[發明專利]焦爐煤氣分質回收利用方法

有效

• 申請號: 201810552580.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108728135B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 吳高明;許麗娟;吳曉琴;萬菲;衛書杰
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C10B49/02
• 分類號: C10B49/02;C10B27/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 趙龍驤

本發明公開了一種焦爐煤氣分質回收利用方法，屬于焦化行業節能環保技術領域。在焦爐炭化室焦側設置焦側焦爐煤氣回收系統回收焦爐炭化室在結焦初期及結焦末期產生的荒煤氣并送入焦爐燃燒室作為焦爐加熱的燃料，在結焦中期，焦爐炭化室機側設置的機側焦爐煤氣回收系統回收焦爐炭化室內產生的荒煤氣，同時，在結焦中期，若機側焦爐煤氣回收系統出現故障或焦爐炭化室內壓力超出煉焦操作能力，采用焦側焦爐煤氣回收系統回收焦爐炭化室內產生的荒煤氣并送至焦爐燃燒室。本發明的焦爐煤氣分質回收利用方法徹底的解決了荒煤氣回收系統發生突發事故時，荒煤氣放散損失嚴重并污染環境的問題。

技術領域

本發明涉及煉焦爐煤氣的回收，屬于焦化產業節能環保技術領域，具體地涉及一種焦爐煤氣分質回收利用方法。

背景技術

焦化廠煉焦生產實際上是典型的能源再加工和熱能的回收再利用過程,焦炭和煉焦煤氣是其主要的能源產品。焦炭生產過程中，配合煤在焦爐中被隔絕空氣加熱干餾，生成焦炭的同時產生大量的荒煤氣。

荒煤氣在煤氣風機的抽力作用下，在炭化室頂部匯合，流經上升管、彎頭和橋管后，被噴入的氨水冷卻進入后續煤氣凈化系統。

對單個炭化室來說，荒焦爐煤氣的產生可分為兩個階段：

首先，煤組分在達到約500℃時分解產生最初產物；

其次，最初產物熱解生成最終產物。

澤林斯基等認為揮發份開始析出，也是煤結構開始破壞，這與其煤化程度有關，煉焦煤開始分解的溫度一般在300℃左右。嚴格來說，氣體和蒸氣在炭化室裝煤時就已開始出現，通過裝煤孔冒出的煙氣，主要由水蒸汽、焦油物和煤塵組成。最先從靠近爐墻的濕煤蒸發出水分，水分的蒸發在105～110℃時結束。

在溫度100～200℃范圍，從煤中揮發出的氣體，主要由甲烷、二氧化碳和氮構成，水是這階段的主要產物，但很難確定何時終結分出吸附水，開始形成熱解水。

溫度高于200℃時，除熱解水外，開始生成分解產物，首先是含氧化物(以腐植酸為主)受到分解，析出一氧化碳和二氧化碳，并轉變為高級酚。這一過程一般在205～350℃之間完成(對焦煤約在400℃)，析出5～10％的氣體(由入爐煤的性質決定)。

在溫度升高時，煤物質繼續分解，煉焦過程進入一次產物(主要是一次焦油)分出最多時期(塑性階段)，這一時期在溫度500～550℃結束，煤經過塑性狀態開始形成半焦。在此期間產生40～50％焦爐煤氣，其成分以甲烷含量高(≤60％)和氫含量低(≤20％)為特征。

煤從500℃加熱到800℃時，均勻地分出含富氫的煤氣，此時氫的體積達到45％。一次焦油遭到分解，并產生比較低的飽和及不飽和碳氫化合物，例如乙烷、乙烯和乙炔。不飽和碳氫化合物閉合，生成六角環，通過脫氫產生芳香碳氫化合物，如苯、甲苯和二甲苯。

700～800℃溫度對產生最有價值的芳香碳氫化合物來說是最適宜的溫度范圍。

溫度高于700℃時，開始生成多環芳香碳氫化合物(萘、蒽)，其數量隨溫度增加而增加，氫數量也增加，產生的芳香碳氫化合物，首先是有側鏈的化合物，開始分解和減少，含氧化合物繼續受到分解，由高級酚產生低級酚，低級酚進一步分解為一氧化碳和二氧化碳及低級碳氫化合物。從含氧化物還產生大量水。氨開始分解為元素；氮與碳和氫化合形成氰化氫。從含硫化合物主要生成硫化氫。

溫度高于800℃時特征是：多環芳香碳氫化合物(萘、蒽)增加和石墨開始產生；最低級碳氫化合物開始逐漸分解成元素。在800～900℃范圍內乙烯形成乙炔、氫和甲烷，而高于1000℃時甲烷分解為碳和氫。

在炭化室和爐頂空間內氣體和蒸汽混合物遭受二次變化，成為焦爐荒煤氣，其數量和組成隨著煉焦時間的推移而變化。

綜上所述，煉焦過程可分為三個階段：