一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统的制作方法

1.本实用新型属于炼焦化学技术领域，尤其是一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统。


背景技术：

2.目前国内焦炉煤气精脱硫技术主要采用传统氧化铁脱硫及活性炭脱硫，其缺点是：脱硫效果一般，在5mg/m3，且只脱无机硫，不能脱有机硫；寿命短，至多两年，更换频率高且更换麻烦；脱硫效率低，脱硫塔个数多，占地大，运行费用高；脱硫剂属危废材料，难以处理等缺点。现行采用的as湿法脱硫与离子液脱硫工艺技术也只能脱除煤气中硫化氢，硫化氢含量50mg/m3以下，对有机硫脱除效果不明显，致使下游用户的煤气仍含200～400mg/m3的有机硫。随着国家环保标准的提高，焦炉煤气使用后排放必须达到《炼焦化学工业大气污染物超低排放标准》（db 13/2863—2018）超低排放的要求。因此，有必要开发更加深度的焦炉煤气精细脱硫技术超净处理焦炉煤气，脱除煤气中的硫化氢、有机硫、苯及其他芳烃、焦油、萘等杂质，达到现行国家环保超低排放标准要求势在必行。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，以实现焦炉煤气深度精细超净处理。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：其包括煤气终冷系统、煤气脱苯系统、煤气脱硫系统、脱苯再生煤气解析系统和脱硫再生煤气解析系统；
5.所述煤气终冷系统：包括有终冷塔；终冷塔的下部煤气进口与as湿法脱硫与离子液脱硫工艺的煤气出口通过工艺管线相连接；所述终冷塔的上部煤气出口与加压风机的煤气进口通过工艺管线相连接；
6.所述煤气脱苯系统：包括脱苯塔；脱苯塔的下部煤气进口与加压风机的煤气出口通过工艺管线相连接；脱苯塔的上部煤气出口与脱硫塔的下部煤气进口通过工艺管线相连接；
7.所述煤气脱硫系统：包括脱硫塔；脱硫塔的下部煤气进口与脱苯塔的上部煤气出口通过工艺管线相连接；脱硫塔的上部煤气出口外送至氢能冶炼产线；
8.所述脱苯再生煤气解析系统：脱苯塔各填料层上部的再生煤气进口与1#加热器的高温净煤气出口通过工艺管线相连接；脱苯塔的下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；1#加热器的高温净煤气进口与1#再生风机的净煤气出口通过工艺管线相连接；1#再生风机的净煤气进口与脱硫塔的上部净煤气出口通过工艺管线相连接；
9.所述脱硫再生煤气解析系统：脱硫塔填料层上部的再生煤气进口与2#加热器的高温净煤气出口通过工艺管线相连接；脱硫塔的下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；2#加热器的高温净煤气进口与2#再生风机的净煤气出
口通过工艺管线相连接；2#再生风机的净煤气进口与脱硫塔的上部净煤气出口通过工艺管线相连接。
10.进一步的，所述煤气终冷系统：所述终冷塔的底部冷凝液出口与1#液封槽顶部进口通过工艺管线相连接，1#液封槽的上部满流口与1#冷凝液槽的上部进口通过工艺管线相连接，1#冷凝液槽的下部出口与1#冷凝液泵的进口通过工艺管线相连接，1#冷凝液泵的出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。
11.进一步的，所述煤气脱苯系统：所述脱苯塔的底部冷凝液出口与2#液封槽的顶部进口通过工艺管线相连接；2#液封槽的上部满流口与2#冷凝液槽的上部进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液槽的下部出口与2#冷凝液泵的进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液泵的出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。
12.进一步的，所述煤气脱硫系统：所述脱硫塔的底部冷凝液出口与3#液封槽的顶部进口通过工艺管线相连接；3#液封槽的上部满流口与2#冷凝液槽的上部进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液槽的下部出口与2#冷凝液泵的进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液泵出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。
