焦炉煤气净化工艺改进探讨

黄亚鹏

山西晋丰煤化工有限责任公司山西高平048400

摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，随着我国科学技术的不断发展，焦炉煤气的生产工艺和加工工艺也有了十分明显的进步，尤其是在焦炉煤气的净化工艺上。运用一些技术含量较高，较为先进的净化工艺，能够得到质量更高的净化煤气，同时也能为企业带来更高的经济效益。所以对于现在的焦煤企业来说，必须加强净化工艺的研究，并根据企业自身生产状况的不同，选择更加适合的净化工艺。通过分析现在净化工艺中的不足之处或是与现状不符合的工艺，应该加以探究并改进，从而使其有更好的改进效果。希望本文能够提供相关理论支持，从而提高我国煤气净化的工艺水平。

关键词：焦炉煤气；净化工艺

引言

随着我国工业的不断发展，焦炉煤气的生产过程也得到了更多关注，而焦炉煤气净化工艺的应用成效则是决定焦炉煤气工业利用水平的主要影响因素之一，在这样的背景之下，相关单位必须能将焦炉煤气净化工艺的改进工作重视起来，以此提升焦炉煤气洁净程度，促进我国焦炉煤气深加工的不断发展。结合现状来看，T-H脱硫与脱氨组合工艺、HPF脱硫与饱和器法脱氨组合工艺等都在不同程度上存在成本高、难以维护、工艺不够成熟、脱硫废液难处理等问题，而如果这些问题得不到有效的改善，脱硫、脱氨效果达不到标准要求，那么环境问题必然会在原有基础上有所加重，反而需要耗费更多人力物力进行治理。为了避免这样的状况出现，本文在后续内容中提出脱硫、脱氨组合新工艺，以期能为相关生产单位及技术人员提供理论上的参考。

1焦炉煤气概述

焦炉煤气的概念以及主要成分：焦炉煤气又被称作焦炉气，作为一种拥有较高热值的可燃气体，需要经过较为复杂的制备流程才能够得到。制备过程是通过将集中烟煤进行高温蒸馏，然后会产生附加物也就是焦炉煤气。它的主要成分包括氢气、甲烷气体，这决定了它可燃物的特性，同时还包括CO、CO2以及O2等气体。所以说焦炉煤气是一种有一定毒性的混合可燃气体。

2焦炉煤气现行净化工艺存在的缺陷与问题

焦炉煤气中含有SH2，这种物质较为容易被脱除，利用湿法脱硫工艺后，含量高达200-600，同时无法彻底脱除形态较为复杂的有机硫物质。因此使用干法净化工艺处理焦炉煤气的过程中，应首先利用催化加氢的处理方式，对形态十分复杂的有机硫进行处理，使其转化为硫化氢，之后利用固体吸收剂使其彻底脱除。但我国目前使用的焦炉煤气干法净化工艺中，通常会使用铁钼催化剂完成有机硫的加氢转化，处于350～450℃温度条件下，可以使有机硫加氢转化成硫化氢。使用固体吸收剂可节省成本，还可以使用硫容性较低的锰矿，同时还可以采用价格较高与硫容较高的氧化锌脱硫剂。目前我国净化工艺存在的主要缺陷为：第一，净化工艺不完整，同时缺乏对焦炉煤气中其他杂质脱除的相关研究。第二，净化性很低。主要表现为，处理含有机硫200-600的焦炉煤气进行净化过程中，有机硫的整体转化率仅为93%-95%，从而造成出口的硫指标无法充分满足甲醇合成催化剂的需求。另外，对于形态更加复杂的有机硫加氢转化来说，其转换效果更加令人失望。第三，催化剂不具备良好的低温活性，使用过程的温度会达到350-450℃，操作不具备较高弹性，很容易发生温度超高现象，用量消耗很大。第四，催化剂堆积密度较高，抗压碎强度低，很容易出现粉化问题。目前对于焦炉煤气制合成气，或是转化、变换等相关技术的研究较为成熟，但遇到的主要难题就是焦炉煤气的深度净化，尤其对于形态更加复杂的有机硫、不饱和烃等相关杂质的深度净化来说，因此应将开发重点置于这几个部分。

