焦炉煤气精脱系统再生工序存在问题与改进措施

潘九虎

（本钢板材股份有限公司燃气厂，辽宁本溪117000）

焦炉煤气精脱系统再生工序存在问题与改进措施

潘九虎

（本钢板材股份有限公司燃气厂，辽宁本溪117000）

针对焦炉煤气精脱系统再生工序在运行过程中存在的问题，分析查找原因并对其采取改进措施，提高了焦炉煤气精脱系统再生能力，减少了焦炉煤气再生管道堵塞的安全隐患。

焦炉煤气；再生；管道堵塞；改进措施；安全

1 前言

本钢板材股份有限公司燃气厂现有一套由成都天一科技有限公司设计生产的5500 m3焦炉煤气精脱系统，主要负担本钢板材股份有限公司炼钢厂连铸机切割用高纯焦炉煤气。由于焦炉煤气精脱系统生产工艺采用TSA变温吸附方法进行精制净化处理，其工艺需要焦炉煤气在低温时进行吸附处理，在高温状态下进行解析再生，最终实现焦炉煤气精脱目的。因此焦炉煤气再生工序是该套系统的核心内容。

2 工艺流程

工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

来源焦炉煤气先进入脱萘塔进行脱萘处理，其中脱萘塔为3台，运行时采用1台工作、1台再生、1台备用的运行方式，定期倒换，实现连续生产。然后进入脱硫塔进行脱硫处理，脱硫塔共2台，手动操作，可串可并，经过精脱处理的焦炉煤气由煤气加压机升压后送往用户，在加压机后接入再生气源，对脱萘塔进行再生，再生产生的尾气由解析气管道送入外界。

再生步骤：

（1）加热：将用于再生的解析气加热至280～300℃高温，由脱萘塔顶部进入逆向流动，把附着在吸附填料表面的杂质成分脱出，使填料得到再生，达到重复使用的目的。

（2）冷却：用常温的解析气按照加热流程对吸附填料进行降温处理，为下次吸附做好准备。

3 存在问题分析

这套5500 m3焦炉煤气精脱系统于2011年投入生产运行，在运行过程中经常出现再生出口压力升高、再生效果不佳、转换吸附时处理能力下降等问题。检修再生管道时发现管路堵塞而且频繁发生堵塞现象。

经过对堵塞物化验检查为固体硫化物，联系设备设计厂家分析原因是由于在脱萘时煤气中的H2S与填料反应形成固体硫化物，经过再生时进入解析气管道，沉积形成堵塞解析气管道现象，使管道管径减小，影响解析气排放，再生压力升高，使脱萘塔无法再生。

经过分析得出产生结晶物堵塞管道的具体原因如下：

3.1 精脱工艺流程不能适应系统再生要求

系统工艺流程设置不合理，焦炉煤气经管道先进入脱萘塔，然后进入脱硫塔。在脱萘时，焦炉煤气内的部分H2S和脱萘塔填料会反应产生固体硫化物，再生时进入再生管道，影响再生效果。

3.2 冬季室外温度低不能保证再生条件

该单位在北方，冬季气温十分低，在-25℃左右，而再生尾气要求在20～40℃之间，由于冬季气温急剧下降，再生的出口气体冷凝结晶形成固体物堵塞管道，造成管径变细，阻力变大，再生效果下降。

3.3 再生管道积液影响再生气量

系统再生加热结束后开始冷却，气体由高温急剧冷却时产生大量水分和液体杂质成分。需要通过排污及时清理，否则沉积在再生管道内形成淤堵，造成再生管道阻力增加，再生效果下降。

4 解决方案

2014年我们经过和设备厂家联系对这套5500 m3焦炉煤气净化系统进行了技术改造，利用年修期间实施。为了确保生产工艺要求，我们对系统工艺进行了如下改造：

4.1 改变精脱工艺流程

根据再生管道堵塞物化验得知，固体堵塞物是固体硫化物，为此我们将系统工艺流程改为先脱硫，后净化的工艺过程。将硫化物在脱萘工序前进行脱出，减少净化再生硫化物与填料反应生产固体硫化物。降低再生过程固体物堵塞管道的几率。

改变后的工艺流程为焦炉煤气先经过脱硫塔脱出硫化物，脱硫工艺采用干法脱硫工艺，H2S+Fe2O3=FeS+H2O，通过定期更换脱硫剂将硫化物脱出。然后再进入脱萘工序，这样焦炉煤气中的硫化物就被清出，不能和脱萘塔填料反应产生固体硫化物，从而彻底解决管道固体物堵塞的问题。

4.2 增加再生管路保温伴热系统

为了解决冬季气温低的问题我们在2014年年修期间将再生系统管道全部进行了伴热保温。冬季使用蒸汽伴热使管道内部温度达到30～40℃，保证了再生系统出口管道温度要求，从而降低了因温度低对再生效果的影响。

4.3 安装自动排污系统

管道内积液也是管道堵塞、造成再生压力升高的主要原因，我们针对这个问题在系统管道易积水积液部位安装自动排污系统，设置液位高于100 mm时系统自动开启排污阀门将管道内的积液排放至积液罐，定期进行清理，保证生产需要。

5 使用效果

经过改造后的焦炉煤气精制系统再生管道效果明显好转，由原来的每季度检修一次延长至一年一次。根据管道内部情况来看，检修周期可以延长到两年一次，大大降低检修费用，提高了生产效率。实现了技术改造目标，为生产降成本做出了贡献。

6 取得的经济效益

6.1 提高填料使用寿命

经过技术改造，提高了设备填料使用寿命。设计填料为两年更换一次，但由于管道堵塞造成再生效果下降，填料每年需要更换一次。现在改造后根据化验情况推算脱萘塔填料能达到3年更换一次，可以节约填料费用，按每吨10000元计算，填料塔单塔装填量40 t，填料塔数量3台，每3年少更换一次计120万元，实际每年节约经济价值40万元。每次更换人工、机械费5万元。合计年节约45万元。

6.2 降低检修费用

由于改造后，检修周期延长，每年减少3次检修。以每次检修人工、机械费用5.5万元计算（主要是大型吊车和高压冲洗设备），每年可以降低检修成本16.5万元。

6.3 提高精脱焦炉煤气产量

由于检修时间减少每年可以多生产煤气，按每次检修120 h，每年3次计算，可以多生产煤气120×3×5500=198万m3焦炉煤气。按1元/m3计算，可以创造经济价值198万元。

根据以上分析可知，改造后每年可实现经济价值约259.55万元。

7 结束语

本次技术改造大大提高了5500 m3焦炉煤气净化系统能力，减少设备检修成本，确保系统稳定安全运行。故障率、停机率明显下降，为本钢节能减排、节约检修费用和检修时间做出了贡献。

[1]张卫.气体吸附制取操作指南[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]郭东明.脱硫工程技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2012.

Existing problems in the Regeneration Process of COG Refining Purification System and Improvement Measures

PAN Xiao
(The Gas Plant of Benxi Plate&Sheet Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117000,China)

In order to tackle the existing problems during operation of the regeneration process of coke oven gas(COG)refining purification system,causes of the problems were analyzed and improvement measures were taken,which improved the regeneration capability of the COG purification system and reduced potential safety hazards of regeneration gas pipe blocking.

COG;regeneration;pipe blocking;improvement measures;safety

TQ546.5

B

1006-6764(2015)03-0013-02

2014－12－01

潘九虎（1986-），男，2009年毕业于辽宁大学，助理工程师，现从事生产技术改造工作。