專利名稱：：焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于焦爐煤氣的處理及應用
技術領域：
，特別涉及一種焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝。
背景技術：
：焦爐煤氣是焦炭生產中的一種副產品，其組成是比較復雜的，主要成份包括氫氣、氧氣、氮氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及其它烴類和硫化物等。不同的焦炭生產工藝和不同的原料煤，所產生的焦爐煤氣各成份的含量是有差異的。氫氣3070%，氧氣0.12%，氮氣215%，甲烷1570%，一氧化碳210%，二氧化碳O.520%，同時微量雜質如焦油、萘、苯、氮化物、硫化物、氰化物的含量差異也比較大，從幾萬毫克到幾毫克不等。如何充分利用焦爐煤氣(C0G:Coke-0venGas)是煤炭資源深加工中非常重要的-"環(huán)，如何更有效地利用焦爐煤氣一直是煤化工所思考和研究的問題。焦爐煤氣由于含有多種組分，特別是高烴類組分、硫化物、氰化物，如焦油、萘、苯等對后續(xù)利用C0G的工序影響很大，因此必須通過預處理工藝除去這些組分，才能更好地利用焦爐煤氣。但長期以來卻一直難以找到一種較好的處理方式而難以大規(guī)模的利用。在煉焦廠中需要大量的燃料，除了煤是主要燃料之外，焦爐煤氣也是一種很好的燃料，焦爐煤氣很快得到利用，同時由于其中的高烴類雜質如焦油、萘、苯等的存在，對焦爐煤氣的加壓受到限制，在高烴類雜質存在的情況下，只能用鼓風機加壓到0.lMpa.g左右，如果用壓縮機加到更高的壓力，焦爐煤氣中的萘將會結晶，焦油、苯等還會碳化，堵塞管道，損壞設備，在低壓下不利于焦爐煤氣經濟有效地分離。同時其它的方式，如柴油洗，只能將部分焦油和萘洗除，焦爐煤氣中的焦油只能降到20100mg/Nm3,萘只能降到150500mg/Nm3，苯含量在4000mg/Nm34以上，同時會引入大量的柴油飽和蒸汽(輕油)，對焦爐煤氣進一步利用帶來很大困難。再如深冷處理工藝，可以將焦油、萘降到510mg/Nm3的水平，但在實際操作中很容易發(fā)生結晶堵塞管道，同時每一種雜質必須用一套單獨的設備，脫除所有雜質，投資很大，故不宜用于大規(guī)模生產，目前在生產中已無此生產工藝運用。因而焦爐煤氣開發(fā)利用在很長時間一直處于停滯狀態(tài)。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，可完全凈化脫除焦爐煤氣中的焦油、萘和硫及其它雜質組分，其凈化精度對苯、萘、焦油、H2S、NH3、HCN及有機硫等均可以達到mg或PPm級水平；通過凈化后的焦爐煤氣，能滿足各種類型的壓縮機的原料氣要求，送至其它化工單元基本上可以直接利用，不會引入新的雜質。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，將原料焦爐煤氣通過雜質脫除系統(tǒng)和雜質回收處理系統(tǒng)進行處理，達到脫除雜質、凈化焦爐煤氣的目的；其中雜質脫除系統(tǒng)可采用一級凈化系統(tǒng)或多級凈化系統(tǒng)(根據(jù)焦爐煤氣中雜質含量的多少或凈化后對雜質含量的精度要求而選擇相應的凈化系統(tǒng))，其任一級凈化系統(tǒng)均包括至少2臺吸附床(可優(yōu)選220臺)、相應數(shù)量的閥門、加熱器、冷卻器等設備，吸附床