煤化的-煤气净化工艺的应用与发展(编辑修改稿)

煤化的-煤气净化工艺的应用与发展(编辑修改稿)内容摘要：

喷洒液对萘的吸收而大大降低了萘结晶堵塞管道。 直冷煤气设备通常采用塔 ,由煤气与冷介质的逆相直接接触 ,完成热量和物质传递 ,因此煤气直接冷却 ,不但冷却了煤气 ,而且具有净化的效果。 据测定 ,在直冷过程中可有效除去煤气中 90 %以上的焦油、 80 %左右的氨、 60 %的萘、 80 %的 H2S 等。 鉴于间、直冷各自优点 ,多数厂家采用间 直冷结合方式 ,即煤气先在间接初冷器中冷却至 45℃后 ,再进入直接冷却器进一步冷却至 25～ 30℃ ,冷却后煤气含萘降至 1g/ m3 以下。 煤气中焦油的脱除及回收 煤气中大部分焦油在喷洒过程中随氨水冷却下来 ,其余部分随着煤气的初冷及焦油捕集装置混合在氨水中。 目前各厂家采用的氨水焦油分离装置主要是依靠氨水、 焦油两相比重不同而分层分离 ,在分离过程中也有效去除了渣尘。 根据设备的不同 ,可分为机械化澄清槽和焦油氨水分离槽两种形式。 操作要点主要是温度及分离时间。 相对来说 ,分离时间越长则分离效果越好 ,而分离温度却由于静置冷却作用而变低 (温度高时焦油粘度小有利于分离 )。 一般焦油氨水分离槽有保温系统 ,能够同时满足温度和分离时间两个 因素的要求。 煤气中氨类的脱除 煤在干馏时 ,其中大部分氮转化成以氨为代表的含氮化合物 ,因此粗煤气中含有 6～ 9g/ m3 的氨。 由于氨的腐蚀特性 ,作为有害成分必须从煤气中 14 除去。 目前采用的脱氨方法主要有 3 类。 (1)水洗法 ,包括浓氨水法、间接法制 (NH4) 2SO 联碱法制 NH4Cl、 氨分解法等。 ( 2 )硫酸吸氨法生产 (NH4) 2SO4 ,有饱和器法和酸洗塔法。 (3)磷酸吸氨法 ,包括磷酸氢二铵法和弗萨姆法、 半直接饱和器法。 器后含氨可控制在 0103g/ m3 以下 ,水洗氨和氨分解联合 流程 ,目前塔后含氨在 0105g/ m3 以下。 煤气中萘的脱除工艺 粗煤气中含萘约 10g/ m3,其中大部分在集气管初冷器中冷凝下来并溶于焦油中 ,经过初冷后 ,含量约为 2g/ m3的萘处于过饱和状态 ,初冷后的煤气沿管道流向后序净化设备时 ,一旦流速缓慢或温度进一步下降 ,萘就会沉积析出并造成堵塞 ,因此煤气进一步脱萘是必要的。 目前脱萘主要有两种方式 ,水洗法和油洗法。 所谓水洗法是利用终冷塔中冷水与热煤气的逆向接触 ,降低煤气温度使萘析出 ,再利用热焦油吸收水中的萘而实现冷水循环洗萘。 油洗萘 是利用洗油洗涤煤气并吸收其中的萘 ,而从洗油中分离萘可以同富油脱苯同时进行 ,该法较水洗法效率高 ,一般可将煤气含萘降至 015g/ m3 以下。 煤气中苯类的脱除及回收 煤气中苯类脱除理论上可以通过冷冻、 吸附、 洗涤 3 种方式完成。 工业上主要采用油洗涤方式 ,根据使用洗油的来源及组份差别 ,分为焦油洗油洗苯和石油洗油洗苯。 有粗焦油加工系统的大型焦化厂均采用自产焦油洗油洗涤方式。 在洗涤塔中煤气与洗油逆向接触 ,要具备足够的吸收面积、 吸收时间、吸收推动力 (温度、 塔内压力、 贫油含苯 ) 、 洗油分子 量及喷淋量等 ,洗涤后煤气中苯可由 25～ 38g/ m3 降至 2g/ m3 以下。 洗苯后的富油经蒸馏解析后返 15 回洗涤 ,轻苯和重苯送后续系统进一步加工。 煤气中 H2S 的脱除 直接从焦炉中出来的煤气约含 5～ 8g/ m3 的硫化氢和 1～ 215g/ m 的氰化氢。 目前国内外关于 H2S和 HCN 的脱除方式主要有 3 类 ,干式氧化工艺 ,湿式氧化工艺和湿式吸收工艺。 干式氧化工艺常见的是氧化铁箱法。 氧化铁脱硫最早在德国应用 ,是 19 世纪 40 年代随着城市煤气工业的诞生而产生的。 干法脱硫工艺简单、 净 化程度高。 但仅适用于那些煤气须在高压下净化 ,符合城市煤气质量的工厂。 干法脱硫工艺及功能的局限性 ,制约了其在焦化生产中的应用。 焦炉煤气脱硫脱氰的湿式氧化法工艺技术经历了长期的发展过程 ,从早期比较落后的砷碱法、 对苯二酚法等 ,到现代的日本研制的 TH法 (塔卡哈克斯法 ) 、 FRC 法 (苦味酸法 )等。 其中关于氨水湿式氧化脱硫 ,国外进行了大量的研究。 早在 1972 年 ,德国就 “氨水湿式氧化法脱硫和废液加入炼焦煤” 的工艺申请了专利。 日本大阪公司发明了 FUMAKS2RHODACS 2COMPACKS (FRC) 法 脱 硫 脱 氰 技术。 在湿式氧化工艺中 ,St ret ford (斯淳梯福特 )法也是一种较为广泛采用的工艺。 英国的霍姆公司、 法国的瑟雷芒日焦化厂、 加拿大、 意大利等国的焦化厂大多采用这种工艺。 焦炉煤气脱硫脱氰的湿式吸收法有 Vacuum Carbonate (真空碳酸盐 ) 法、 AS 循环洗涤法、 Sul2fiban 法 (索尔菲班法 )等。 真空碳酸盐法脱硫系统的操作是基于吸收 解析的原理 ,焦炉煤气与碳酸钠混合物接触 ,只有酸性气体被溶液吸收 ,吸收了 H2S ,HCN 和 CO2的溶液循环到再 生塔 ,调节塔内的温度和压力 ,把酸性气体从溶液中赶出来。 