[发明专利]一种焦炉煤气裂解及焦炭干熄一体化工艺及装置

说明书

一种焦炉煤气裂解及焦炭干熄一体化工艺及装置，方法包括：高温荒煤气进入裂解干熄炉中部，与向下流动的炽热高温焦炭换热升温高温裂解，高温裂解后的煤气从裂解干熄炉上部送出；从裂解干熄炉中部抽出煤气经余热锅炉回收热量冷却后由循环风机增压从裂解干熄炉下部送入炉内，从下向上冷却裂解干熄炉下部焦炭，煤气由裂解干熄炉中部再次抽出循环；炽热红焦由裂解干熄炉顶部装入，在上部首先与从中部进来的焦炉荒煤气换热冷却后流动到炉下部分再与从裂解干熄炉下部送入的循环冷却煤气换热冷却为冷焦，最后送出。本发明利用焦炉炽热红焦加热慌煤气高温裂解与红焦干熄焦一体化，工艺简单节省能源。实现了荒煤气高温裂解、焦炭再脱硫及干熄。

技术领域

本发明涉及焦炉煤气高温裂解及焦炭干熄技术领域，尤其涉及一种焦炉煤气裂解及焦炭干熄一体化工艺及装置。

背景技术

中国国内天然气稀缺，焦炉煤气相对富余过剩，随着气候变化加剧及碳排放的控制日趋严格，气基还原铁生产DRI已成为炼铁领域的热点，目前天然气气基还原生产DRI已经技术成熟，但是由于国内天然气短缺不可能给炼铁行业提供大量的天热气资源，相对富余过剩的焦炉煤气是最好的替代品，但是由于焦炉煤气热值低、杂质含量高等缺点需要针对性进行处理才有可能满足气基还原生产DRI的需要，尤其焦炉煤气中含有的芳烃(包括焦油、苯族)类必须裂解成H₂、CO类才能满足气基还原的气体要求，因此焦炉煤气裂解是其用于气基还原铁生产DRI的基本要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉煤气裂解及焦炭干熄一体化工艺及装置，是针对目前焦炉煤气用于气基还原铁生产DRI领域开发的焦炉煤气利用高温焦炭加热裂解及熄焦一体化综合工艺方法。焦炉煤气高温裂解及焦炭干熄一体化工艺技术同时实现了煤气裂解、红焦脱硫及红焦干熄。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉煤气裂解及焦炭干熄一体化工艺，包括如下方法：

1)从焦炉或者煤气净化装置送过来的煤气进入裂解干熄炉中部，并由裂解干熄炉中部向上流动与向下流动的红焦换热裂解，裂解后的煤气从裂解干熄炉上部送出；

2)从裂解干熄炉中部抽出煤气作为循环冷却气经余热锅炉回收热量冷却后，由循环风机增压从裂解干熄炉下部送入炉内，从下向上冷却裂解干熄炉下部焦炭，循环冷却气由裂解干熄炉中部再次抽出循环；

3)红焦由裂解干熄炉顶部装入，红焦在裂解干熄炉的上部首先与从中部进来的煤气换热冷却后流动到裂解干熄炉下部再与从裂解干熄炉下部送入的循环冷却气换热冷却，最后从裂解干熄炉底部送出。

上述步骤1)中进入裂解干熄炉中部的煤气，优选焦炉高温荒煤气，焦炉高温荒煤气温度为650～850℃；也可以选用煤气净化装置送过来的低温焦炉煤气(通常15～90℃，可以选择预热到300～500℃)，裂解干熄炉上部送出的高温煤气温度为900～1400℃。

所述红焦是焦炉推出的高温焦炭温度为1000～1200℃，裂解干熄炉下部经过焦炉荒煤气和循环冷却气冷却后送出的低温焦炭温度为160～200℃。

裂解干熄炉中部抽出的循环冷却气温度为500～800℃，送回裂解干熄炉下部的循环冷却气温度为150～200℃。

在裂解干熄炉中部补充O₂、CO₂(或参混到高温荒煤气中)可以调节裂解后煤气中的H₂/CO的比率以适用气基还原铁生产DRI的需求，O₂还可以和炽热焦炭反应提高上部高温煤气的温度其可以高于焦炭入炉温度。

高温煤气中的H₂可以与焦炭中的硫化物、有机硫反应生成硫化氢而降低焦炭的硫含量。