焦炉煤气净化技术的应用现状与改进方法

摘要 近年来，随着我国经济水平的不断提高，推动了各行各业的发展，其中炼焦行业的发展速度明显趋于领先行列。煤气净化技术以其自身诸多的优点，被广泛用于炼焦生产中。然而，由于一些传统的焦炉煤气净化技术已经无法适应焦化厂的生产需要，所以必须在原有技术的基础上进行改进和创新。基于此点，本文首先分析了焦炉煤气净化技术的应用现状，并在此基础上提出焦炉煤气净化技术的改进方法。

关键词 焦炉煤气；煤气净化技术；环保技术

中图分类号TK1 文献标识码A文章编号 1674-6708（2012）65-0040-02

据不完全统计，我国焦炉煤气年均总产量可达到110万立方米以上，这些焦炉煤气除去炼焦过程正常消耗的一部分以外，每年约有60万立方米的焦炉煤气被排放。这部分未经利用被排出的焦炉煤气，不仅会对自然环境造成十分严重的污染，同时也导致了资源的极度浪费。正因如此，焦炉煤气净化技术开始受到各大焦化厂的关注。

1 焦炉煤气净化技术的应用现状分析

焦炉煤气净化属于炼焦过程中的重要环节之一。多年以来，我国各大焦化厂均沿袭着传统的煤气回收工艺流程，即初冷、洗氨、终冷、洗苯。直至上世纪50年代末，经过焦化工作者的不懈努力终于设计出了与我国自行研发的58型焦炉相适应的煤气净化工艺，如ADA脱硫、硫胺与氨水流程、氨法脱硫、氨焚烧工艺、污水处理以及单塔脱苯工艺等等。但是，虽然这些工艺流程也均能起到煤气净化的作用，但经各厂实际应用后却发现，这些煤气净化工艺普遍存在净化效果较差、环境污染严重、对设备腐蚀性强、产品质量差、氨苯回收率无法达到指定要求等缺点。这不仅与国际先进技术水平相差甚远，而且也无法满足炼焦生产及绿色环保的要求。自70年代末开始，我国一些大型的焦化厂为了配合大容积焦炉的投入使用，从国外引入了大量的先进技术和工艺，其中比较典型的有脱酸蒸氨工艺、全负压净化工艺、氨分解工艺等等。下面简要介绍一下我国煤气净化技术的应用情况。

1.1煤气初冷

简单的讲，煤气初冷就是对焦炉煤气进行初步冷却降温，使其从800℃左右的高温降至25℃左右的温度。在这一过程中主要依靠的装置是初冷器，相应的冷却方法主要有直接式、间接式以及直接与间接相结合三种方式。冷却装置又分为立管式、横管式和直冷式喷淋塔三种。在间接冷却的过程中，一般冷却水不会与煤气发生直接接触，主要是利用换热器来完成冷却。由于在该过程中冷却水并未受到污染，故此可循环重复使用，这种方法比较适合在水资源紧缺的焦化厂中使用。而直冷式主要是通过塔来完成冷却，在此过程中不仅能够对煤气进行冷却，同时还可以起到净化的效果。基于这两种冷却方式的优点，大部分焦化厂均选择两种方式结合使用来进行煤气初冷。实践证明，冷却后煤气中含萘量能够降低到每立方米1克以下。

1.2焦油的脱除与回收

在煤气冷却的过程中，大部分焦油会随氨水一并冷却，其余的一小部分则会被焦油捕集装置混合到氨水当中。现阶段，大多数焦化厂基本都是采用氨水焦油分离装置对煤气中的焦油进行脱除，在分离过程中还能够达到去除渣尘的目的。通常情况下，分离的时间越长效果就越好，但随着时间长度的增加，分离温度会有所降低，这样会使焦油粘度增大，从而影响分离效果。所以在实际分离中必须同时满足时间和温度这两个因素的要求。

1.3萘脱除工艺

在粗煤气当中，萘含量约为每立方米10g左右，初冷后含量会降至每立方米2g左右，此时萘则处于一种过饱和状态。当煤气由管道流向下一工序时，由于流速过慢或温度不足，便会导致萘沉积，从而造成管道堵塞。为此，有效地脱除煤气中的萘显得尤为重要。目前常用的脱萘法主要有油洗和水洗两种。利用油洗法可将煤气中含萘量降至每立方米0.5g以下，这样能够防止堵塞现象的发生。

