焦?fàn)t煤氣凈化處理技術(shù)應(yīng)用

李澤洲

【摘? 要】焦?fàn)t煤氣有大量的有機(jī)物，例如甲烷和乙烯等。本文首先介紹焦?fàn)t煤氣除塵技術(shù)，其次講解焦?fàn)t煤氣脫焦油技術(shù)，然后闡述焦?fàn)t煤氣變溫吸附脫萘技術(shù)，最后介紹焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)，希望可以為相關(guān)工作人員提供有力的參考意見，促進(jìn)焦?fàn)t煤氣凈化處理技術(shù)的提升，起到保護(hù)環(huán)境、達(dá)到節(jié)能減排的作用，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)企業(yè)的長久發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】焦?fàn)t煤氣;凈化處理技術(shù);應(yīng)用

引言

我國擁有豐富的焦炭，是世界第一生產(chǎn)大國。根據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國焦炭產(chǎn)量大約4.8億噸，占全球焦炭總產(chǎn)量的67.34%。在2017年，去產(chǎn)能之后的產(chǎn)量大約為43000萬噸，占據(jù)世界第一，每生產(chǎn)一噸焦炭，就會產(chǎn)生430m3的焦?fàn)t煤氣，主要用于回爐助燃和天然氣中。為推動焦炭的快速發(fā)展，這就需要將能源消耗和環(huán)境污染問題放在首要位置。而焦?fàn)t煤氣凈化處理技術(shù)在一定程度上可以提高我國煤氣生產(chǎn)質(zhì)量和效率，促使可以得到更高質(zhì)量的凈化煤氣，從而為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)收益。

一、焦?fàn)t煤氣除塵技術(shù)

（一）機(jī)械式除塵器

機(jī)械式除塵器通常情況下包含重力沉降室、慣性除塵器等。機(jī)械式除塵器最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，并且維修方便，價格低，但卻存在除塵率不高的現(xiàn)象，一般會將其用在多級除塵系統(tǒng)中的前級預(yù)除塵。

（二）過濾式除塵器

過濾式除塵器包含袋式除塵器和顆粒層除塵器，最大的優(yōu)點(diǎn)就是除塵率高，能夠?qū)ξ⑿〉牧Ｗ舆M(jìn)行處理，并且可以在小風(fēng)量和大風(fēng)量中氣體凈化，但其投資費(fèi)用和運(yùn)行成本費(fèi)用較高。

（三）洗滌式除塵器

洗滌式除塵器主要分為低能耗洗滌式除塵器和高能耗洗滌式除塵器，最大優(yōu)點(diǎn)為除塵效率高，并且可以以水為主要除塵物質(zhì);其缺點(diǎn)是能耗高，并且需要對污水進(jìn)行處理，否則將會對水資源造成污染。

（四）靜電除塵器

靜電除塵器分為干式除塵器和濕式除塵器，其主要特點(diǎn)就是除塵率高，阻力小，但缺點(diǎn)為運(yùn)行和投資費(fèi)用過高。

二、焦?fàn)t煤氣脫焦油技術(shù)

（一）電捕焦油

電捕焦油法是當(dāng)前現(xiàn)階段我國常用的一種脫焦油方式。當(dāng)含有大量焦油的煤氣經(jīng)過電場時，吸附的負(fù)離子和電子的雜質(zhì)在電場庫侖力的作用下，沉淀之后所釋放的帶電荷，并附著在沉淀極上，從而達(dá)到凈化空氣的作用，通常情況下將其稱之為荷電現(xiàn)象。如果附著于沉淀極中的雜質(zhì)大于附著力時，就會發(fā)生自動向下的情況，從電捕焦油器底端排出，凈化氣體將會從電捕焦油器的上端進(jìn)入下一道工序中。

一般情況下將電捕焦油法分為干式電捕和濕式電捕。其中干式電捕焦油器的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，但卻受到結(jié)構(gòu)的限制，只能夠?yàn)閱坞妶觯姇灳€不易安裝，并且凈化率低且不穩(wěn)定[1]。濕式電捕焦油器速度快，焦油量可以小于每立方米10毫米以下，除焦油率高達(dá)90%以上，并且可以在較為低的能量消耗下高質(zhì)量完成任務(wù)。但缺點(diǎn)是濕式電捕焦油器設(shè)備很容易受到腐蝕和水凈化處理問題。

