焦炉煤气净化处理技术应用探讨

摘要：焦炉煤气是炼焦过程中的副产品，主要由氢气、甲烷、一氧化碳等多种气体组成，同时含有硫化氢、氨、苯、萘等杂质。这些杂质不仅对煤气的热值和使用性能产生影响，还可能对输送管道和设备造成腐蚀，甚至在燃烧过程中产生污染物，危害环境和人体健康。本文将对焦炉煤气净化处理技术的应用进行探讨，以期为行业内的相关研究和工程应用提供参考。

关键词：焦炉煤气；净化处理；技术应用

1.焦炉煤气的产生与特性

焦炉煤气，作为炼焦过程中的副产物，其产生源于高温下煤的干馏过程。这一过程不仅将煤转化为焦炭，还伴随着大量气体的释放，其中主要包括氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳以及少量的硫化物、氮化物及苯族物质等杂质。

焦炉煤气的特性复杂多样，既包含高价值的可燃气体成分，如氢气和甲烷，这些成分具有较高的热值和燃烧效率，是理想的能源来源；又含有对人体健康和环境有害的污染物，如硫化氢、氰化氢等有毒气体，以及颗粒物、焦油等固体污染物。这些污染物的存在不仅限制了焦炉煤气的直接利用，还可能对环境和人体健康造成严重影响。

2.焦炉煤气净化处理技术应用流程

2.1煤气初冷

在煤气经过氨水初步冷却，通过分离设备分离出煤气中的大量焦油及氨水。后续将焦炉煤气冷却至适宜的温度，通常采用初冷器等换热设备来降低焦炉煤气的温度。煤气温度被降低，同时煤气中的水蒸气以及少量的焦油析出，从而减少煤气中的水分和焦油含量。煤气中的大部分水分和部分轻质油类物质被去除，为后续的脱硫、脱苯等净化步骤创造了条件。

2.2焦油的脱除与回收

在焦油的脱除与回收阶段，焦炉煤气中的焦油成分被有效分离。通过设置在煤气流线上的脱焦塔或电捕焦油器，煤气中的焦油雾滴被吸附或沉降，从而实现焦油的脱除。脱除后的焦油经过收集和处理，可以转化为有价值的化工原料或燃料，实现资源的再利用。这一过程不仅提高了煤气的清洁度，还为公司创造了额外的经济收益。

2.3萘脱除

萘脱除是焦炉煤气净化处理中的重要环节，因为萘是一种在炼焦过程中形成的固体有机化合物，它在煤气中的存在会降低煤气的热值，并可能在输送和使用过程中造成管道堵塞。在萘脱除过程中，通常采用冷却和洗涤的方法，将煤气温度降低至萘的凝固点以下，使萘从煤气中析出并结晶。随后，通过过滤或离心分离设备将萘晶体从煤气中分离出来。分离出的萘可以作为化工原料进一步加工利用，例如用于生产染料、合成树脂等。通过有效的萘脱除，可以进一步提高煤气的纯净度，确保煤气在后续使用中的安全性和效率。

2.4脱硫

脱硫是焦炉煤气净化处理的核心环节之一，主要针对煤气中的硫化氢（H₂S）及有机硫化物。这些含硫物质不仅会降低煤气的热值和燃烧稳定性，还会在输送与使用过程中引发管道腐蚀，燃烧后生成的二氧化硫（SO₂）更会造成大气污染。脱硫工艺通常分为湿法脱硫与干法脱硫两大类。湿法脱硫采用碱性溶液（如氨水、碳酸钠溶液或有机胺溶液）作为吸收剂，通过气液传质反应将硫化氢从煤气中吸收脱除；干法脱硫则利用固体吸附剂（如氧化铁或活性炭）的表面活性，通过化学吸附或催化转化实现硫的固定。脱硫后的富硫溶液或吸附剂需通过再生工艺释放硫元素，以硫磺或提盐工艺形式回收，实现资源化利用。该过程需严格控制吸收剂浓度、反应温度及气液接触效率，以确保脱硫效果与工艺经济性的平衡。