此法在原苏联乌克兰大多数的焦化厂采用 ,美国、 德国等国家焦化厂也采用此法。 以氨为碱源的湿式吸收法目前在国外 16 应用最为广泛 ,其中最典型的工艺 AS 循环洗涤法。 Sulfiban 法是一种高效的脱硫脱氰工艺 ,脱硫效率在 98 %以上 ,脱氰率也高于 90 % ,同时还能脱除焦炉煤气中的有机硫。 索尔菲班法与其它脱硫法相比 ,工艺设备简单、 操作弹性大、 材质要求低、 投资费用小 ,但由于单乙醇胺昂贵 ,且运转中有损耗 ,因此 ,该法操作费用大。 煤气的 输送及调节 鼓风机是煤气输送装置 ,按结构分为容积式和离心式两种。 离心式鼓风机按动力源又分为电动式和透平式。 在离心式鼓风机使用厂家中 ,按机前、 机后压力调节方式可分为循环煤气调节、 自动调节机调节和改变鼓风机转速法调节。 大型焦化厂多数采用离心式鼓风机。 （三） 、 现有焦炉煤气净化技术存在的问题 随着世界范围内环保法规的日趋严格以及环保意识的不断增强 ,传统的煤气净化技术已不能满足需要 ,日益显示出资源浪费和环境污染等缺陷。 尤其是氨和苯多未回收或回收率低 ,高热值煤气未合理利用 ,因而经济效益差。 焦炉煤气中 H2S , HCN 及其燃烧产物对大气环境的污染问题日益突出 ,严重影响了焦化工业的可持续发展 ,改造现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓。 (1)消除焦炉加热煤气管道的堵塞、 腐蚀等问题 ,改善焦炉加热条件 ,同时使合理利用焦炉煤气 ,促进焦炉生产正常化。 (2)确保氨、 苯烃及焦炉煤气等资源的合理利用 ,节能降耗 ,降低焦炭生产成本 ,提高企业经济效益。 (3)降低中小型焦化厂生产过程中废水、 废气、 烟尘和有毒物质的排放量 ,保护环境。 （四） 、 焦炉煤气净化新技术探讨 17 焦炉煤气的构成 焦炉 煤气 ，又称焦炉气。 是指用几种烟煤配制成 炼焦用煤 ，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出 焦炭 和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼 焦工业的副产品。 焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3（标准状态）。 其主要成分为氢气（ 55%~60%）和 甲烷 （ 23%~27%），另外还含有少量的 一氧化碳 （ 5%~8%）、 C2以 上 不饱和烃 （ 2%~4%）、 二氧化碳 （ %~3%)、 氧气 (%~%))、氮气 (3%~7%)。 其中氢气、甲 烷、一氧化碳、 C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。 焦炉气为有毒和易爆性气体，空气中的 爆炸极限 为 6%~30%。 焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，分别占 56%和 27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、 氮气 、氧气和其他烃类；其 低发热值为 18250kJ/Nm3，密度 为 ~，运动粘度为 2510`( 6)m2/s。 根据焦炉本体和鼓冷 系统流程图 ,从焦炉出来的 荒煤气 进入之前 ,已被大量冷凝成液体 ,同时 ,煤气中夹带的煤尘 , 焦粉也被捕集下来 ,煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。 焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。 分离后氨水循环使用 ,焦油送去集中加工 ,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温 ,此时 ,残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。 在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的 硫化氢 ,与此同时 ,煤气中的氰化氢也被吸收了。 煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生 液氨 或硫铵。 煤气经过吸氨塔时 ,由于 硫酸 吸收氨的反应是放热 18 反应 ,煤气的温度升高 ,为不影响 粗苯 回收的操作 ,煤气经终冷塔降温后进入洗苯塔内 ,用洗油吸收煤气中的苯、 甲苯 、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质 ,与此同时 ,有机硫化物也被除去了。 煤气净化新工艺简述 在简化工艺流程、减少投资占地、 降低生产成本的前提下，为满足城市煤气标准要求，在对传统煤气净。