本实用新型涉及焦炉煤气提炼制氢技术领域，特别涉及一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统。
背景技术：
焦炉煤气是炼焦行业最主要的副产品之一，而我国是世界上最大的焦炭生产、消费和出口大国，大量的焦炉煤气没有得到充分的利用，造成资源浪费。同时，焦炉煤气在排放燃烧的过程中容易造成环境污染，这已成为炼焦企业突出的问题。因此，充分利用焦炉煤气资源，对其进行深加工获取能源氢气，变废为宝，是这类企业的发展方向。
采用PSA方法生产并提纯H2在我国已有多年的历史，其生产技术成熟，经济合理，效益显著。由于焦炉煤气成分复杂且有许多对吸附剂有毒或污染的杂质成分，直接采用PSA生产和提纯H2是不可能的，相对于其他来源气体而言，利用焦炉煤气制氢的工艺要复杂一些。焦炉煤气PSA提氢装置工艺在提取氢气的生产过程中，通常分为压缩、预处理、PSA和净化四个工序,而进入PSA塔前的气体预处理过程则是最难，也是最重要的，一般要由多种处理工艺组合而成。压缩工序是将焦炉煤气从约5kPa-12kPa压力加压至0.6MPa-1.3MPa,以满足PSA分离的需要；预处理工序用来脱除油、水、苯、萘、焦油等杂质组分，以保护PSA工序的吸附剂能够正常使用。
目前，现有的焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统存在如下技术问题：
由于来自界外的焦炉煤气杂质组分超标，导致预处理设备穿透(吸附剂吸附饱和，不合格焦炉煤气穿过吸附床层)，杂质超标的焦炉煤气经压缩单元Ⅱ、III段压缩后，单位体积的杂质含量上升数倍、饱和析出，容易造成压缩单元Ⅱ、III段的排污管、安全阀根部管，以及变压吸附装置的入口管道、压力变送器导管堵塞。
技术实现要素：
本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统。
为了实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：
一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统，其特征在于，包括：原料气缓冲罐、煤气压缩机和煤气预处理装置；其中，所述煤气压缩机包括三个压缩段，分别为煤气压缩机I段、煤气压缩机Ⅱ段、煤气压缩机III段；所述原料气缓冲罐、煤气压缩机I段、煤气预处理装置、煤气压缩机Ⅱ、III段依次连接；所述原料气缓冲罐前端设置有过滤器，所述煤气压缩机III段后端连接有变压吸附装置；所述煤气预处理装置包括除油器和分别与所述除油器连接的2个并联的TSA预处理塔。
优选的，所述第一过滤器设置有两台，并列地与所述原料气缓冲罐连接，均为不锈钢过滤器。
优选的，所述煤气压缩机选用有油润滑往复式对称平衡的4M型压缩机。
优选的，所述煤气压缩机有4台，每台所述煤气压缩机与前后工序设备间的公用联络管道上设置截断阀，所述煤气压缩机III段出口阀门采用单向阀；所述煤气压缩机I段、II段的进、出口阀门和III段的进口阀门采用闸阀或金属密封偏心蝶阀。
优选的，所述煤气预处理装置还包括解吸气缓冲罐、解吸气加热器和多个第二过滤器；所述解吸气缓冲罐分别与所述TSA预处理塔和所述变压吸附装置连接，所述解吸气缓冲罐与所述TSA预处理塔之间连接所述解吸气加热器，所述多个第二过滤器分别与所述除油器、所述TSA预处理塔和所述解吸气缓冲罐连接。
本实用新型具有如下优点：
由于本实用新型提供的一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统，通过设置两个并联的TSA预处理塔，当第一个TSA预处理塔吸附饱和后的，将焦炉煤气通入第二个TSA预处理塔进行吸附，第一个TSA预处理塔进行再生，两台预处理塔交替进行吸附和再生，能够确保焦炉煤气中的杂质能够被正常吸附，避免出现杂质超标的情况。