均采用復合床，在同一吸附床內分別裝填至少兩種不同的吸附劑(可根據(jù)不同的雜質成份優(yōu)選自惰性氧化鋁、活性氧化鋁、焦炭、硅膠、活性炭等中的任意兩種或兩種以上)；每臺吸附床分別經歷吸附、降壓、加熱、冷吹、升壓等過程，實現(xiàn)焦爐煤氣的凈化，得到合格的凈化后的焦爐煤氣；該雜質脫除系統(tǒng)中的吸附床組成一個連續(xù)運轉系統(tǒng)，每臺吸附床在一次循環(huán)周期中經歷以下幾個工藝過程(1)、吸附(A):原料焦爐煤氣從吸附床底部經原料氣管道及閥門進入吸附床，焦爐煤氣中的焦油、萘、苯等強吸附性的雜質組分被吸附床內的吸附劑吸附，氫氣、氮氣、甲垸、二氧化碳等弱吸附性組分穿過吸附劑從吸附床上部經管道及閥門排出并送出界區(qū)得到凈化后的焦爐煤氣，當焦爐煤氣中的雜質在達到規(guī)定濃度時，關閉吸附床進口閥及出口閥，終止焦爐煤氣的進料，停止吸附；吸附工作壓力0.0053.OMPa.g;(2)、降壓(D):吸附(A)步驟結束后，開啟降壓閥門，依靠吸附床內的壓力，自動將吸附床內的氣體從吸附床底部排除，直至吸附床內的壓力接近排放管網的壓力，約為00.10MPa.g;(3)、加熱(H):開啟加熱閥門，用溫度為15042(TC的水蒸汽、氮氣、變壓吸附解吸氣、凈化后的焦爐煤氣等加熱介質(各種加熱介質中，變壓吸附解吸氣和凈化后的焦爐煤氣的加熱溫度可為15018(TC，氮氣的加熱溫度可為150300°C，水蒸汽的加熱溫度可為150420°C)從吸附床頂部進入吸附床，對吸附床加熱到120350°C，將吸附床中吸附的雜質全部汽化成再生氣，隨加熱介質一同從吸附床底部帶出吸附床，使吸附劑得到再生；(4)、冷吹(C):開啟冷吹閥門，用常溫凈化后的焦爐煤氣或氮氣從吸附床頂部進入，將吸附床內的余熱帶出，直至達到焦爐煤氣(原料氣)的溫度；(5)、升壓(R):開啟升壓閥門，利用凈化后的焦爐煤氣緩慢將吸附床充壓，直至達到吸附正常工作壓力，等待下一次吸附時投用；每臺吸附床都經歷相同的步驟，只是順序上相互交叉，以保證凈化過程連續(xù)進行，得到穩(wěn)定的凈化后的焦爐煤氣。雜質回收處理系統(tǒng)至少包括1臺冷卻分離器和其它輔助設施(如收集器、輸送設備、鼓風機等加壓設備、除臭設施、過濾設備等)，將再生氣冷卻降到常溫uo4crc)，對冷卻后形成的固態(tài)雜質、液態(tài)雜質和氣體進行分離；加熱再生氣(加熱再生后排出的氣體，主要含雜質)中含有大量的焦油、萘和部分苯、硫化物等，經冷卻降到常溫后，萘、氮化物及硫化物等將結晶成固態(tài)，焦油、苯等將冷凝成液態(tài)，沸點低的硫化氫、二氧化碳、甲烷等雜質仍是氣態(tài)，可以進行機械分離；如果分離器中噴入適量的水，分離效果將更好；分離后的氣體可以增壓后送入火炬管網焚燒處理，或送入燃料管網作燃料等，也可以經過脫臭后放空；分離后的液體和固體物質，可以用于加熱爐或焚燒爐作燃料，也可以進一步精制得到硫、萘等。雜質回收處理系統(tǒng)的應用使得整個凈化工藝過程不會形成二次污染，其排放氣完全可達到環(huán)保要求。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明工藝針對焦爐煤氣的組成雜質特性進行充分研究，采用干法凈化變溫吸附脫除焦爐煤氣中的雜質，可以完全凈化脫除焦爐煤氣中的焦油、萘和硫及其它雜質組分，其凈化精度對苯、萘、焦油、H2S、NH3、HCN及有機硫等均可以達到mg或PPm級水平。