3焦炉煤气净化工艺的改进办法

3.1工艺介绍

本文主要针对图1中的焦炉煤气净化工艺进行介绍。结合图1中的内容，这一工艺主要由煤气脱硫和废液处理两部分组成，其中，脱硫部分主要使用重酚和萘醌复合型催化剂，进而使用氨碱溶液吸收H2S、HCN。脱硫液再生使用富氧空气，提升脱硫液溶解氧含量，进而将吸收的H2S、HCN和析出的硫磺微粒全部氧化成铵盐，解决脱硫环节产生的硫泡问题。废液处理部分主要使用了废液提盐工艺，通过蒸发浓缩和冷却结晶分离的方法来提升废液的可利用程度，在这一工艺的作用之下，生产厂家将能从脱硫废液中提取出纯度较高的NH4SCN和（NH4）2S2O3，氨水也能得到有效回收，没有外排废液，焦炉煤气净化效果将能得到大幅度的提升。结合图1中的内容，经过初冷、去焦油雾等处理后的荒煤气将被输送至净化工艺系统内，这一系统将首先使用30~35℃的洗苯富油吸收煤气中残留的焦油和萘，进而在此基础之上使用循环氨水将煤气冷却到27~30℃，为后续脱硫工序做好准备。实际应用过程中，为了保障净化效果，脱硫塔可以由1~3个塔串联，经过脱硫塔处理后，煤气中H2S的质量浓度将降低到20mg/m3以下，焦油质量浓度小于10mg/m3，萘质量浓度小于100mg/m3，符合工业净化标准。在经过上述处理过程之后，氨吸收塔中出现的堵塞和腐蚀问题将能得到很好的避免，进而为后续的洗氨工序打下良好的基础。

1-预冷洗萘塔 2-脱硫再生塔 3-洗氨塔 4-挥发氨塔 5-固定铵分解塔 6-氨催化分解炉 7-废热锅炉 8-软水/反应气换热器 9-污水槽10-脱气器图1 焦炉煤气净化新工艺

图1中所显示的洗氨工艺主要由两塔串联组成，即挥发氨塔和固定铵分解塔，所使用到的原料为洗氨富氨水及焦化剩余氨水的混合物。经过蒸氨处理后，部分蒸氨汽冷凝成浓氨水，补充入脱硫循环液中，剩余部分则送入氨催化分解炉分解成氢气和氮气，回兑入煤气。经上述洗氨处理以后，挥发氨塔中将会产生蒸馏残液，残液中氨质量分数小于0.01%，部分返回洗氨塔作为末端洗氨水，剩余部分则送入固定铵分解塔中进行处理。固定铵塔中产生的残液氨氮质量分数小于0.01%，这部分残液将直接被送往生物污水处理系统。

3.2净化工艺改进措施

通过对以上各种在焦炉煤气净化工艺中出现的问题，我们能够知道问题的不同种类和应对方案。为了能够更好地对我国现阶段焦炉煤气工艺进行进一步的优化，针对不同工厂生产焦炉煤气的制备流程进行优化，希望能够促进净化工艺的发展。通过改进焦炉煤气的净化工艺，能够有效避免以上问题的出现。首先是焦炉煤气的除尘和冷却相关工作，初步净化的工序之前，需要通过空冷器和直冷塔以及横管初冷装置的协同工作，一起完成净化工作的。想要获得焦炉煤气，首先必须对焦炉内的焦炭进行加热，在加热过程中，还需要对高炉内进行加压工作，从而获得更高的温度。加压工作主要由离心压缩机来完成，然后还需要将其送入低温甲醇洗涤系统进行进一步的脱苯工作，并去掉其中所有的二氧化碳气体。其次，焦炉煤气的净化工艺想要改进，还需要进一步改进预热器的装置，置换掉其中的换热管道，选择更加适合气体运送的规格，来保证管道内的煤气能够在饱和器中正常输送。最后，还需要在净化流程中制定更加严格的粗苯操作标准，通过更加精确全面的数据测量，来得到粗苯相关的指标数据，帮助工作人员更加容易的进行粗苯加工。这样做能够改善循环油的质量，减少冷却器的堵塞现象，从而提高工厂的运作效率。

结语

对煤气进行净化措施，不仅能够获得质量更高的净化煤气，还能够降低污染物的排放，使得资源获取方式更加绿色环保，符合我国现在提倡的绿色节能理念。

参考文献

[1]李晓飞,刘彦.焦炉煤气湿法脱硫工艺及进展[J].煤炭与化工,2018,41(2):26-28.

[2]杨智锋,张卫帅,董跃,等.焦炉煤气作为加氢工艺氢源的综合利用[J].中国石油和化工标准与质量,2018(5):104-105.