浅议焦炉煤气净化工艺的分析及节能改进

王宝军 张朋岗

摘 要：焦炉煤气是我国工业生产过程中极为重要的生产原料及燃料，然而在实际生产过程中由于其硫、氨、氰等元素燃烧后会产生大量的污染气体，对生态环境产生极其恶劣的影响，因此，焦炉煤气的净化工艺就成为了焦炉煤气生产所广泛关注的方向。焦炉煤气净化工艺是一种技术含量较高的煤气净化工艺，对提升我国焦炉煤气生产质量、增强生产效率、降低生产污染具有十分重要的作用。本文通过对焦炉煤气进行分析，对焦炉煤气净化的传统工艺缺点进行系统的分析，进而挖掘出节能环保视角下，焦炉煤气净化工艺的节能改进方向，为提升我国煤气净化水平打下坚实的基础。

关键词：焦炉煤气;净化工艺;改进方向

在我国工业生产过程中，焦炉煤气对我国工业利用水平具有十分重要的影响，而焦炉煤气净化工艺决定了焦炉煤气在工业生产中的应用成效，因此，如何有效选择焦炉煤气净化工艺的方式以及提出整改措施就显得至关重要。焦炉煤气生产会产生大量的有害气体，焦炉煤气净化工艺会有效降低焦炉煤气生产所产生的废弃物对生态环境的损害，使得煤气制备生产过程更加绿色环保，通过利用现代化的节能技术，更加能够实现净化工艺的循环利用，是循环经济发展理念在工业化生产过程中的完美体现，因此，如何有效提升焦煤气净化工艺水平就成为当前工业生产所面临的热点问题。

1 焦炉煤气概述

1.1 焦炉煤气的相关概念

焦炉煤气也称焦炉气，是一种工业生产常用的可燃物，因其热值较高而被广泛使用，焦炉煤气的生产过程相对复杂，其中烟煤是其生产的主要原材料。烟煤通过高温蒸馏工艺进行一系列反应，得到的附产物即为焦炉煤气。

焦炉煤气是一种多气体成分组成的混合物，其主要组成成分为甲烷和氢气，还包含一些一氧化碳、二氧化碳等其他气体成分，这其中还包含一些有毒成分的混合气体，因此，焦炉煤气在燃烧过程中会产生大量的有害气体，对生态环境造成严重的威胁，利用焦炉煤气净化工艺来有效降低污染气体排放就显得至关重要。

1.2 焦炉煤气的特点

作为一种工业生产用的可燃气体，焦炉煤气具有热值较高的特点，通常情况下，焦炉煤气燃烧所产生的温度都会维持在90℃以上，因为其自身包含的基本成分原因，使得焦炉煤气燃烧后产生的气体没有颜色，且散发着较为刺鼻的气味，同时，焦炉煤气燃烧还会伴随产生一定量的有毒气体。此外，焦炉煤气的组成成分中，氢气占有较大部分比重，因此，焦炉煤气燃烧还具有燃烧速度快，且火焰长度短的特点。

2 传统焦炉煤气净化工艺概述

2.1 国外引进净化工艺

我国早期焦炉煤气净化工艺多采用国外引进的工艺，包含：FRC法脱硫与洗氨组合工艺、T-H脱硫与脱氨组合工艺等，这些引进工艺都具备较高的脱氨和脱硫效果，能够良好的实现焦炉煤气有害气体净化，但仅限于大型焦化厂应用，对于一些小型的焦化厂而言，这些国外引进净化工艺往往运行成本都较高，工艺的操作以及设备的维护都极其复杂，在我国国内难以进行大范围的推广。

2.2 国内自主研发净化工艺

随着我国焦炉煤气在工业生产当中的不断深入应用，尾气净化工艺得到了充分的重视，并不断的投入人力和资金进行研发，也因此成功研制出了我国自主研发的焦炉煤气净化工艺，如：HPF法脱硫与饱和器法脱氨组合工艺、OMC法脱硫与磷铵法洗氨组合工艺等，虽然我国国内自主研发的焦炉煤气净化工艺能够帮助焦炉煤气燃烧有效脱除氨和硫等元素，但工艺的成熟度有待提高，焦炉煤气净化工艺总体尚存在缺陷，脱硫废液的处理不当极易造成对生产和环境的二次污染，脱氨与脱硫工艺间彼此不能进行有效互补。