13.进一步的，所述脱苯再生煤气解析系统：所述1#再生风机的净煤气进出口与1#加热器的高温净煤气进口之间还连通有1#再生风机旁通阀。
14.进一步的，所述脱硫再生煤气解析系统：所述2#再生风机的净煤气进出口与2#加热器的高温净煤气进口之间还连通有2#再生风机旁通阀。
15.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型在as湿法脱硫和离子液脱硫工艺后净焦炉煤气先终冷降温，使煤气处于低温操作状态，以保证良好的煤气净化效果；再采用煤气微晶吸附深度净化与解析分离相结合的工艺技术进行高效吸附精脱硫除油，吸附硫化氢，吸附羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等有机硫，吸附焦油、苯、萘及氰化物等杂质，实现焦炉煤气深度精脱硫超净处理，达到氢能冶炼直接还原铁要求，并能使微晶吸附后解析物得到资源化回收利用。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
17.图1是本实用新型的结构示意图。
18.图中：终冷塔1、加压风机2、脱苯塔3、脱硫塔4、1#再生风机5、1#加热器6、2#再生风机7、2#加热器8、1#液封槽9、1#冷凝液槽10、1#冷凝液泵11、2#液封槽12、3#液封槽13、2#冷凝液槽14、2#冷凝液泵15、1#再生风机旁通阀16、2#再生风机旁通阀17。
具体实施方式
19.图1所示，本焦炉煤气微晶吸附深度净化系统其包括煤气终冷系统、煤气脱苯系统、煤气脱硫系统、脱苯再生煤气解析系统和脱硫再生煤气解析系统；
20.所述煤气终冷系统：终冷塔1下部煤气进口与as湿法脱硫与二级离子液脱硫工艺后煤气出口工艺管线相连接；终冷塔1上部煤气出口与加压风机2煤气进口工艺管线相连接；终冷塔1底部冷凝液出口与1#液封槽9顶部进口工艺管线相连接，1#液封槽9上部满流口与1#冷凝液槽10上部进口工艺管线相连接，1#冷凝液槽10下部出口与1#冷凝液泵11进口工
艺管线相连接，1#冷凝液泵11出口与煤气净化生产系统工艺管线相连接。
21.所述煤气脱苯系统：脱苯塔3下部煤气进口与加压风机2煤气出口工艺管线相连接；脱苯塔3上部煤气出口与脱硫塔4下部煤气进口工艺管线相连接；脱苯塔3底部冷凝液出口与3#液封槽13顶部进口工艺管线相连接；3#液封槽13上部满流口与2#冷凝液槽14上部进口工艺管线相连接，2#冷凝液槽14下部出口与2#冷凝液泵15进口工艺管线相连接，2#冷凝液泵15出口与煤气净化生产系统工艺管线相连接。所述脱苯塔3采用微晶吸附，塔内装填有微晶材料。
22.所述煤气脱硫系统：脱硫塔4下部煤气进口与脱苯塔3上部煤气出口工艺管线相连接；脱硫塔4上部煤气出口外送至氢能冶炼产线；脱硫塔4底部冷凝液出口与2#液封槽12顶部进口工艺管线相连接；2#液封槽12上部满流口与2#冷凝液槽14上部进口工艺管线相连接，2#冷凝液槽14下部出口与2#冷凝液泵15进口工艺管线相连接，2#冷凝液泵15出口与煤气净化生产系统。所述脱硫塔4采用微晶吸附，塔内装填有微晶材料。
23.所述脱苯再生煤气解析系统：脱苯塔3各填料层上部的再生煤气进口与1#加热器6的高温净煤气出口工艺管线相连接；脱苯塔3下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；1#加热器6的高温净煤气进口与1#再生风机5的净煤气出口工艺管线相连接；1#再生风机5的净煤气进口与脱硫塔4上部净煤气出口工艺管线相连接；1#再生风机5的净煤气进出口与1#加热器6的高温净煤气进口之间还连通有1#再生风机旁通阀16，1#再生风机旁通阀16与1#再生风机5并联设计。所述1#加热器6采用高温蒸汽加热或电加热净煤气。
24.所述脱硫再生煤气解析系统：脱硫塔4填料层上部的再生煤气进口与2#加热器8的高温净煤气出口工艺管线相连接；脱硫塔4下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；2#加热器8的高温净煤气进口与2#再生风机7的净煤气出口工艺管线相连接；2#再生风机7的净煤气进口与脱硫塔4上部净煤气出口工艺管线相连接；2#再生风机7的净煤气进出口与2#加热器8的高温净煤气进口之间还连通有2#再生风机旁通阀17，2#再生风机旁通阀17与2#再生风机7并联设计。所述2#加热器8采用高温蒸汽加热或电加热净煤气。
25.图1所示，采用本焦炉煤气微晶吸附深度净化系统的净化工艺流程为：
