焦炉荒煤气净化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种焦炉荒煤气净化系统，包括顺序连接的除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元以及驱动焦炉荒煤气依次经过所述除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元的风机，所述除尘单元包括高温气体过滤系统，高温气体过滤系统采用烧结多孔无机材料为过滤材料，高温气体过滤系统的待过滤煤气入口端的温度≥400℃，高温气体过滤系统的已过滤煤气出口端的粉尘含量≤10mg/Nm3。采用本实用新型对焦炉荒煤气进行净化，使得焦油回收品质显著提升、系统能耗大大降低。
【专利说明】
焦炉荒煤气净化系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及煤化工领域，具体涉及一种焦炉荒煤气净化系统。
【背景技术】
[0002]焦炉荒煤气为煤在隔绝空气条件下经高温加热分解产生的产物之一。从炼焦炉出来的焦炉荒煤气中主要含有氢气、甲烷等可燃气体，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气，除了上述成分之外还含有一些煤粉、半焦、粉尘、粗苯、萘、氨、硫化氢等杂质，因此焦炉荒煤气不能直接作为燃料使用，使用之前必须除掉上述影响煤气燃烧效果以及污染环境的杂质。
[0003]目前，常用的焦炉荒煤气净化流程如下:由炼焦炉来的高温焦炉荒煤气经上升管到桥管，然后到集气管，在桥管和集气管内用70?75°C循环氨水进行喷洒，迅速冷却到80?850C，有60%左右的焦油蒸汽冷凝下来，这是重质焦油部分，焦油和氨水混合物自集气管和气液分离器去澄清槽。煤气由分离器去初冷器，在此进行冷却，残余焦油和大部分水汽冷却下来，煤气被冷却到25?35°C，之后经鼓风机增压。初冷器后的煤气含有焦油和水雾滴，在鼓风机的离心力作用下大部分以液态的形式析出，余下部分在电捕焦油器的电场作用下沉降下来。煤气再通过脱萘处理、脱硫工段脱硫处理，硫铵工段进行脱氨处理，终冷洗苯工段和粗苯蒸馏等工段进行苯的回收，最终得到净煤气输送至煤气柜贮存供利用。
[0004]在上述焦炉荒煤气净化流程的煤气初步冷却过程中，煤气先在桥管以及集气管中被冷却，循环氨水通过喷头强烈喷洒并与煤气直接接触，将煤气急冷至80?85°C。这个冷却过程存在以下几个问题:首先，进入桥管和集气管的煤气中还夹带有煤粉、半焦以及其它的粉尘杂质，在循环氨水喷淋过程中约60%的焦油蒸汽被冷凝，冷凝过程中上述煤粉、半焦以及其它粉尘杂质也会混杂在冷凝后的煤焦油中，形成大小不等的团块，这些团块即为焦油渣，焦油渣一方面会影响最终收集焦油、硫磺的品质，另一方面容易造成管道堵塞，虽然现有技术中也有在煤气初步冷却之前采用旋风除尘、陶瓷除尘等，但其除尘冷却之后仍然有大量的焦油渣产生;其次，I吨煤炼焦约产生650?800°C的焦炉荒煤气480标方，采用循环氨水冷却放出的热量为0.5GJ，这部分热量如果得不到利用会造成能源浪费，现有技术为了回收这部分热量，在桥管上和集气管上增设了余热回收装置，但是这些余热回收装置一部分需要改变桥管和集气管本身的结构，并且改变了焦炉荒煤气的流通方向，还有一部分会增加装置的复杂程度，存在诸多安全隐患；再者，在该冷却过程中需要大量的循环氨水，进一步增加了净化成本。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种提升焦油回收品质、降低系统能耗的焦炉荒煤气净化系统。
[0006]为了解决上述现有技术的问题，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0007]本实用新型焦炉荒煤气净化系统，包括顺序连接的除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元以及驱动焦炉荒煤气依次经过所述除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元的风机，所述除尘单元包括高温气体过滤系统，高温气体过滤系统采用烧结多孔无机材料为过滤材料，高温气体过滤系统的待过滤煤气入口端的温度? 400°C，高温气体过滤系统的已过滤煤气出口端的粉尘含量< 10mg/Nm3。