煤气中含有的硫化氢。去除完成,让煤
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