焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，包括順序連接的除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元以及驅(qū)動焦爐荒煤氣依次經(jīng)過所述除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元的風機，所述除塵單元包括高溫氣體過濾系統(tǒng)，高溫氣體過濾系統(tǒng)采用燒結(jié)多孔無機材料為過濾材料，高溫氣體過濾系統(tǒng)的待過濾煤氣入口端的溫度≥400℃，高溫氣體過濾系統(tǒng)的已過濾煤氣出口端的粉塵含量≤10mg/Nm3。采用本實用新型對焦爐荒煤氣進行凈化，使得焦油回收品質(zhì)顯著提升、系統(tǒng)能耗大大降低。
【專利說明】
焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]焦爐荒煤氣為煤在隔絕空氣條件下經(jīng)高溫加熱分解產(chǎn)生的產(chǎn)物之一。從煉焦爐出來的焦爐荒煤氣中主要含有氫氣、甲烷等可燃氣體，適合用做高溫工業(yè)爐的燃料和城市煤氣，除了上述成分之外還含有一些煤粉、半焦、粉塵、粗苯、萘、氨、硫化氫等雜質(zhì)，因此焦爐荒煤氣不能直接作為燃料使用，使用之前必須除掉上述影響煤氣燃燒效果以及污染環(huán)境的雜質(zhì)。
[0003]目前，常用的焦爐荒煤氣凈化流程如下:由煉焦爐來的高溫焦爐荒煤氣經(jīng)上升管到橋管，然后到集氣管，在橋管和集氣管內(nèi)用70?75°C循環(huán)氨水進行噴灑，迅速冷卻到80?850C，有60%左右的焦油蒸汽冷凝下來，這是重質(zhì)焦油部分，焦油和氨水混合物自集氣管和氣液分離器去澄清槽。煤氣由分離器去初冷器，在此進行冷卻，殘余焦油和大部分水汽冷卻下來，煤氣被冷卻到25?35°C，之后經(jīng)鼓風機增壓。初冷器后的煤氣含有焦油和水霧滴，在鼓風機的離心力作用下大部分以液態(tài)的形式析出，余下部分在電捕焦油器的電場作用下沉降下來。煤氣再通過脫萘處理、脫硫工段脫硫處理，硫銨工段進行脫氨處理，終冷洗苯工段和粗苯蒸餾等工段進行苯的回收，最終得到凈煤氣輸送至煤氣柜貯存供利用。
[0004]在上述焦爐荒煤氣凈化流程的煤氣初步冷卻過程中，煤氣先在橋管以及集氣管中被冷卻，循環(huán)氨水通過噴頭強烈噴灑并與煤氣直接接觸，將煤氣急冷至80?85°C。這個冷卻過程存在以下幾個問題:首先，進入橋管和集氣管的煤氣中還夾帶有煤粉、半焦以及其它的粉塵雜質(zhì)，在循環(huán)氨水噴淋過程中約60%的焦油蒸汽被冷凝，冷凝過程中上述煤粉、半焦以及其它粉塵雜質(zhì)也會混雜在冷凝后的煤焦油中，形成大小不等的團塊，這些團塊即為焦油渣，焦油渣一方面會影響最終收集焦油、硫磺的品質(zhì)，另一方面容易造成管道堵塞，雖然現(xiàn)有技術(shù)中也有在煤氣初步冷卻之前采用旋風除塵、陶瓷除塵等，但其除塵冷卻之后仍然有大量的焦油渣產(chǎn)生;其次，I噸煤煉焦約產(chǎn)生650?800°C的焦爐荒煤氣480標方，采用循環(huán)氨水冷卻放出的熱量為0.5GJ，這部分熱量如果得不到利用會造成能源浪費，現(xiàn)有技術(shù)為了回收這部分熱量，在橋管上和集氣管上增設(shè)了余熱回收裝置，但是這些余熱回收裝置一部分需要改變橋管和集氣管本身的結(jié)構(gòu)，并且改變了焦爐荒煤氣的流通方向，還有一部分會增加裝置的復雜程度，存在諸多安全隱患；再者，在該冷卻過程中需要大量的循環(huán)氨水，進一步增加了凈化成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種提升焦油回收品質(zhì)、降低系統(tǒng)能耗的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