进一步的，在原料气缓冲罐前端和TSA预处理塔后端分别设置第一过滤器和第二过滤器，可保证原料气中的杂质颗粒不会带入压缩机，保证了压缩机的使用寿命。
进一步的，煤气压缩机采用有油润滑往复式对称平衡的4M型压缩机，该压缩机转动力矩在内部抵消，运行稳定，震动小、噪音低。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例和附图进一步描述本实用新型的技术方案。
请参考图1，本实用新型实施例提供了一种焦炉煤气变压吸附制氢压缩预处理系统，包括：原料气缓冲罐1、煤气压缩机2和煤气预处理装置3；其中，煤气压缩机2包括三个压缩段，分别为煤气压缩机I段21、煤气压缩机Ⅱ段22、煤气压缩机III段23；原料气缓冲罐1、煤气压缩机I段21、煤气预处理装置3、煤气压缩机Ⅱ段22、III段23依次连接；原料气缓冲罐1前端设置有第一过滤器4，煤气压缩机III段23后端连接有变压吸附装置5；煤气预处理装置3包括除油器31和分别与除油器31连接的2个并联的TSA预处理塔32。
其中，作为优选的，第一过滤器4设置有两台，并列地与原料气缓冲罐1连接，进一步的，两台第一过滤器4均为不锈钢过滤器。
煤气压缩机2选用有油润滑往复式对称平衡的4M型压缩机，煤气压缩机2自带进出气缓冲器和相应的冷却器，煤气压缩机I段21为二个气缸，另两只缸分别煤气压缩机Ⅱ段22、煤气压缩机III段23，经过煤气压缩机I段21中的二个气缸压缩后,合并一起后经过冷却器冷却送出压缩机，到煤气预处理装置3中预处理，然后再进入煤气压缩机Ⅱ段22和III段23进行二、三级压缩。
进一步的，为了满足连续工作，作为优选的，该系统配置了4台煤气压缩机2，为方便使用煤气压缩机的互换工作，每台煤气压缩机2与前后工序设备间的公用联络管道上设置截断阀，煤气压缩机III段23出口阀门采用单向阀；煤气压缩机I段21、II段22的进、出口阀门和III段23的进口阀门采用闸阀或金属密封偏心蝶阀。
煤气预处理装置3还包括解吸气缓冲罐、解吸气加热器和多个第二过滤器；所述解吸气缓冲罐分别与TSA预处理塔32和变压吸附装置5连接，所述解吸气缓冲罐与TSA预处理塔32之间连接所述解吸气加热器，所述多个第二过滤器分别与除油器31、TSA预处理塔32和所述解吸气缓冲罐连接。
在具体的实施过程中，经过煤气压缩机I段21压缩后的压缩煤气进入煤气预处理装置3中的除油塔31，将压缩煤气中携带的绝大部分液态和部分气态焦油、氨、萘、硫化氢等重组分物质吸附脱出，再进入由两台TSA预处理塔32组成的变温吸附预处理系统，经吸附剂选择吸附掉其中极易吸附而较难解吸的萘、硫化氢、氨等杂质后，送入煤气压缩机Ⅱ段22和III段23进行二、三级压缩。TSA预处理塔32中的吸附剂吸附饱和后，利用变压吸附装置5的解吸气进行加热、吹扫的以再生。两台TSA预处理塔32交替进行吸附和再生，达到连续工作的目的。
两台TSA预处理塔32组成的变温吸附预处理系统的吸附和再生过程如下：
a)TSA预处理塔降压
TSA预处理塔32逆着吸附方向端卸压，气体排至解吸气管网。
b)加热脱附杂质
用变压吸附装置5副产的解吸气经加热至约160℃后逆着吸附方向吹扫吸附层，使萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物在加温下得以完全脱附，再生后的解吸气直接送回焦炉煤气管网。
c)冷却吸附剂
脱附完毕后，停止加热再生气，继续用常温再生气逆着进气方向吹扫吸附床层，使之冷却至吸附温度。吹冷后的解吸气也送回焦炉煤气管网。
d)预处理塔升压
用处理后的净化煤气逆着吸附方向将预处理塔加压至吸附压力，至此预处理塔就又可以进行下一次吸附了。
本领域内的技术人员应明白，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围。