焦炉煤气

　　属于高热值煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300～350Nm3。发热值为16720～18810kJ/m3。其主要成分为氢气（55%～60%）和甲烷（23%～27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%～8%）、C2以上不饱和烃（2%～4%）、二氧化碳（1.5%～3%）、氧气（0.3%～0.8%）、氮气（3%～7%）。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。

　　净化内容及工序

　　对煤气进行净化主要是指对煤气中多种成份的有效脱除，具体包含以下内容：

　　（1）完成对出炉煤气的冷却和输送任务。

　　（2）对煤气中H2S、HCl等酸性气体的脱除。

　　（3）对煤气中NH3类碱性气体的脱除。

　　（4）对煤气中焦油类、苯类等的脱除及回收。

　　（5）对煤气中萘的脱除及回收。

　　一般的净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。

　　焦炉煤气烟气干法冷凝净化工艺

　　工艺流程为：

　　各单元描述如下：

　　（1）热回收单元

　　回收高温焦炉煤气的大量余热，同时可以初步将高温煤气冷却。采用氮气作为高温热回收阶段的冷却介质。

　　采用高温余热回收换热器。

　　（2）除尘单元

　　在焦炉煤气干法冷凝净化工艺中，采用分阶段间接冷却焦炉煤气，故需要增设除尘设备，以除去焦炉煤气中的粉尘，免得在后续焦炉冷却分离阶段粉尘和焦油混杂在一起，不利于焦油的后续加工。

　　焦炉煤气中粒经大于20μm的占绝大多数，而旋风除尘器对于粒经大于20um的粉尘有较强的除尘能力，所以除尘单元以旋风除尘为主，另加上一级泡沫陶瓷精除尘。

　　旋风除尘器主要是对焦炉煤气进行初步除尘，以除去煤气中粒径较大的灰尘。陶瓷除尘器是在塔状容器里装有足够的微孔陶瓷和泡沫陶瓷，利用其良好的孔隙结构可拦截下焦炉煤气中的绝大部分的细粉尘，是对焦炉煤气做进一步的除尘，以最大限度除去焦炉煤气中的粉尘。

　　（3）焦油冷却分离单元

　　焦炉煤气中含有较多的焦油成分。焦油成分复杂，目前已确定的有机化合物有上百种，主要是些芳香类、脂肪类、酯类等大分子有机物，这些物质的冷凝点温度都比较高，在焦炉煤气冷却到一定程度时，它们将逐步从煤气中冷凝析出，需要将这些物质及时分离，否则会造成换热器和管道的堵塞。

　　（4）冷却塔

　　实现焦炉煤气冷却、除尘和焦油分离后，还需要进一步降温，以分离出焦炉煤气中的水分，冷却器可采用常见的管壳式冷却器。

　　（5）气体净化

　　此时焦炉煤气中还含有H2S、HCN和少量有机硫等低沸点物质，这就需要进一步除去这些物质，即脱硫脱氰，将煤气净化。

　　常用脱硫剂：

　　1、活性炭系脱硫剂

　　通过物理处理、化学改性以及改变活化剂和活化温度等技术手段，对活性炭脱硫剂进行改性，改性后的活性炭脱硫剂对无机硫和有机硫都有非常好的脱硫效果。

　　活性炭脱硫剂通常只作精脱硫剂使用。

　　2、铁系脱硫剂

　　氧化铁脱硫法，由于能耗低、操作工艺简单，在天然气及城市燃气脱硫工艺中得到了应用。

　　研究发现，仅有两种形态的氧化铁可以用于脱硫。即α-Fe2O3·H2O和γ-Fe2O3·H2O。

　　3、锌系脱硫剂

　　ZnO由于其较好的脱硫精度而得到了国内外的一致认可，但是，由于其对温度的苛刻要求而限制了它的使用。工业上对ZnO脱硫剂的使用温度要达到200℃以上。

　　4、铜系脱硫剂

　　CuO脱硫剂比较容易与硫结合，且在中、高温脱硫时，CuO都有相对较好的脱硫精度和硫容，因此铜系脱硫剂有着比较好的发展优势。

　　5、锰系脱硫剂

　　MnO具有在还原气氛下不易被还原，性质极其稳定的优点。

　　6、钙系脱硫剂

　　钙系脱硫剂价廉易得，应用广泛。目前应用比较广泛的钙系脱硫剂有CaO、CaCO3、CaO-MgO、CaCO3-MgO以及复合金属氧化物等。

　　一般多采用铁钼催化剂，在350～450℃下使有机硫转化为硫化氢，再用固体吸收剂脱除硫化氢。

　　新型方法采用两级加氢工艺，即“一级加氢+粗脱+二级加氢+精脱”。采用的催化剂为JT-1型加氢催化剂，JT-8型加氢催化剂

　　也有采用三级串联净化工艺，每个净化塔采用不同吸附涂料，第一个安装改性纤维球，第二个安装活性炭，第三个安装干燥剂。