[发明专利]焦炉煤气深度净化制氢的系统及方法

权利要求书

1.一种焦炉煤气深度净化制氢的系统，其特征在于，包括预洗塔(1)、脱硫塔(2)、脱碳塔(3)、精脱硫塔(4)、转化炉(5)和变换炉(6)，所述预洗塔(1)为超重力旋转装置，其中：气柜经第一换热器(7)与预洗塔(1)下部的气相进口(103)连接，预洗塔(1)底部的液相出口(102)与气液分离装置(20)连接，预洗塔(1)顶部的气体出口(107)经第一压缩机(8)、第二换热器(9)和第三换热器(10)与脱硫塔(2)下部的进气口连接，脱硫塔(2)顶部的出气口经第四换热器(11)和第二压缩机(12)与焦炉连接，脱硫塔(2)顶部的出气口还经第五换热器(13)和第三压缩机(14)与精脱硫塔(4)顶部的进气口连接，精脱硫塔(4)底部的出气口与转化炉(5)顶部的进气口连接，转化炉(5)底部的出气口与变换炉(6)底部的进气口连接，变换炉(6)顶部的出气口经第六换热器(15)、第七换热器(16)和第四压缩机(17)与脱碳塔(3)下部的进气口连接，脱碳塔(3)顶部的出气口与PSA氢气提纯系统连接，脱硫塔(2)底部的出液口与脱碳塔(3)上部的进液口连接，脱碳塔(3)底部的出液口经第八换热器(18)和第五压缩机(19)与预洗塔(1)上部的液相进口(109)连接；

所述预洗塔(1)包括传动装置(101)、转轴(115)和预洗壳体(108)，传动装置(101)与转轴(115)一端连接，转轴(115)另一端连接有转子(104)，转子(104)设于预洗壳体(108)内腔的中下部，预洗壳体(108)的顶部中间连接有气体出口(107)，预洗壳体(108)的底部连接有液相出口(102)，预洗壳体(108)的一侧底部连接有气相进口(103)，预洗壳体(108)的另一侧中上部连接有液相进口(109)，液相进口(109)连接有L形液体管道，L形液体管道的竖直管延伸至转子(104)中部，L形液体管道的竖直管上安装有若干个液相喷嘴(111)，预洗壳体(108)内腔的顶部设有除沫器(106)，除沫器(106)底部与转子(104)顶部之间安装有分隔板(105)，转子(104)顶部中间与分隔板(105)之间通过第一密封垫(110)密封，转子(104)底部中间两侧与转轴(115)之间分别通过第二密封垫(112)和第三密封垫(113)密封，转子(104)内部填充有填料层(114)。

2.一种焦炉煤气深度净化制氢的方法，所述焦炉煤气深度净化制氢的方法采用权利要求1所述的焦炉煤气深度净化制氢的系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1，洗脱苯后的焦炉煤气经第一换热器(7)换热到20-25℃后从预洗塔(1)下部送入预洗塔(1)中，同时来自脱碳塔(3)底部的煤气洗涤剂经第八换热器(18)换热和第五压缩机(19)加压后从预洗塔(1)上部送入预洗塔(1)；其中，预洗塔(1)为超重力旋转装置；

S2，换热后的焦炉煤气与煤气洗涤剂在预洗塔(1)内逆流或错流接触进行预处理，预处理后的煤气洗涤剂在预洗塔(1)的超重力作用下在预洗塔(1)内壁聚集后排出至气液分离装置(20)；

S3，预处理后的焦炉煤气经第一压缩机(8)加压到0.3-1.0MPa后经过第二换热器(9)换热、第三换热器(10)深冷至-22～-28℃后进入脱硫塔(2)，在脱硫塔(2)内与脱硫塔(2)通入的贫甲醇进行低温甲醇洗操作脱出焦炉煤气中的杂质，得到深度净化后的焦炉煤气，42-50％的深度净化后的焦炉煤气经过第四换热器(11)复热并经第二压缩机(12)减压到8-10kPa后作为返炉煤气用于焦炉加热，其余深度净化后的焦炉煤气经过第五换热器(13)复热和第三压缩机(14)压缩增压后进入精脱硫塔(4)；

S4，进入精脱硫塔(4)中的焦炉煤气在精脱硫塔(4)的脱硫吸附剂的作用下进行精脱硫；

S5，精脱硫后的焦炉煤气进入转化炉(5)，并与转化炉(5)中通入的O₂和CO₂的混合气体进行转化，转化后的焦炉煤气进入变换炉(6)；

S6，转化后的焦炉煤气在变换炉(6)中与变换炉(6)中通入的水蒸气进行变换；

S7，变换后的焦炉煤气经过第六换热器(15)、第七换热器(16)换热和第四压缩机(17)增压后进入脱碳塔(3)作进行脱碳，脱碳后的焦炉煤气进入PSA氢气提纯系统并通过PSA氢气提纯工艺进行氢气的制备。