（二）濕法

濕法脫焦油是一種采用低壓頭噴灑式文丘里洗滌塔當(dāng)做電捕焦油器，在鼓風(fēng)機(jī)后深度脫除煤氣中的焦油物質(zhì)，并且應(yīng)要使得初冷器煤氣中的萘含量與洗油中的萘含量相一致，這樣就可以收集煤氣中的懸浮物質(zhì)，然后進(jìn)行排放處理。濕法最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、投資小，可以使得焦油快速冷卻，并且可以有效去除萘雜質(zhì);但操作流程較為復(fù)雜，需要專門配置水處理措施，同時pH要求也比較高，否則將會出現(xiàn)設(shè)備腐蝕情況的發(fā)生。

（三）吸附法

吸附法是利用具有活性炭的吸附塔在同一個工作流程中進(jìn)行煤油的焦油、萘等的去除工作。工業(yè)常用的吸附劑有硅膠類、活性炭類等吸附劑。

三、焦?fàn)t煤氣變溫吸附脫萘技術(shù)

大多數(shù)的粗煤中都含有萘，一般情況下處于氣態(tài)狀態(tài)，并且大多數(shù)的萘在集氣管和初冷器中都可以冷卻下來與焦油融合在一起。脫萘最為主要的作用就是使用初冷流程，使得煤氣在初冷的情況下還可以進(jìn)行脫萘。通常情況下初冷流程可以將煤氣中的萘縮減到50mg/m3。但實(shí)際過程中，需要對煤氣進(jìn)行凈化。

變溫脫萘技術(shù)就是對焦?fàn)t煤氣經(jīng)過預(yù)處理、脫硫處理去除氣體中的焦油和少量的H2S之后，進(jìn)入正處在附著吸附狀態(tài)下的變溫吸附塔中，然后焦?fàn)t煤氣中的H2S、焦油等被吸附劑所稀釋，從而起到凈化的作用[2]。

再生氣通過燃燒排放將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，而硫氧化碳燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸剂蚝投趸?，其中的二氧化硫通過鍋爐煙筒排放達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制度。在更換以后的焦炭、活性炭可以由制造廠家回收，進(jìn)行深埋處理。

四、焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)

（一）化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法就是將H2S水溶液的弱酸性使用堿性溶液吸收硫化氫。但強(qiáng)堿溶液吸收H2S后再生比較困難，通常情況會在其中融入強(qiáng)堿弱酸鹽，包含硼酸鹽、磷酸鹽等溶液，并且這些溶液的pH在9～11之間[3]。另外，還可以利用弱堿，例如氨等的水溶液用來吸附H2S中的廢氣。

（二）物理吸收法

物理吸收法具有操作流程簡單、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。在選擇物理吸收劑時最為重要的是，H2S需要具有選擇性吸收率較高、熱穩(wěn)定性較高的特點(diǎn)。通常情況下，選擇的吸收劑為有機(jī)溶劑，例如磷酸三丁酯、碳酸丙烯酯等。

（三）吸收氧化法

吸收氧化法是對于純度較低的含有大量H2S廢氣而研發(fā)的一種焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)，其主要是在化學(xué)吸收法的基礎(chǔ)上，在吸收液中加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┮嗷蛘叽呋瘎?，使吸收的H2S在氧化塔中氧化成硫在加以回收利用，吸收液再生。而使用的氧化劑亦或者催化劑被稱之為氧的載體，如鐵氫化合物復(fù)鹽、硫代砷酸鹽和一些有機(jī)化合物。使用氧化法在一定程度上可以起到節(jié)能環(huán)保的作用，同時還可以提高處理速度和質(zhì)量，從而能夠使得其可以正常運(yùn)作。

結(jié)束語

在現(xiàn)階段的市場中，焦?fàn)t煤氣凈化設(shè)備主要是預(yù)處理設(shè)備、脫硫設(shè)備和脫萘設(shè)備等構(gòu)成，可以有效凈化氣體，減少有害物質(zhì)的散播，同時對氣體成分的檢測有著十分重要的作用。如果在前期階段凈化流程中的氣體成分沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這就很容易造成后期凈化系統(tǒng)的癱瘓。所以，應(yīng)要使用合理的方法對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛燕霞.焦?fàn)t煤氣凈化工藝研究[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（32）：191-193.

[2]吳聲彪，肖波，左娜，江建方，楊家寬.焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)現(xiàn)狀及探討[J].有色金屬，2003（S1）：178-181.

[3]江建方，肖波，楊家寬，吳聲彪.焦?fàn)t煤氣凈化工藝研究進(jìn)展[J].化工環(huán)保，2003（01）：17-21.

（作者單位：山西省焦炭集團(tuán)益隆焦化股份有限公司）