[实用新型]绿色循环经济型煤焦化工艺装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种绿色循环经济型煤焦化工艺装置，具体是一种用于实现以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺的装置，所述的以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺的装具体是以煤焦化工艺为主体、配合炭黑生产、煤焦油加工以及焦炉煤气发电进行热电联产等工艺的“绿色”循环经济工艺。

背景技术

绿色循环经济的主题是“减量化、再利用、资源化”，提倡源头投入的消减、生产过程中的循环再利用、终端废弃物的有价值回收。发展“循环经济”可发挥资源的最大效力，保护现有资源，延长总体资源的利用时间，还可减少资源的投入，充分节约和利用能源，同时也减少了对环境的污染，在工业发展中已被重点关注。

煤炭作为国家重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。而生产焦炭的炼焦煤更是作为特殊和稀缺煤种在各个国家都得到了战略性的保护。将有限的资源形成产业间的代谢和共生耦合关系，大力发展资源综合利用的绿色循环经济链，是保障企业快速、高效、节能、减排的重要措施，同样会为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

煤焦化装置是最早实现煤炭化工利用的有效途径，通过煤炭焦化可以获得以冶金用焦炭、煤焦油以及焦炉煤气等为主的焦化产品。炼焦装置推出的红焦温度高达1100℃，如何对其热量进行有效且合理的应用，是炼焦行业实现节能减排的重要措施。现有炼焦所用焦炉装备有单热式和复热式两种不同加热方式的炉型，入炉煤在焦炉碳化室内隔绝空气，由燃气加热至温度约1100℃，经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等过程最终制得焦炭，焦炭成熟后红焦由碳化室内推出焦炉，所产生的粗煤气由焦炉炉顶部排出；红焦推出时温度约1100℃，遇空气将会燃烧，所以需要进行冷却熄焦处理得到冷却焦炭。熄焦工艺有两种，湿法熄焦工艺和干法熄焦工艺。湿法熄焦是用水直接喷洒在红热的焦炭上，将其温度降低以阻止其燃烧。干法熄焦是用流动的氮气对其进行降温。相比于两种熄焦工艺，干法熄焦使红焦不致急剧冷却而使焦炭裂纹增多、焦炭质量降低，而且可以回收红焦大量的显热，避免湿熄焦工艺产生的蒸汽夹带残留在焦炭内的酚、氰、硫化物等组分及粉尘造成空气污染等(潘立慧，魏松波，干熄焦技术[M]，北京：冶金工业出版社，2005)。粗煤气首先采用高压氨水喷晒，一是降温，二是中和掉其中的硫化氢、氰化氢、二氧化硫等酸性气体。降温后的粗煤气经过电捕焦油器脱除焦油、湿法脱硫、酸洗脱氨、洗油脱苯等工序后成为净焦炉煤气，副产煤焦油、粗苯等产品。煤焦油也可进行脱水脱渣后进行精馏生产出粗酚油、脱酚油、燃料油、工业萘、洗油、沥青、蒽油等化工产品，其中蒽油又是炭黑生产的优质原料油。

现有炼焦装置中所用的热源一般来自本装置所产生的经过净化处理的焦炉煤气，而焦炉煤气作为炼焦装置的能源，是低附加值利用的一条途径。因为经过净化处理的焦炉煤气主要含有氢气(54～59％)、甲烷(24～28％)、一氧化碳(5～7％)，还有少量的氮气、烃、氧气和二氧化碳等，可以用于发电、作为合成甲醇的原料、提纯生产氢气、生产天然气、作为还原性气体可以替代天然气直接还原铁等，总之，焦炉煤气的综合利用前景十分广阔，而仅仅作为炼焦用燃料是巨大的浪费，更为严重的是，焦化行业甚至将剩余的焦炉煤气直接燃烧放散到大气中，不仅造成了能源浪费，而且污染了环境。

现有炭黑生产过程一般是将炭黑油经预热器预热后，再与预热后的空气在燃烧室内混合并充分燃烧，在约1800℃温度下进行瞬间、高温裂解获得炭黑颗粒，将含有炭黑颗粒的高温气流(以下简称烟气)急冷，使烟气迅速冷却以终止炭黑反应，然后继续降温，再用主旋风分离器、脉冲主袋滤器等收集炭黑颗粒并分离出气体(即炭黑尾气)。炭黑颗粒经进一步加工后得到符合质量标准的炭黑产品。炭黑尾气主要含有一氧化碳、氢气氮气、水和少量二氧化碳、烃类、氧气及痕量炭黑粉尘等。