[发明专利]一种清洁炼焦生产工艺及系统

权利要求书

1.一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)在焦炉加热系统中，采用纯氧作为助燃气体参与焦炉的加热过程；焦炉加热系统采用焦炉自身生产的经净化、提氢后含有CH₄、CO及其它碳氢化合物的焦炉煤气作为燃气，在焦炉加热系统的燃烧室内，氧气与焦炉煤气充分燃烧并释放热量，对煤高温干馏系统中炭化室内的煤料进行加热干馏；

2)焦炉加热系统燃烧后生成的焦炉烟气主要成分是CO₂、H₂O以及少量的SO₂，焦炉烟气从焦炉加热系统排出，经小烟道、分烟道及总烟道汇集后进入焦炉烟气预处理系统；在焦炉烟气预处理系统内，对焦炉烟气进行脱硫并回收余热；

3)经预处理后的焦炉烟气进入CO₂吸收系统，焦炉烟气中的CO₂与碱性吸收液充分接触并被吸收，生成相应的碳酸盐类物质，从而去焦炉烟气中CO₂，实现炼焦生产工艺过程CO₂的减排，同时焦炉烟气中的水蒸气也被溶液冷凝回收；碳酸盐类物质作为焦炉烟气脱硫的介质，或通过结晶、提纯后作为碳酸盐产品；

4)在煤高温干馏系统中，炭化室内的煤料高温干馏生成焦炉煤气，焦炉煤气经上升管、桥管进入煤气收集与净化系统；在煤气收集与净化系统内，焦炉煤气被冷却、净化，除去其中的杂质，得到相应的焦油、氨水、苯类产品及副产品，净化后的焦炉煤气进入煤气提氢系统；

5)在煤气提氢系统内，将焦炉煤气中的氢气分离出来，分离出的氢气送入后续的氢气储存及外供系统中作为产品外供或外销；提氢后的焦炉煤气以碳氢化合物为主，热值达到28000kJ/m³以上，其中一部分焦炉煤气被送入焦炉加热系统作为燃气使用，其余的焦炉煤气作为燃料外供。

2.根据权利要求1所述的一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，所述煤气提氢系统采用变压吸附气体分离工艺将焦炉煤气中的氢气与其它气体成分相分离。

3.根据权利要求1所述的一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，所述焦炉烟气预处理系统包括烟气脱硫系统和烟气余热回收系统；根据所配置烟气脱硫系统的类型，采用先进行烟气脱硫、再进行烟气余热回收的“烟气脱硫+烟气余热回收”工艺，或采用先进行烟气余热回收、再进行烟气脱硫的“烟气余热回收+烟气脱硫”工艺。

4.根据权利要求1所述的一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，所述碱性吸收液为NaOH溶液，吸收烟气中的CO₂后生成NaHCO₃溶液，一部分输送到钠基半干法焦炉烟气脱硫系统作为脱硫液使用，剩余部分经结晶干燥后作为钠基干法烟气脱硫剂或提纯作为NaHCO₃产品外销。

5.根据权利要求1所述的一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，所述碱性吸收液为Ca(OH)₂溶液，吸收烟气中的CO₂后生成CaCO₃沉淀或Ca(HCO₃)₂水溶液。

6.根据权利要求1所述的一种清洁炼焦生产工艺，其特征在于，所述碱性吸收液为氨水，与烟气中的CO₂在反应器内充分接触后生成NH₄HCO₃，经结晶、干燥处理后作为化肥产品外销。

7.一种用于实现权利要求1-6所述任意一种工艺的清洁炼焦生产系统，其特征在于，包括焦炉加热系统、煤高温干馏系统、煤气收集与净化系统、煤气提氢系统、焦炉烟气预处理系统及焦炉烟气CO₂吸收系统；所述焦炉加热系统由助燃气供给单元、燃气供给单元、蓄热室及燃烧室组成；助燃气供给单元通过纯氧输送管道连接对应的蓄热室，燃气供给单元通过提氢后焦炉煤气输送管道连接对应的蓄热室，2个蓄热室分别连接燃烧室的助燃气入口和燃气入口；燃烧室的高温烟气出口通过高温烟气输送管道连接煤高温干馏系统；煤高温干馏系统的焦炉煤气出口通过焦炉煤气输送管道连接煤气收集与净化系统，煤气收集与净化系统通过净化后焦炉烟气输送管道连接煤气提氢系统；煤气提氢系统设氢气出口及提氢后焦炉煤气出口，提氢后焦炉煤气出口分别连接焦炉加热系统的燃气供给单元及外供焦炉煤气管道；焦炉加热系统的总烟道连接焦炉烟气预处理系统，焦炉烟气预处理系统设烟气脱硫系统及烟气余热回收系统；焦炉烟气预处理系统通过预处理后焦炉烟气管道连接焦炉烟气CO₂吸收系统，焦炉烟气CO₂吸收系统设碱性吸收液入口、净烟气排放口及碳酸盐溶液出口，碳酸盐溶液出口分别连接焦炉烟气预处理系统中烟气脱硫系统的脱硫液入口及碳酸盐产品外送管道。