焦炉煤气二次净化工艺

燃料与化工Fuel &Chemical Processes

2009年11月第40卷第6期目前，国内钢铁行业的焦炉煤气均来自焦化厂，经焦化回收工艺处理后，焦炉煤气指标能满足企业内部大部分用户的要求。随着钢铁产业的不断发展，新的生产线对焦炉煤气的品质要求越来越高，故需对焦炉煤气进行二次净化。通过研究实践，探索出一条焦炉煤气高精度二次净化的新路线。

1工艺流程

新工艺由以下工序组成：脱焦油工序、湿法脱

硫脱氰工序、干法脱硫工序、变温吸附（TSA ）工序。

1.1脱焦油工序

焦炉煤气先进入脱焦油工序，该工序脱焦油可

采用电捕焦油器和焦炉煤气捕雾器或电捕焦油器2种方式。

由于煤气管网中沉积的焦油、萘等杂质造成焦炉煤气的指标较回收车间的出口指标升高，故在脱焦油工序入口增设电捕焦油器。既避免后部湿法脱硫工序脱硫液受焦油污染降低再生效率；又避免干法脱硫工序的脱硫剂被污染。

方案的选择依据出口煤气杂质指标中对焦油含量的要求以及处理煤气量的大小。当煤气处理量较小时，单独使用电捕焦油器，因后部变温吸附工序也可以吸附焦油；反之要选择电捕焦油器加焦炉煤气捕雾器，为后部变温吸附工序减负，同时提高变温吸附工序中填料的使用寿命。

从脱焦油工序出来的焦炉煤气中焦油的含量可低于20mg/m 3；当电捕焦油器后设有捕雾器时，焦油含量可降至2mg/m 3。

1.2湿法脱硫脱氰工序

从脱焦油工序出来的焦炉煤气进入湿法脱硫脱

氰工序，以降低H 2S 和HCN 含量。当系统中的

H 2S 和HCN 含量较低时，可省略此工序。

为避免NH 3对焦炉煤气的二次污染，湿法脱

硫脱氰工序采用纯碱为碱源。碱液从脱硫塔顶喷洒，焦炉煤气从塔底进入，与脱硫液在塔中逆流接

触，塔中填装具有良好挂膜性能的轻瓷填料，增大接触面积，使反应更彻底。吸附H 2S 后的脱硫液从塔底经液封流至富液槽，再由泵送至喷吹氧化再生槽，在槽顶的喷射器中与喷射器吸入的大量空气混合，进入再生槽内，在催化剂的作用下脱硫液与空气快速反应而再生，再生后的脱硫液进入循环槽，由泵送入脱硫塔塔顶喷洒。由再生槽出来的泡沫液送入离心过滤机压制成硫磺膏装袋外销（也可送至硫酸车间或回收车间的融硫釜）。过滤出来的滤液再补充适量碱后送入脱硫塔顶的清洗段对焦炉煤气进行清洗，提高脱硫脱氰的效率，见图1。

经过湿法脱硫脱氰工序后，焦炉煤气中H 2S 含量可降至20mg/m 3，HCN 含量可降至10mg/m 3。

1.3干法脱硫工序

从湿法脱硫脱氰出来的焦炉煤气进入干法脱硫

工序。此工序由2个干法脱硫塔组成，操作方式为“并－串连”，通过阀门切换实现，见图2。塔内装填冶金焦、Al 2O 3瓷球和常温高效的脱硫剂，用于脱除无机硫和有机硫等杂质。脱硫剂以Fe 2O 3为主要成分，呈颗粒状，平辅于固定床上，煤气缓慢均匀地通过并充分接触发生化学反应。当脱硫剂吸附饱和后更换新的脱硫剂，吸附饱和的脱硫剂作为原料送入硫酸车间。更换新脱硫剂的塔串联在工序的后部，以提高脱硫精度。