2.3 现阶段应用的主要净化工艺

饱和器法脱氨与真空碳酸钾法脱硫组合工艺以及AS脱硫法与水洗氨的负压组合工艺都是现阶段我国焦炉煤气工业生产过程中所使用十分广泛的净化工艺，虽然这两种净化工艺较之传统净化工艺存在一定的先进性，但依然存在一定的缺陷。一方面，饱和器法脱氨与真空碳酸钾法脱硫组合工艺需要搭配酸气处理装置才能够真正实现尾气处理，但这种结构的最大弊端就是工艺整体的复杂性较高;另一方面，AS脱硫法与水洗氨的负压组合工艺需要外加碱源，且运行成本较高。

3 焦爐煤气净化工艺中存在的具体问题

3.1 煤气初冷问题

在焦炉煤气净化工艺的运行过程中，横管初冷器设备极易在此阶段出现故障，致使管道堵塞，进而造成焦炉煤气冷却过程中需要大量的水进行温度置换，然而焦炉煤气并不是单一气体形态的混合物，其物质组成还包含一定量的粉尘，一旦焦炉煤气经过出现故障的横管初冷器进行初冷处理，就会给高压氨水无烟装煤系统带来巨大的影响，致使其无法进行正常的工作运转。

3.2 煤气终冷问题

焦炉煤气净化工艺极易在终冷方面出现问题，造成问题的主要原因为：焦炉煤气净化工艺的终冷过程需要大量的溴化锂制冷循环水，冷却塔对硫铵饱和器里的煤气进行冷却，然而，这个过程在实际生产应用过程中的效果并不显著，无法达到煤气终冷的设计预期。

3.3 废水处理方面的问题

焦炉煤气净化工艺完成后，尾气会出现大量的氨气焦化现象，究其原因为氨气经蒸氨以及生物脱酚两种工作处理之后，会通过湿法熄焦处理，而这个过程会造成严重的二次污染。而此时的焦炭依然存在一定量的热量，焦炉煤气净化工艺并没有设置二次回收利用环节，进而造成热能源的严重浪费。造成以上现象的根本原因就是焦炉煤气净化工艺中的氨水处理工艺不够先进，虽然其解决了应用湿法熄焦的问题，但产生的物质无法进行二次回收，造成严重的资源浪费。

4 焦炉煤气净化工艺的节能改进措施

4.1 焦炉煤气净化工艺的改进措施

首先，在进行焦炉煤气的初冷阶段时，净化工艺可在使用横管初冷装置的同时，搭配直冷塔以及空冷器，进而帮助焦炉煤气进行除尘处理，降低初冷过程的故障影响，提升初冷效果;其次，焦炉煤气的获取需要对焦炉内的焦炭进行加热，工艺优化过程中，第一步，先改进预热装置，通过设计合适的气体运输规格来代替传统的换热管道，确保饱和器中煤气的正常输送。第二步，可使用离心压缩机来对高炉内进行加压工作，进而获取更高的加热温度，提升焦炉煤气的获取效率。第三，焦炉煤气净化工艺要更加精确的实现粗苯操作，提升相关要求标准，进而实现循环油质量的改进，降低冷却器的堵塞概率。

4.2 焦炉煤气净化工艺的节能优化措施

首先，焦炉煤气净化工艺可采用断液板的两段式横管冷却器，目的是对冷凝液采用分段控制，在保障煤气冷却效率的同时，实现低温水的用量控制，进而实现节能目标;其次，焦炉煤气净化工艺的脱硫工艺环节中设置再生塔，通过应用预混喷嘴以及塔内气泡分离器的方式实现节能生产，同时，进行尾气循环设置，将再生塔后的尾气通过该设计返还到煤气负压系统当中，在降低氨气损失的条件下，有效规避二次污染形成，实现节能优化目标;第三，焦炉煤气净化工艺通过应用蒸氨塔选择喷射器回收次蒸汽技术，在搭配放宽苯回收指标的方式来减少蒸汽使用量和脱苯系统运行低温水的使用量，进而实现节能优化的目标。

综上所述，焦炉煤气在我国工业生产过程中占有十分重要的地位，然而焦炉煤气在生产和燃烧过程中会产生大量的有害气体，对生态环境造成严重的污染，因此，焦炉煤气净化工艺就显得至关重要。相关工业企业要深入研究焦炉煤气净化工艺的发展，以及其在实际生产过程中所遇到的具体问题，进而找到针对性的解决办法，同时在绿色环保理念和循环经济发展理念的指引下，对焦炉煤气净化工艺进行优化改进，全面提升焦炉煤气净化工艺效率的同时，挖掘出有效的节能举措，为提升我国焦炉煤气净化工艺水平找寻可持续的发展方向。

参考文献：

[1]乔晓丽.焦炉煤气净化工艺节能技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（24）：172-173.

[2]祁永程，高攀.焦炉煤气净化工艺节能技术探讨[J].当代化工研究，2018（05）：80-81.