26.as湿法脱硫和离子液脱硫工艺处理后的净焦炉煤气经过终冷塔1降温至25～30℃；再经加压风机2加压后；煤气再进入微晶一级吸附系统的脱苯塔3，主要脱除煤气中苯、萘、焦油和大部分硫，同时也脱除部分氨气和氢氰酸等杂质成分，一级吸附塔采用5座脱苯塔，4开1备，每座脱苯塔内装填120m3微晶材料，吸附塔内径3.8m、塔高约30m；微晶一级吸附后煤气送进微晶二级吸附系统的脱硫塔4，主要脱除煤气中硫化物、剩余苯和萘、焦油等杂质成分，二级吸附系统采用5座脱硫塔，4开1备，每座脱硫塔内装88m3微晶材料，吸附塔内径3.8m、塔高约15m；煤气经微晶二级吸附系统的脱硫塔4深度净化处理，净煤气指标达到氢能冶炼直接还原铁的要求，外供氢能冶炼产线等煤气用户。
27.一级吸附系统脱苯塔3达到一定饱和程度后，从二级吸附系统出口抽取5000m3/h左右的超净煤气作为再生解析气，经过1#加热器6用高温蒸气将解析气加热到300℃以上（蒸汽无法满足工况条件时启用电加热器系统），对吸附饱和的一级吸附脱苯塔3进行吹扫再生，再生过程分为升温、保温和冷吹三个过程，单塔再生时间约24小时，每个脱苯塔循环
再生；二级吸附系统脱硫塔4达到一定饱和程度后，采用和一级吸附系统再生一样的方式再生。一级吸附系统脱苯塔、二级吸附系统脱硫塔的再生解析气量10000m3/h，送至as湿法脱硫和离子液脱硫工艺的初冷器前，与来自炼焦炉的荒煤气混合后返进as湿法脱硫和离子液脱硫工艺系统脱除解析气中的苯、焦油、萘及h2s，实现资源化回收利用。
28.本焦炉煤气微晶吸附深度净化系统的一个实施例如下所述：
29.（1）煤气终冷系统：
30.终冷塔1选用长3500mm、宽2600mm、高25492mm的长方体；换热面积f=2667.8m2，其中循环水冷却段f=1882.1m2、制冷水i冷却段f=516.7m2、制冷水ii冷却段f=269.0m2；操作温度：壳程循环水冷却段煤气65℃～35℃、制冷水i冷却段煤气35℃～26℃、制冷水ii冷却段煤气26℃～24℃，管程：循环水32℃～40℃、制冷水16℃～23℃；操作压力：壳程煤气 0.012mpa（表）、管程水 0.4mpa（表）。
31.1#液封槽9 选用直径800mm、高3000mm、体积v =1.5m3立式平顶柱体，工作介质为煤气冷凝液，操作温度25℃，操作压力常压。
32.1#冷凝液槽10选用直径2200mm、长4800mm、体积v=21.3m3卧式贮槽，操作温度45℃，操作压力常压。
33.1#冷凝液泵11选用q=55m3/h、h=80m，电机电压380v，电机防爆等级ip54、diibt4。
34.终冷塔1煤气进口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管与as湿法脱硫与离子液脱硫工艺后煤气出口工艺管线相连接；终冷塔1煤气出口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管与加压风机2煤气进口工艺管线相连接；终冷塔1底部冷凝液出口选用直径200mm、壁厚5mm的钢管与1#液封槽9顶部进口工艺管线相连接，1#液封槽9上部满流口选用直径200mm、壁厚5mm的钢管与1#冷凝液槽10上部进口工艺管线相连接，1#冷凝液槽10下部出口选用直径150mm、壁厚5mm的钢管与1#冷凝液泵11进口工艺管线相连接，1#冷凝液泵11出口选用直径150mm、壁厚5mm的钢管与煤气净化生产系统。
35.（2）煤气脱苯系统：
36.脱苯塔3选用直径3800mm、高30052mm罐体，工作介质为脱苯煤气，塔内是5段总高19500mm填料层的微晶材料，比表面积200～500m2/g， 操作温度25～280℃，设计压力0.1mpa，工作压力30kpa。
37.2#液封槽12选用直径3600mm、高4000mm、体积v=36.6m3的立式锥顶槽体，工作介质为废液（含水、油、奈、氨等），操作温度30～80℃，操作压力常压。
38.2#冷凝液槽14选用直径2200mm、长4000mm、体积v =18.3m3卧式贮槽，操作温度25℃、操作压力常压。
39.2#冷凝液泵15选用q=65m3/h、h=46m，电机电压380v、电机防爆等级ip54、diibt4。
40.脱苯塔3煤气进口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管与加压风机2煤气出口工艺管线相连接；脱苯塔3煤气出口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管与脱硫塔4煤气进口工艺管线相连接；脱苯塔3底部冷凝液出口选用直径150mm、壁厚5mm的钢管与2#液封槽12顶部进口工艺管线相连接；2#液封槽12上部满流口选用直径100mm、壁厚5mm的钢管与2#冷凝液槽14上部进口工艺管线相连接，2#冷凝液槽14下部出口选用直径150mm、壁厚5mm的钢管与2#冷凝液泵15进口工艺管线相连接，2#冷凝液泵15出口选用直径100mm、壁厚5mm的钢管与煤气净化生产系统。