2.5吸氨

用磷酸吸收法吸收煤气中的氨，其原理是利用磷酸中的三个氢原子，在水溶液中可被氨离子逐步取代，形成磷酸铵溶液，利用磷酸一铵和磷酸二铵之间的转化，通过低温吸收高温解吸，实现煤气中氨的吸收和回收。

从脱硫工序来的含 煤气（也可与蒸氨工序来的氨蒸汽进行吸收塔前混合），自吸收塔的下部进塔，煤气在塔内与循环喷淋的磷酸铵溶液接触，煤气中的 被溶液吸收。吸收塔为多段空喷塔，自解吸系统来的贫液从塔顶进入，塔底富液用泵抽送至塔内循环喷淋，并从中连续抽出一定量的富液至解吸系统再生。再生后一定量的贫液入经冷却器冷却后补充入吸氨塔。

2.6洗苯

洗苯工序旨在去除焦炉煤气中的苯类物质（主要为苯、甲苯和二甲苯），洗苯效率受洗油质量，洗油循环量，煤气温度，贫油温度影响。洗苯工艺普遍采用洗油吸收法，以焦油洗油或石油洗油作为吸收剂，利用苯类物质在洗油中的高溶解度实现分离。煤气进入洗苯塔后，在填料层或塔板中与逆流而下的洗油充分接触，苯类物质被洗油吸收形成富油，净化后的煤气从塔顶排出。富油经加热蒸馏后，苯类物质被解吸并冷凝回收，再生后的贫油循环使用。

3提升焦炉煤气净化处理水平的建议

3.1 优化工艺流程

为了进一步提升焦炉煤气的净化处理水平，优化工艺流程是关键。首先，应通过深入分析现有工艺流程中存在的问题和瓶颈，对流程进行调整和改进。例如，可以考虑引入更高效的洗涤剂和吸附剂，以提高脱硫、脱氰和脱苯的效率。同时，对关键设备如脱硫塔、洗苯塔等进行技术升级，以提高其处理能力和运行稳定性。

其次，应加强各工艺环节之间的衔接，确保物料和能量的合理分配和利用。例如，可以将脱硫工序产生的硫泡沫和熔硫釜清液进行更有效的回收和再利用，减少资源浪费。此外，通过优化工艺参数，如温度、压力和流量等，可以进一步提高煤气净化处理的效率和质量。

3.2引入先进的净化技术

引入先进的净化技术是提升焦炉煤气净化处理水平的重要途径。随着科技的发展，许多新型净化技术不断涌现，这些技术在提高净化效率、降低能耗和减少环境污染方面具有显著优势。例如，膜分离技术在煤气净化中的应用越来越广泛，它利用特定的膜材料对不同气体分子的透过性差异，实现对煤气中各种成分的选择性分离。与传统方法相比，膜分离技术具有能耗低、操作简便、占地面积小等优点。

此外，生物脱硫技术也显示出巨大的潜力。该技术利用微生物对硫化氢等硫化物的生物代谢作用，将有害的硫化物转化为无害的硫磺或其他形式的硫，从而达到净化煤气的目的。生物脱硫技术具有成本低廉、操作简便和环境友好等优点，尤其适用于处理低浓度的含硫煤气。

结语：

随着环保法规的日益严格和资源高效利用的要求，焦炉煤气的净化处理已经成为炼焦行业不可或缺的重要环节。未来，随着技术的不断进步和环保要求的进一步提升，焦炉煤气净化处理技术将继续向着高效、节能、环保的方向发展。

参考文献：

[1]黄成忠，靖玲.焦炉煤气净化处理技术应用分析[J].煤炭新视界，2023（1）：145-147.

[2]程刚.焦炉煤气净化处理技术应用探讨[J].清洗世界，2022（2）：50-52.