1.4煤气的调节及输送

煤气输送过程常用的装置为鼓风机，根据其结构形式的不同可分为离心式和容积式两种。由于离心式鼓风机可以按照不同的要求进行调节，如循环调节、转速调节以及自动调节等，所以多数大型焦化厂都以离心式鼓风机作为煤气传送的主要装置。

2 焦炉煤气净化技术的改进方法

2.1焦炉煤气净化过程的环保技术

2.1.1废气处理技术

废气是指在焦炉煤气净化系统中由槽、器产生的发散气体。废气的处理方法如下：1）废气中若含有吡啶盐基、氨等碱性物质，应采用含游离酸的工业清水或溶液进行洗除，也可以将废气引入煤气负压系统；2）废气中若含SO3等酸性物质，应使用稀氨水进行洗除，若含酚，则使用稀NaOH溶液吸收废气中的酚；3）废气中若含苯类，可采用低温或洗油洗涤的方法将其冷凝后进行回收，也可采用浮顶储槽或N2封闭，或直接将废气引入煤气负压系统。

2.1.2废渣处理技术

在焦油与氨水中所分离出来的焦油渣送往煤场，将其掺入配合煤中进行炼焦或配入作型煤。脱苯产生的再生渣应当掺入粗焦油中，脱硫产生的硫磺渣应混入动力煤中。

2.1.3废水处理技术

1）剩余氨水的脱酚处理。国外的焦炉煤气净化技术一般不对剩余氨水进行脱酚处理，而是直接将其进行蒸氨处理后送入生化处理装置。国内的焦炉煤气净化技术则主张先将剩余氨水进行脱酚，再将其进行蒸氨和生物脱酚处理。但是，由于回收酚类产品需要耗费较多的资金，所以就国内的新建厂而言，并不倡导建设脱酚装置。含氨酚水的脱酚处理技术包括蒸汽脱酚和溶剂脱酚两类，蒸汽脱酚已被淘汰，溶剂脱酚技术根据不同的设备类型可分为固定筛板法、振动萃取法和离心法，所使用的溶剂包括粗苯、溶剂油、N503+煤油、轻苯等；2）蒸氨废水处理。各国均采用生物化学处理方法进行蒸氨废水处理，如活性污泥法。该生物化学处理方法是利用微生物及好氧细菌分解、吸附蒸氨废水中的有害物质，而其自身可将废水中的有机物作为繁殖的营养，将有机物分解为H2O和CO2。当前，我国大力推广使用的是A/O法，即利用微生物及厌氧细菌进行蒸氨废水处理。

2.2新型干法净化技术

当前，我国在建或已建成的焦炉煤气制甲醇项目所采用的干法净化技术，可分为以下两种形式：

1）传统的干法净化技术

将温度控制在350℃~430℃之间，利用铁钼催化剂使有机硫加氢生成硫化氢，而后使用成本低的固体吸收剂将硫化氢脱除，以实现净化的目标。这种干法净化技术的脱除精度总硫含量仅仅能达到合成氨系统的净化标准，而难以达到甲醇生产对脱硫精度的要求。

2）新型干法净化技术

包括以下两类：1）一级加氢工艺，其流程为一级加氢、粗吸收、精吸收；2）两级加氢工艺，其流程为一级加氢、粗脱、二级加氢、精脱。这两种干法净化工艺是为了满足焦炉煤气综合利用需求而研究开发的。由于焦炉煤气中的硫具备含量大、形态复杂、杂质多等特点，若采用传统的干法净化工艺，势必无法达到对焦炉煤气进行深层次化工利用的标准。所以，必须同步进行干法净化工艺的开发与加氢净化剂、催化剂的开发，以改进出具有针对性、集成性的工艺技术，从而有效解决焦炉煤气化工利用的净化问题。

参考文献

[1]徐保刚，秦泰华.焦炉煤气净化技术的应用研究[J].科技风，2010(13).

[2]周晓奇.新型焦炉煤气净化工艺的开发和进展[J].化肥设计，2008(1).

[3]吴声彪，肖波，左娜，等.焦炉煤气净化技术现状及探讨.第四届全国有色金属学会环境保护学术研究会，2003.

[4]周晓奇，李军.新型焦炉煤气干法净化工艺的开发.2007年全国气体净化技术交流会，2007.

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