[实用新型]利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置，属于化工生产装置领域。

背景技术

焦炉煤气是在炼焦过程中得到的一种可燃性气体，一般每吨干煤可生产焦炉气300-350m³，焦炉自身用掉一半左右。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，其主要成分为H₂(55％-70％)和CH₄(15％-30％)、CO(5％-9％)、CO₂(2％-5％)、N₂(2％-6％)，另外还含有少量的其它成分。

高炉煤气是在炼铁过程中产生的副产品，每炼一吨生铁产生高炉煤气约1500m³，高炉自身热风炉用掉接近一半。高炉煤气中一氧化碳约占30％，二氧化碳约占10％，氮气约占55％，还有少量的氢气与甲烷，故发热值很低。钢铁企业炼铁过程中副产的高炉煤气由于产量高热值低，难于利用，长期大量放散。

目前钢铁企业为减少环境污染、提高经济效益，越来越重视煤气的综合利用。目前焦炉煤气可做燃料气、供城市燃气、发电、或作合成氨与生产甲醇的原料，利用较充分。高炉煤气一般直接或掺混焦炉煤气做燃料气，加热锅炉产蒸汽发电或驱动大型设备，高炉煤气由于粉尘较多，惰性气体含量高，存在燃烧慢且不稳定、放热量少、烟气量大等问题，利用困难。行业内先进企业也只能回收净化后用作各加热炉燃料或供锅炉燃烧发电，经济效益低下。

发明内容

本实用新型的目的在于结合我国钢铁行业实际，提出一种利用焦炉煤气与高炉煤气为原料联合生产天然气与液氨的生产装置。

一种利用焦炉煤气与高炉煤气联合生产天然气与液氨的装置，包括天然气/液化天然气生产装置、高炉煤气净化装置和无水液氨生产装置；所述的天然气/液化天然气生产装置包括螺杆式压缩机或罗茨风机、变温吸附系统、第一往复式压缩机、第一变压吸附脱碳系统、焦炉气脱硫装置、甲烷合成系统和变压吸附系统或深冷分离系统，所述的螺杆式压缩机或罗茨风机、变温吸附系统、第一往复式压缩机、第一变压吸附脱碳系统依次通过管道连接，第一变压吸附脱碳系统再经第一往复式压缩机后与焦炉气脱硫装置、甲烷合成系统和变压吸附系统或深冷分离系统依次连接；所述的高炉煤气净化装置包括第二往复式压缩机、耐硫变换装置、高炉气脱硫装置、第二变压吸附脱碳系统和变压吸附脱氮系统，它们之间通过管道依次连接；所述的无水液氨生产装置包括甲烷化系统和合成氨系统，两者之间通过管道连接；所述的变压吸附系统或深冷分离系统通过管道与变压吸附脱氮系统连接后，再连接到甲烷化系统。

所述的焦炉气脱硫装置包括加热炉、预加氢反应器、一级加氢反应器、中温脱硫槽、二级加氢反应器和氧化锌槽，它们之间通过管道依次连接；所述的预加氢反应器可为1～2个，串联或并联连接；所述的中温脱硫槽或氧化锌槽可为2～3个，串联或并联连接。

所述的耐硫变换装置包括预热器、加热炉、变换炉和分离罐，预热器、加热炉、变换炉之间通过管道串连，变换炉再经预热器后与分离罐连接。

所述的高炉气脱硫装置包括中温脱硫槽和氧化锌槽；所述的中温脱硫槽或氧化锌槽可为2～3个，串联或并联连接。

本装置的技术要点是提出了采用变换装置将高炉煤气中的CO转换为H₂，从而通过变压吸附的方法低成本地得到氮氢混合气体，并通过与焦炉煤气甲烷化装置副产的氮氢气体混合，使氮气与氢气之比满足合成氨所需的1:3的比例。装置中变温吸附系统、变压吸附脱碳系统、甲烷合成系统、变压吸附系统或深冷分离系统、变压吸附脱碳系统、变压吸附脱氮系统、甲烷化系统和合成氨系统八个部分的具体结构可以参照现有技术或采用其它相关专利的成熟技术方便地设计制作，可满足本实用新型的技术要求。

本实用新型采用焦炉煤气与高炉煤气为原料，规模化地生产天然气(或液化天然气)与液氨两种产品，最终得到的天然气产品满足天然气国标(GB17820)一类技术规格，可直接送入管网或销售压缩天然气(CNG)，液氨产品可直接销售，也可进一步生产尿素等下游产品。

本实用新型可利用钢铁企业炼焦炼铁过程中得到的焦炉气与高炉气两种副产品作为原料，生产市场广阔、经济附加值高的天然气与液氨两种产品，既解决了高炉煤气利用的难题，大幅减排，又能生产出高价值产品，具有良好的经济与社会效益。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

主要附图标记：

1 螺杆式压缩机或罗茨风机        2 变温吸附系统