]本實用新型焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，包括順序連接的除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元以及驅(qū)動焦爐荒煤氣依次經(jīng)過所述除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元的風機，所述除塵單元包括高溫氣體過濾系統(tǒng)，高溫氣體過濾系統(tǒng)采用燒結(jié)多孔無機材料為過濾材料，高溫氣體過濾系統(tǒng)的待過濾煤氣入口端的溫度? 400°C，高溫氣體過濾系統(tǒng)的已過濾煤氣出口端的粉塵含量< 10mg/Nm3。高溫氣體過濾系統(tǒng)高溫氣體過濾系統(tǒng)從煉焦爐排出的荒煤氣在冷卻、焦油回收之前進行了預先收塵，大大提高了焦油回收品質(zhì)。采用高溫氣體過濾系統(tǒng)高溫氣體過濾系統(tǒng)能夠保證在收塵凈化過程中煤氣中的焦油幾乎不析出，同時除掉煤氣中的煤粉、半焦及其它的粉塵雜質(zhì)，凈化后的煤氣中粉塵含量SlOmg/Nm3，使得這些固體雜質(zhì)不會在焦油析出時混雜在焦油中形成焦油渣，采用燒結(jié)多孔無機材料作為過濾材料，燒結(jié)多孔無機材料包括燒結(jié)金屬多孔材料或燒結(jié)多孔陶瓷材料，使得過濾系統(tǒng)耐受高溫，由其作為過濾材料優(yōu)點在于耐高溫且過濾精度高，為了保證過濾時焦油不會析出。經(jīng)高溫氣體過濾系統(tǒng)過濾之后的煤氣中基本不含煤粉、半焦以及其它的粉塵雜質(zhì)，因此在之后的冷卻和焦油回收過程中幾乎沒有焦油渣產(chǎn)生，收集到的焦油品質(zhì)大大提升，除此之外，還減少了循環(huán)氨水噴淋環(huán)節(jié)，降低了氨水消耗，以及驅(qū)動氨水循環(huán)的能耗，大大減少了生產(chǎn)成本。
[0008]進一步地，除塵單元的進口端連有將焦爐荒煤氣降溫至520-600°C并回收余熱的第一余熱回收裝置。優(yōu)選所述第一余熱回收裝置為回轉(zhuǎn)式換熱器。由于從煉焦爐中排出的荒煤氣溫度一般在650—800°C，溫度較高，為了降低高溫對于后續(xù)設(shè)備的影響，最好在通入高溫氣體過濾系統(tǒng)之前先將煤氣初步降溫至520-600 °C，使得后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命得以延長，同時保證了過濾時焦油不析出，由此在保證后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備正常穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)上，有效地將這部分熱量利用起來。采用回轉(zhuǎn)式換熱器對煤氣初步降溫并進行余熱回收，能夠?qū)γ簹獬醪浇禍剡^程中產(chǎn)生的余熱進行充分回收。
[0009]進一步地，除塵單元的出口端連有將過濾后的煤氣降溫至280_300°C并回收余熱的第二余熱回收裝置。優(yōu)選所述第二余熱回收裝置為余熱鍋爐。將煤氣降溫并回收利用余熱，由此節(jié)約了能源，降溫至上述溫度范圍能夠保證此時的煤氣中沒有焦油析出同時能夠?qū)⒔禍剡^程中的余熱最大化吸收，這里的余熱回收優(yōu)選采用余熱鍋爐來實現(xiàn)，高溫氣體過濾系統(tǒng)對煤氣的過濾保證了余熱鍋爐正常穩(wěn)定運行，實現(xiàn)了對該降溫過程產(chǎn)生的余熱進行充分回收。
[0010]進一步地，所述焦油回收單元包括順序連接的初冷器、電捕焦油器。在該冷卻過程中，煤氣中的焦油充分冷卻析出，最終收集到的焦油純度很高。電捕焦油器利用電場作用使得初冷器中未收集到的焦油沉降下來。
