[發(fā)明專利]一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110747853.1
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113337313A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李昊陽;王滿
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/32;B01D53/047
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發(fā)明涉及一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法及系統(tǒng)，將焦爐煤氣經(jīng)分離得到解吸氣，或?qū)⒔範t煤氣經(jīng)一級分離得到一級解吸氣，再經(jīng)二級分離得到二級解吸氣，剩余為重組分氣體；重組分氣體用于焦爐煤氣深加工；解吸氣優(yōu)先作為焦爐煤氣深加工過程的氫氣源，剩余部分用于焦爐加熱；一級解吸氣優(yōu)先作為焦爐煤氣深加工的氫氣源，剩余部分用于焦爐加熱；二級解吸氣優(yōu)先用于焦爐加熱，剩余部分用于焦爐煤氣深加工。本發(fā)明可避免熱值低的一氧化碳作為燃料，并減少二氧化碳產(chǎn)生量；同時通過對解吸氣、一級解吸氣、二級解吸氣的合理分配利用，在確保焦爐煤氣深加工合理碳氫比的前提下，滿足焦爐加熱需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焦爐煤氣利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煉焦是指煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右(高溫干餾)，通過熱分解和結(jié)焦產(chǎn)生焦炭、焦爐煤氣和其他煉焦化學(xué)產(chǎn)品的工藝過程。焦炭是鋼鐵冶煉過程中不可獲取的原材料，其在發(fā)揮還原劑作用的同時，還起到支撐煉鐵原料的骨架作用。

在煉焦過程中，煤炭在焦爐炭化室內(nèi)經(jīng)高溫干餾制成焦炭，同時生成的荒煤氣從焦爐頂部逸出，進入煤氣凈化車間。焦爐煤氣凈化后，一部分作為加熱燃料返回焦爐為煉焦過程提供熱量，另外一部分作為焦爐煤氣深加工原料用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品，或作為燃料輸送去往其它工藝車間

煉焦過程中，二氧化碳主要由回爐煤氣燃燒產(chǎn)生。為應(yīng)對全球氣候變化，我國二氧化碳減排已經(jīng)提上日程，給二氧化碳排放總量居于制造業(yè)首位的鋼鐵行業(yè)帶來巨大挑戰(zhàn)。為此，焦炭生產(chǎn)過程二氧化碳的排放也逐漸受到各界關(guān)注，急需開發(fā)相應(yīng)的降低焦炭生產(chǎn)過程中二氧化碳排放的工藝技術(shù)以適應(yīng)我國碳達峰碳中和工作的需要。

焦爐煤氣主要由氫氣、甲烷、一氧化碳以及少量C2～C3的烴類組成，其中氫氣體積占比約56％，甲烷體積占比約26％，一氧化碳體積占比約6％。燃燒過程中難以避免的會產(chǎn)生二氧化碳。為了減少燃燒過程中二氧化碳的產(chǎn)生量，使用氫氣作為焦爐加熱的燃料是首選方案。但如果單純以氫氣為原料，由于氫氣的燃燒熱值偏低，即使煉焦過程中產(chǎn)生的氫氣全部用于焦爐加熱，其燃燒產(chǎn)生的熱量也不能夠滿足焦爐生產(chǎn)的需要。況且，氫氣無法以較低的成本從焦爐煤氣中完全分離出來，剩余的一氧化碳也難以處理。同時，一氧化碳作為碳一化工的重要原材料，是煤氣深加工中制取大宗化學(xué)品的重要中間產(chǎn)物。但是一氧化碳若隨焦爐煤氣一起作為燃料回爐燃燒，不僅其熱值較低，并且燃燒釋放相同熱量產(chǎn)生的碳排放效應(yīng)還遠大于甲烷，是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要氣體。因此，需要采用更加綠色低碳的工藝路線，提高焦爐煤氣的資源化利用效率，同時降低焦化生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法及系統(tǒng)，將焦爐煤氣分離后得到解吸氣，在保證焦爐供熱的前提下，優(yōu)先采用分離產(chǎn)生的氫氣作為燃料實現(xiàn)焦爐生產(chǎn)過程中二氧化碳的減排，將剩余重組分氣體用于煤氣深加工，通過固化碳元素的方式實現(xiàn)二氧化碳的徹底減排；或者通過逐級分離的方式得到一級解吸氣、二級解吸氣,剩余的重組份氣體用于煤氣深加工合成化工產(chǎn)品；本發(fā)明可避免熱值低的一氧化碳作為燃料，并減少二氧化碳產(chǎn)生量；同時通過對解吸氣、一級解吸氣、二級解吸氣的合理分配利用，在確保焦爐煤氣深加工合理碳氫比的前提下，滿足焦爐加熱需求。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法，將焦爐煤氣經(jīng)分離得到解吸氣，剩余為重組分氣體，解吸氣為純度≥70mol％的氫氣；或?qū)⒔範t煤氣經(jīng)一級分離得到一級解吸氣，再經(jīng)二級分離得到二級解吸氣，剩余為重組分氣體；一級解吸氣為純度≥99mol％的高純氫氣，二級解吸氣為氫氣與甲烷的混合氣體；所述解吸氣、一級解吸氣、二級解吸氣中的一氧化碳含量≤0.5mol％；重組分氣體用于焦爐煤氣深加工；解吸氣優(yōu)先作為焦爐煤氣深加工過程的氫氣源，剩余部分用于焦爐加熱；一級解吸氣優(yōu)先作為焦爐煤氣深加工的氫氣源，剩余部分用于焦爐加熱；二級解吸氣優(yōu)先用于焦爐加熱，剩余部分用于焦爐煤氣深加工。

一種焦爐煤氣減碳資源化利用方法，具體包括如下步驟：