高温气体过滤系统高温气体过滤系统从炼焦炉排出的荒煤气在冷却、焦油回收之前进行了预先收尘，大大提高了焦油回收品质。采用高温气体过滤系统高温气体过滤系统能够保证在收尘净化过程中煤气中的焦油几乎不析出，同时除掉煤气中的煤粉、半焦及其它的粉尘杂质，净化后的煤气中粉尘含量SlOmg/Nm3，使得这些固体杂质不会在焦油析出时混杂在焦油中形成焦油渣，采用烧结多孔无机材料作为过滤材料，烧结多孔无机材料包括烧结金属多孔材料或烧结多孔陶瓷材料，使得过滤系统耐受高温，由其作为过滤材料优点在于耐高温且过滤精度高，为了保证过滤时焦油不会析出。经高温气体过滤系统过滤之后的煤气中基本不含煤粉、半焦以及其它的粉尘杂质，因此在之后的冷却和焦油回收过程中几乎没有焦油渣产生，收集到的焦油品质大大提升，除此之外，还减少了循环氨水喷淋环节，降低了氨水消耗，以及驱动氨水循环的能耗，大大减少了生产成本。
[0008]进一步地，除尘单元的进口端连有将焦炉荒煤气降温至520-600°C并回收余热的第一余热回收装置。优选所述第一余热回收装置为回转式换热器。由于从炼焦炉中排出的荒煤气温度一般在650—800°C，温度较高，为了降低高温对于后续设备的影响，最好在通入高温气体过滤系统之前先将煤气初步降温至520-600 °C，使得后续生产设备的使用寿命得以延长，同时保证了过滤时焦油不析出，由此在保证后续生产设备正常稳定工作的基础上，有效地将这部分热量利用起来。采用回转式换热器对煤气初步降温并进行余热回收，能够对煤气初步降温过程中产生的余热进行充分回收。
[0009]进一步地，除尘单元的出口端连有将过滤后的煤气降温至280_300°C并回收余热的第二余热回收装置。优选所述第二余热回收装置为余热锅炉。将煤气降温并回收利用余热，由此节约了能源，降温至上述温度范围能够保证此时的煤气中没有焦油析出同时能够将降温过程中的余热最大化吸收，这里的余热回收优选采用余热锅炉来实现，高温气体过滤系统对煤气的过滤保证了余热锅炉正常稳定运行，实现了对该降温过程产生的余热进行充分回收。
[0010]进一步地，所述焦油回收单元包括顺序连接的初冷器、电捕焦油器。在该冷却过程中，煤气中的焦油充分冷却析出，最终收集到的焦油纯度很高。电捕焦油器利用电场作用使得初冷器中未收集到的焦油沉降下来。
[0011]进一步地，所述后续煤气处理单元包括脱萘处理装置，脱硫处理装置、洗氨处理装置和洗苯处理装置。通过后续一系列煤气净化处理，使得煤气残留的萘、硫、氨、苯等杂质被除去，最终获得的煤气能够直接通入到煤气柜中或者供市民使用，在本工艺中脱硫处理能够得到高品质的硫磺，洗氨处理能够得到高品质的硫酸铵。
[0012]进一步地，优选所述过滤材料为FeAl金属间化合物多孔材料。FeAl金属间化合物多孔材料价格低廉、可以耐受高温氧化，抗腐蚀性强。
[0013]以下通过附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的设备流程图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本【具体实施方式】还提供了一种用于上述焦炉荒煤气净化工艺的装置，包括顺次连接的第一余热回收装置、除尘单元、第二余热回收装置、焦油回收单元、后续煤气处理单元，还包括驱动煤气依次沿着第一余热回收装置、除尘单元、第二余热回收装置、焦油回收单元、后续煤气处理单元流通的鼓风机4，所述除尘单元为高温气体过滤系统2，高温气体过滤系统2采用烧结多孔无机材料为过滤材料，高温气体过滤系统2的已过滤煤气出口端的粉尘含量< 10mg/Nm3，第一余热回收装置为将炼焦炉输出的煤气降温至520-600°C并回收余热的回转式换热器110，第二余热回收装置将过滤后的煤气降温至280-300°C并回收余热的余热锅炉120，焦油回收单元包括依次设置的将温度降至280-300 °C的煤气冷却至25-35°C的初冷器310、电捕焦油器320，初冷器310的进气口与余热锅炉120相连，电捕焦油器320与后续煤气处理单元相连，所述风机4为鼓风机且设置于初冷器310和电捕焦油器320之间，所述后续煤气处理单元包括依次设置的脱萘处理装置510，脱硫处理装置520、洗氨处理装置530和洗苯处理装置540，脱萘处理装置510与电捕焦油器320出气口相连。其中过滤系统中的过滤材料为FeA I金属间化合物多孔无机材料。
[0016]采用上述焦炉荒煤气净化系统净化工艺的步骤为:
[0017]一、从炼焦炉中排出的荒煤气温度为650—800°C，采用回转式换热器110将该煤气初步降温至530-600°C并进行余热回收；