[0011]進一步地，所述后續(xù)煤氣處理單元包括脫萘處理裝置，脫硫處理裝置、洗氨處理裝置和洗苯處理裝置。通過后續(xù)一系列煤氣凈化處理，使得煤氣殘留的萘、硫、氨、苯等雜質(zhì)被除去，最終獲得的煤氣能夠直接通入到煤氣柜中或者供市民使用，在本工藝中脫硫處理能夠得到高品質(zhì)的硫磺，洗氨處理能夠得到高品質(zhì)的硫酸銨。
[0012]進一步地，優(yōu)選所述過濾材料為FeAl金屬間化合物多孔材料。FeAl金屬間化合物多孔材料價格低廉、可以耐受高溫氧化，抗腐蝕性強。
[0013]以下通過附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的設(shè)備流程圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本【具體實施方式】還提供了一種用于上述焦爐荒煤氣凈化工藝的裝置，包括順次連接的第一余熱回收裝置、除塵單元、第二余熱回收裝置、焦油回收單元、后續(xù)煤氣處理單元，還包括驅(qū)動煤氣依次沿著第一余熱回收裝置、除塵單元、第二余熱回收裝置、焦油回收單元、后續(xù)煤氣處理單元流通的鼓風機4，所述除塵單元為高溫氣體過濾系統(tǒng)2，高溫氣體過濾系統(tǒng)2采用燒結(jié)多孔無機材料為過濾材料，高溫氣體過濾系統(tǒng)2的已過濾煤氣出口端的粉塵含量< 10mg/Nm3，第一余熱回收裝置為將煉焦爐輸出的煤氣降溫至520-600°C并回收余熱的回轉(zhuǎn)式換熱器110，第二余熱回收裝置將過濾后的煤氣降溫至280-300°C并回收余熱的余熱鍋爐120，焦油回收單元包括依次設(shè)置的將溫度降至280-300 °C的煤氣冷卻至25-35°C的初冷器310、電捕焦油器320，初冷器310的進氣口與余熱鍋爐120相連，電捕焦油器320與后續(xù)煤氣處理單元相連，所述風機4為鼓風機且設(shè)置于初冷器310和電捕焦油器320之間，所述后續(xù)煤氣處理單元包括依次設(shè)置的脫萘處理裝置510，脫硫處理裝置520、洗氨處理裝置530和洗苯處理裝置540，脫萘處理裝置510與電捕焦油器320出氣口相連。其中過濾系統(tǒng)中的過濾材料為FeA I金屬間化合物多孔無機材料。
[0016]采用上述焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)凈化工藝的步驟為:
[0017]一、從煉焦爐中排出的荒煤氣溫度為650—800°C，采用回轉(zhuǎn)式換熱器110將該煤氣初步降溫至530-600°C并進行余熱回收；
[0018]二、之后將上述溫度降至530_600°C的煤氣通入到高溫氣體過濾系統(tǒng)2中，該高溫氣體過濾系統(tǒng)2包括過濾系統(tǒng)、防焦油結(jié)露系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)，所述過濾系統(tǒng)中的過濾材料為FeAl金屬間化合物多孔無機材料，高溫氣體過濾系統(tǒng)2凈化后的煤氣中粉塵含量<10mg/Nm3;
[0019]三、先采用余熱鍋爐120將高溫氣體過濾系統(tǒng)2凈化后的煤氣再次降溫至280-300°(:并進行余熱回收，之后再將上述降溫至280-300°C的煤氣通入到初冷器310中冷卻至25-35°C，此時煤氣中的焦油蒸汽在初冷器310中析出，在鼓風機4的增壓作用下，大部分焦油以液態(tài)形式析出，少部分焦油進入電捕焦油器320中并在電捕焦油器320的電場作用下沉降，回收焦油后的煤氣經(jīng)過脫萘處理裝置510處理、HPF法脫硫工段(H表示對苯二酚，P為H)S，F(xiàn)為硫酸亞鐵，HPF法為以氨為堿源，以HPF為復合型催化劑的濕式氧化法脫硫)的脫硫處理裝置520處理，硫銨工段進行洗氨處理裝置530處理，終冷洗苯工段和粗苯蒸餾等工段的洗苯處理裝置540進行苯的回收，最終將得到凈煤氣輸送至煤氣柜貯存和利用。
