[发明专利]一种焦炉煤气一体化净化方法

说明书

本发明公开了一种焦炉煤气一体化净化方法，所述方法是焦炉煤气化产回收后进行转化，焦炉煤气中有机硫转化为无机硫、氰类、烃类及杂质发生氢解和热解，焦炉煤气发生甲烷化和变换反应；然后煤气经脱硫一体净化脱除全部硫化物及杂质，得到净化焦炉气；对化产回收的剩余氨水进行干气汽提和低温蒸发，得到容易生化处理的稀水及含酚浓水。本方法简化了流程，优化和提高了甲烷的回收利用率，使三废减量化达标排放，满足了日益严格的环保排放要求，降低了环保装置和主体装置的投资和运行费用，提高了副产品质量和附加值，适用于新建或改造项目。

技术领域

本发明涉及一种焦炉煤气一体化净化方法，尤其是一种针对现有焦化厂焦炉煤气加工利用和剩余氨水处理回用等技术进行升级和创新再造的方法。

背景技术

焦炭生产过程中，配煤在焦炉中被隔绝空气加热干馏，生成焦炭的同时约25%生成各种化学产品及焦炉煤气，焦炉煤气其组成复杂：其中除了氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气和焦油、苯外，还含有氧气、氨、烷烃、烯烃、有机硫、无机硫、氰化物、萘以及各种含O、N、S官能团的杂环化合物组成的杂质。剩余氨水中也含有与其饱和共生的相同的杂质，焦炉煤气经化产回收焦油、苯以后要加工利用，就要除去以上杂质，剩余氨水中的共生杂质也要进行处理才可以达标排放或者回收利用零排放。

现有焦炉煤气净化过程中，广泛采用HPF湿式氧化法和真空碳酸钾吸收法，HPF湿式氧化法脱硫工艺以焦炉煤气自身含有的氨为碱源，HPF为催化剂，具有脱硫、脱氰效率髙，脱硫高达98%，脱氰高达80%，投资及运行成本低、易于操作等优点，因而在行业内应用广泛。但脱硫工艺不够完善，主要不足主要是在脱硫过程中产生的NH₄SCN和(NH₄)₂S₂O₃等副盐类缺乏有效的处理工艺，如盐类废液兑入炼焦配煤工艺及提盐工艺等，但在工艺、环保及产品销路方面均存在不同程度的问题；当脱硫液中盐类浓度积累较高时，严重影响脱硫效率；废液外排又会造成环境污染；硫膏利用率低，生成的单质硫纯度低、质量差以及销售困难；设备及管路腐蚀严重，以上问题制约了HPF法脱硫工艺的应用及发展。

真空碳酸钾法脱硫工艺的特点是与煤气初冷工艺结合，直接利用荒煤气余热用于富液解吸，吸收和解吸采用两段法以提髙脱硫效率，塔后硫化氢可脱至200mg/NM³或更低；此外由于真空碳酸钾法脱硫工艺一般配置在煤气净化工艺流程的最末端，脱硫液再生后产生的硫化氢酸气浓度高、杂质少，可采用湿式或干式接触法工艺制取98%硫酸，用做焦化厂硫铵装置生产硫酸铵的原料或外销；也可采用克劳斯工艺制取元素硫，其纯度可达99%以上。同样存在生成副盐和废液排放难处理问题。

上述焦炉煤气净化的工艺流程示意图见附图1，主要存在的问题如下：

一是现有焦炉气要多次脱硫，化产脱硫一般为一次湿法脱硫，只脱除部分无机硫，后续有机硫脱除和精脱硫为多次干法，一般为二级加氢和二级吸附脱硫串联，工艺上多次加热冷却，工艺复杂流程长，能耗高，设备多，固废多。

二是湿法脱硫一般为湿式氧化法，无机硫脱除不彻底，有机硫基本不脱除，硫磺质量差，产生副盐，脱硫废液处理难度大，投资大，运行费用高。

三是剩余氨水蒸氨后氨气并入酸洗脱氨，蒸氨系统容易堵塞，外排废水含酚量高，处理难度大，投资大，运行费用高。

四是干法脱硫需二级加氢、二级吸附脱硫，流程长，设备多，投资大；催化剂用量大，废催化剂为危废；系统阻力大，二次压缩出口压力3.0MPa左右，运行费用高。

五是焦炉气作为燃料气，焦炉烟气排放需达到大气污染物特别排放限值，脱硫脱硝投资大，运行费用高。

现有焦炉煤气加工利用和剩余氨水处理回用方法，由于其一种杂质多次处理（如硫），不同杂质分步处理，所以流程长、投资大、能耗高；回收利用率低；副产品多品质差；产生固体废物多；废气排放达标投资大能耗高；废水达标排放回收利用零排放投资大能耗高。