[0018]二、之后将上述温度降至530_600°C的煤气通入到高温气体过滤系统2中，该高温气体过滤系统2包括过滤系统、防焦油结露系统、防爆系统、反吹系统、排灰系统，所述过滤系统中的过滤材料为FeAl金属间化合物多孔无机材料，高温气体过滤系统2净化后的煤气中粉尘含量<10mg/Nm3;
[0019]三、先采用余热锅炉120将高温气体过滤系统2净化后的煤气再次降温至280-300°(:并进行余热回收，之后再将上述降温至280-300°C的煤气通入到初冷器310中冷却至25-35°C，此时煤气中的焦油蒸汽在初冷器310中析出，在鼓风机4的增压作用下，大部分焦油以液态形式析出，少部分焦油进入电捕焦油器320中并在电捕焦油器320的电场作用下沉降，回收焦油后的煤气经过脱萘处理装置510处理、HPF法脱硫工段(H表示对苯二酚，P为H)S，F为硫酸亚铁，HPF法为以氨为碱源，以HPF为复合型催化剂的湿式氧化法脱硫)的脱硫处理装置520处理，硫铵工段进行洗氨处理装置530处理，终冷洗苯工段和粗苯蒸馏等工段的洗苯处理装置540进行苯的回收，最终将得到净煤气输送至煤气柜贮存和利用。
[0020]采用上述焦炉荒煤气净化系统净化所得的煤气满足GB/T13612-2006人工煤气国家标准，步骤一中能够回收50-60 %的热量，步骤二中能够回收40-50 %的热量，回收的焦油纯度、硫磺纯度、硫酸铵纯度得到大大提高，这些回收的产品作为成品销售，出售价格也普遍高于采用现有焦炉荒煤气净化工艺中回收的产品。
[0021]采用上述焦炉荒煤气净化系统对焦炉荒煤气进行净化优点在于:1、通过上述高温气体过滤系统进行高温收尘后，回收到的焦油、硫磺、硫酸铵产品品质得到大大提升;2、通过上述两次余热回收，能够回收原有工艺不能得到充分利用的热量;3、循环氨水减少，系统能耗降低;4、无焦油渣产生，焦油回收率提高；5、煤气中的粉尘预先进行过滤，使得后续工段操作更加容易;6、高温气体过滤系统内的五大子系统能保证该工艺的安全、高效、稳定的运行。
【主权项】
1.焦炉荒煤气净化系统，包括顺序连接的除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元以及驱动焦炉荒煤气依次经过所述除尘单元、焦油回收单元和后续煤气处理单元的风机(4)，其特征在于，所述除尘单元包括高温气体过滤系统(2)，高温气体过滤系统(2)采用烧结多孔无机材料为过滤材料，高温气体过滤系统(2)的待过滤煤气入口端的温度I 4000C，高温气体过滤系统(2)的已过滤煤气出口端的粉尘含量< 10mg/Nm3。2.如权利要求1所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，除尘单元的进口端连有将焦炉荒煤气降温至520-600°C并回收余热的第一余热回收装置。3.如权利要求2所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，所述第一余热回收装置为回转式换热器(110)。4.如权利要求1所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，除尘单元的出口端连有将过滤后的煤气降温至280-300°C并回收余热的第二余热回收装置。5.如权利要求4所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，所述第二余热回收装置为余热锅炉(I 20)。6.如权利要求1所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，所述焦油回收单元包括顺序连接的初冷器(310)、电捕焦油器(320)。7.如权利要求1所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，所述后续煤气处理单元包括脱萘处理装置(510)，脱硫处理装置(520)、洗氨处理装置(530)和洗苯处理装置(540)。8.如权利要求1所述的焦炉荒煤气净化系统，其特征在于，所述过滤材料为FeAl金属间化合物多孔材料。
【文档编号】C10K1/10GK205528635SQ201620034499
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月14日
【发明人】高麟, 汪涛, 赵聪
【申请人】成都易态科技有限公司