[0020]采用上述焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)凈化所得的煤氣滿足GB/T13612-2006人工煤氣國家標準，步驟一中能夠回收50-60 %的熱量，步驟二中能夠回收40-50 %的熱量，回收的焦油純度、硫磺純度、硫酸銨純度得到大大提高，這些回收的產(chǎn)品作為成品銷售，出售價格也普遍高于采用現(xiàn)有焦爐荒煤氣凈化工藝中回收的產(chǎn)品。
[0021]采用上述焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)對焦爐荒煤氣進行凈化優(yōu)點在于:1、通過上述高溫氣體過濾系統(tǒng)進行高溫收塵后，回收到的焦油、硫磺、硫酸銨產(chǎn)品品質(zhì)得到大大提升;2、通過上述兩次余熱回收，能夠回收原有工藝不能得到充分利用的熱量;3、循環(huán)氨水減少，系統(tǒng)能耗降低;4、無焦油渣產(chǎn)生，焦油回收率提高；5、煤氣中的粉塵預先進行過濾，使得后續(xù)工段操作更加容易;6、高溫氣體過濾系統(tǒng)內(nèi)的五大子系統(tǒng)能保證該工藝的安全、高效、穩(wěn)定的運行。
【主權(quán)項】
1.焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，包括順序連接的除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元以及驅(qū)動焦爐荒煤氣依次經(jīng)過所述除塵單元、焦油回收單元和后續(xù)煤氣處理單元的風機(4)，其特征在于，所述除塵單元包括高溫氣體過濾系統(tǒng)(2)，高溫氣體過濾系統(tǒng)(2)采用燒結(jié)多孔無機材料為過濾材料，高溫氣體過濾系統(tǒng)(2)的待過濾煤氣入口端的溫度I 4000C，高溫氣體過濾系統(tǒng)(2)的已過濾煤氣出口端的粉塵含量< 10mg/Nm3。2.如權(quán)利要求1所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，除塵單元的進口端連有將焦爐荒煤氣降溫至520-600°C并回收余熱的第一余熱回收裝置。3.如權(quán)利要求2所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一余熱回收裝置為回轉(zhuǎn)式換熱器(110)。4.如權(quán)利要求1所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，除塵單元的出口端連有將過濾后的煤氣降溫至280-300°C并回收余熱的第二余熱回收裝置。5.如權(quán)利要求4所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述第二余熱回收裝置為余熱鍋爐(I 20)。6.如權(quán)利要求1所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述焦油回收單元包括順序連接的初冷器(310)、電捕焦油器(320)。7.如權(quán)利要求1所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述后續(xù)煤氣處理單元包括脫萘處理裝置(510)，脫硫處理裝置(520)、洗氨處理裝置(530)和洗苯處理裝置(540)。8.如權(quán)利要求1所述的焦爐荒煤氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾材料為FeAl金屬間化合物多孔材料。
【文檔編號】C10K1/10GK205528635SQ201620034499
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月14日
【發(fā)明人】高麟, 汪濤, 趙聰
【申請人】成都易態(tài)科技有限公司