41.（3）煤气脱硫系统：
42.脱硫塔4选用直径3800mm、高15852mm的罐体，材质q245r/20，工作介质为脱硫煤气，塔内是2段总高3900mm填料层的微晶材料，比表面积200～500m2/g，操作温度 25～280℃，工作压力30kpa。
43.3#液封槽13选用直径3600mm、高4000mm、体积v=36.6m3的立式锥顶槽体，工作介质为废液（含水、油、奈、氨等），操作温度30～80℃，操作压力常压。
44.脱硫塔4煤气进口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管与脱苯塔3煤气出口工艺管线相连接；脱硫塔4煤气出口选用直径1000mm、壁厚12mm的钢管外送至氢能冶炼产线；脱硫塔4底部冷凝液出口选用直径1500mm、壁厚5mm的钢管与3#液封槽13顶部进口工艺管线相连接；3#液封槽13上部满流口选用直径100mm、壁厚5mm的钢管与2#冷凝液槽14上部进口工艺管线相连接，2#冷凝液槽14下部出口选用直径150mm、壁厚5mm的钢管与2#冷凝液泵15进口工艺管线相连接，2#冷凝液泵15出口选用直径100mm、壁厚5mm的钢管与煤气净化生产系统。
45.（4）脱苯再生煤气解析系统：
46.1#再生风机5选用q=8000nm3/h、p=10kpa、进口压力8kpa、输送介质为净煤气、进口温度35℃，电机功率55kw。
47.1#加热器6采用1台蒸汽加热与一台电加热器串联方式加热净煤气解析再生脱苯塔。蒸汽加热器选用直径800mm、高7680mm，换热面积f=300m2，操作温度：壳程300/210℃、管程40/250℃，操作压力：壳程1.8mpa（表）、管程：0.02mpa（表）；电加热器选用电热管表面负荷2.5w/cm2、电机功率380kw，电压380v/50hz/3ph、电机防护，防爆等级：ip54，diibt4。
48.脱苯塔3各填料层上部的再生煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与1#加热器6的高温净煤气出口工艺管线相连接；脱苯塔3下部解析气出口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；1#加热器6的高温净煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与1#再生风机5的净煤气出口工艺管线相连接；1#再生风机5的净煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与脱硫塔4上部净煤气出口工艺管线相连接。其中1#加热器6采用高温蒸汽加热净煤气。
49.（5）脱硫再生煤气解析系统：
50.2#再生风机7选用q=8000nm3/h、p=10kpa、进口压力8kpa、输送介质为净煤气、进口温度35℃，电机功率55kw。
51.2#加热器8采用1台蒸汽加热与一台电加热器串联方式加热净煤气解析再生脱硫塔。蒸汽加热器选用直径800mm、高7680mm，换热面积f=300m2，操作温度：壳程300/210℃ 、管程40/250℃，操作压力：壳程1.8mpa（表）、管程：0.02mpa（表）；电加热器选用电热管表面负荷2.5w/cm
2 、电机功率260kw，电压：380v/50hz/3ph、电机防护，防爆等级：ip54，diibt4。
52.脱硫塔4填料层上部的再生煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与2#加热器8的高温净煤气出口工艺管线相连接；脱硫塔4下部解析气出口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；2#加热器8的高温净煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与2#再生风机7的净煤气出口工艺管线相连接；2#再生风机7的净煤气进口选用直径200mm、壁厚6mm的钢管与脱硫塔4上部净煤气出口工艺管线相连接。其中2#加热器8采用高温蒸汽加热净煤气。

技术特征：