经干法脱硫工序后，H 2S 的含量可降至1mg/m 3，

HCN 含量可降至5mg/m 3。

焦炉煤气二次净化工艺

郭永强

（山东省冶金设计院有限责任公司，济南

250014）

收稿日期：2009-06-16

作者简介：郭永强（1978-），男，

工程师

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Nov.2009Vol.40No.6

低温水压力不稳定，煤气冷却效果不好，使煤气温度保持在30℃以上。为了保证低温水的水量，在洗萘塔前的低温水管道上增加了1台管道泵，在水压偏低时，用管道泵加压供水，生产运行表明煤气温度能满足工艺要求。

2.3调整循环轻质焦油的温度

轻质焦油来源于初冷器的冷凝焦油，正常温度

在35℃左右，由于温度较低，在洗萘过程中，不但分散性差，喷洒效果不好，而且部分轻质焦油和凝结萘沉积在冷却管道上，造成终冷洗萘塔阻力偏高，影响洗萘效果。为了保证洗萘工艺的正常运转，把循环轻质焦油加热到60～70℃后再去洗萘，经过一段时间的运行，不但塔阻力稳定，而且洗萘效果也不错。

2.4增加轻质焦油的补充次数

原来终冷洗萘所用的轻质焦油每天补充1次新

油，每次补充新油12～14t ，外排1次，每次外排

13～15t （轻质焦油内增加了煤气冷凝水），为了稳

定循环轻质焦油中的含萘量，提高洗萘效果，我们把每天1次补充加油改为每班1次小加油，每班的加油量降至4.5t 左右，外排1次，使循环轻质焦油的含萘量稳定，提高了洗萘效果。

3改造效果

对轻质焦油洗萘工序改造前、后煤气含萘量进

行了统计对比，2008年与2007年同期相比，含萘量下降了0.44g/m 3，煤气含萘明显降低，有利于洗苯操作和煤气输送。

1.4

变温吸附工序

从干法脱硫工序出来的焦炉煤气进入变温吸附工序。此工序由3台吸附塔组成，1台吸附，1台再生，1台备用，通过阀门切换，见图3。

塔内装填高效活性炭吸附剂，常温下吸附转化萘、苯、焦油、H 2S 、HCN 、氨等杂质。吸附饱和后，切换到再生操作，用少量净化后的焦炉煤气经再生加热器加热至160℃，进入再生塔出口反吹，

使附着在吸附剂内孔的杂质解吸，吸附剂再生完全后，冷却床层，可再次投入吸附操作。再生后含杂质的焦炉煤气送入对焦炉煤气品质要求不高的用户或焦化回收车间初冷器的焦炉荒煤气入口管道。

经变温吸附工序后，焦油、萘、苯的含量可降至1mg/m 3，NH 3含量可降至20mg/m 3。

2

工艺特点

1）焦炉煤气H 2S 含量过高（超过500mg/m 3）

时，单独采用干法脱硫，脱硫剂更换频繁，增加运行成本，结合湿法脱硫脱氰工艺较好。

2）湿法脱硫脱氰工艺采用湿式喷吹氧化法，

此方法动力消耗少，直接用喷射器吸入空气再生脱硫液代替用空压站鼓入压缩空气，硫泡沫采用离心过滤机直接过滤成硫磺膏装袋外销。

3）干法脱硫工序操作简单、无污染、自动化

程度高。

4）变温吸附工序在常温下即可脱除煤气中萘、苯、焦油、H 2S 、HCN 、氨等，在高温下又可使吸

附剂解吸，根据吸附剂填装量，可控制出口煤气的杂质指标，采用程控阀门可实现系统自动控制。

5）与焦化回收车间的净化工艺相比，本焦炉

煤气二次净化工艺由于系统内杂质含量不高，出口

杂质指标要求很低，所以运行成本较低，废气与固体废弃物排放少，自动化程度较高。

焦炉煤气二次净化工艺在莱钢集团燃气蒸汽联合循环发电工程已成功运行并达标。

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