1.一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在于：其包括煤气终冷系统、煤气脱苯系统、煤气脱硫系统、脱苯再生煤气解析系统和脱硫再生煤气解析系统；所述煤气终冷系统：包括有终冷塔（1）；终冷塔（1）的下部煤气进口与as湿法脱硫与离子液脱硫工艺的煤气出口通过工艺管线相连接；所述终冷塔（1）的上部煤气出口与加压风机（2）的煤气进口通过工艺管线相连接；所述煤气脱苯系统：包括脱苯塔（3）；脱苯塔（3）的下部煤气进口与加压风机（2）的煤气出口通过工艺管线相连接；脱苯塔（3）的上部煤气出口与脱硫塔（4）的下部煤气进口通过工艺管线相连接；所述煤气脱硫系统：包括脱硫塔（4）；脱硫塔（4）的下部煤气进口与脱苯塔（3）的上部煤气出口通过工艺管线相连接；脱硫塔（4）的上部煤气出口外送至氢能冶炼产线；所述脱苯再生煤气解析系统：脱苯塔（3）各填料层上部的再生煤气进口与1#加热器（6）的高温净煤气出口通过工艺管线相连接；脱苯塔（3）的下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；1#加热器（6）的高温净煤气进口与1#再生风机（5）的净煤气出口通过工艺管线相连接；1#再生风机（5）的净煤气进口与脱硫塔（4）的上部净煤气出口通过工艺管线相连接；所述脱硫再生煤气解析系统：脱硫塔（4）填料层上部的再生煤气进口与2#加热器（8）的高温净煤气出口通过工艺管线相连接；脱硫塔（4）的下部解析气出口与as湿法脱硫和离子液脱硫工艺初冷器前煤气工艺管线相连接；2#加热器（8）的高温净煤气进口与2#再生风机（7）的净煤气出口通过工艺管线相连接；2#再生风机（7）的净煤气进口与脱硫塔（4）的上部净煤气出口通过工艺管线相连接。2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在于，所述煤气终冷系统：所述终冷塔（1）的底部冷凝液出口与1#液封槽（9）顶部进口通过工艺管线相连接，1#液封槽（9）的上部满流口与1#冷凝液槽（10）的上部进口通过工艺管线相连接，1#冷凝液槽（10）的下部出口与1#冷凝液泵（11）的进口通过工艺管线相连接，1#冷凝液泵（11）的出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在于，所述煤气脱苯系统：所述脱苯塔（3）的底部冷凝液出口与2#液封槽（12）的顶部进口通过工艺管线相连接；2#液封槽（12）的上部满流口与2#冷凝液槽（14）的上部进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液槽（14）的下部出口与2#冷凝液泵（15）的进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液泵（15）的出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在于，所述煤气脱硫系统：所述脱硫塔（4）的底部冷凝液出口与3#液封槽（13）的顶部进口通过工艺管线相连接；3#液封槽（13）的上部满流口与2#冷凝液槽（14）的上部进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液槽（14）的下部出口与2#冷凝液泵（15）的进口通过工艺管线相连接，2#冷凝液泵（15）出口与煤气净化生产系统通过工艺管线相连接。5.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在于，所述脱苯再生煤气解析系统：所述1#再生风机（5）的净煤气进出口与1#加热器（6）的高温净煤气进口之间还连通有1#再生风机旁通阀（16）。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其特征在
于，所述脱硫再生煤气解析系统：所述2#再生风机（7）的净煤气进出口与2#加热器（8）的高温净煤气进口之间还连通有2#再生风机旁通阀（17）。

技术总结
本实用新型公开了一种焦炉煤气微晶吸附深度净化系统，其包括煤气终冷系统、煤气脱苯系统、煤气脱硫系统、脱苯再生煤气解析系统和脱硫再生煤气解析系统；所述煤气终冷系统：包括有终冷塔；终冷塔的下部煤气进口与AS湿法脱硫与离子液脱硫工艺的煤气出口通过工艺管线相连接；所述终冷塔的上部煤气出口与加压风机的煤气进口通过工艺管线相连接。本实用新型先终冷降温，使煤气处于低温操作状态，以保证良好的煤气净化效果；再进行高效吸附精脱硫除油，吸附硫化氢，吸附羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等有机硫，吸附焦油、苯、萘及氰化物等杂质，实现焦炉煤气深度精脱硫超净处理，达到氢能冶炼直接还原铁要求，并能使解析物得到资源化回收利用。源化回收利用。源化回收利用。


技术研发人员：钟继生 韩风国 成雪松 郭永贵 高玉山
受保护的技术使用者：宣化钢铁集团有限责任公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/7/14