通過凈化后的焦爐煤氣，其雜質組分如苯、萘、焦油、H2S、NH:,、HCN及有機硫部分指標可以達到10mg或10ppm以下的水平，能滿足各種類型的壓縮機的原料氣要求，送至其它化工單元基本上可以直接利用，不會引入新的雜質；從而為焦爐煤氣的加壓解決了關鍵性問題，進而為焦爐煤氣的分離利用打開了方便之門。而且該工藝的吸附床可以再生，可進行重復使用，因而操作成本低。此外，該工藝采用復合床，一臺吸附床可以同時脫除多種雜質成份，只用一套設備就能達到凈化要求，因此操作簡單。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例1本實施例為采用焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝凈化處理下述焦爐煤氣焦爐煤氣的壓力為0.005MPa.g、溫度為2040°C，流量為5000Nm7h，焦爐煤氣主要組成如下成份H2Ar+02N2CH4COco2含量V%59.020.52.8623.548.43.42.5100^質及其含量(mg/Nm:i):成份焦油萘苯H2SHCNNH:!含量mg/Nn]31005001000200200150按照凈化后焦爐煤氣達到進入壓縮機入口氣源的條件，其雜質脫除系統(tǒng)采用兩級凈化系統(tǒng)，第一級凈化系統(tǒng)亦稱為粗凈化，采用4臺吸附床工藝流程第二級凈化系統(tǒng)亦稱為精凈化，也采用4臺吸附床工藝流程。經過第一級凈化后，焦爐煤氣中的雜質可以達到焦油《5mg/Nm3，萘《50mg/Nm:''，苯《850mg/Nm3，HCN《170mg/Nm3，NH3《120mg/Nm3，H2S《100mg/Nm3。經過第二級凈化后，焦爐煤氣中的各種雜質可以達到小于50mg/Nm3的凈化要求。具體工藝過程詳析如下第一級凈化系統(tǒng)的4臺吸附床工藝流程中，有3臺吸附床同時處于吸附過程，另外1臺吸附床處于再生狀態(tài)；每臺吸附床均采用復合床，在吸附床底層裝填焦炭類吸附劑CNA-llO，在吸附床上層裝填活性炭類吸附劑CNA-212。各吸附床運行的順序如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表可以看出，每臺吸附床先進行吸附(A)過程，也是吸附床的主要過程，接著進行再生過程，其中包括降壓(D)過程、加熱(H)過程、冷吹(C)過程和升壓(R)過程。焦爐煤氣從吸附床底部進入，通過吸附床脫除雜質后，由吸附床頂部輸出粗凈化后的焦爐煤氣；當粗凈化后的焦爐煤氣中雜質含量超過要求值時，停止吸附過程。吸附過程壓力一直保持0.050MPa.g的系統(tǒng)壓力。吸附過程結束，吸附床進入降壓(D)過程，將吸附床內的壓力降到加熱過程的平衡壓力。吸附床壓力降到加熱再生壓力后，引入水蒸汽用加熱器加熱到420r的高溫，對吸附床內吸附劑加熱，吸附劑溫度達到35(TC，維持此溫直到吸附床內雜質全部帶出為止，停止加熱。引入常溫氮氣，對吸附劑進行冷吹降溫，直至達到4(TC，冷吹結束。冷吹結束后用凈化后的焦爐煤氣將吸附床升壓到吸附時的壓力0.050MPa.g，升壓過程盡量緩慢，以不影響凈化后的焦爐煤氣外送壓力為限度。升好壓的吸附床隨時可投入吸附。吸附床內吸附劑可再生20次以上。在上述粗凈化的加熱再生過程和冷吹過程中，有焦油、萘、苯、硫化物、氮化物等隨加熱蒸汽或冷吹氣一起帶出吸附床，將此混合物引入冷卻分離器，降溫到4(TC左右，水、焦油、萘、苯、硫化物、氮化物等大量冷凝或結晶，將液態(tài)和固態(tài)混合物進行分離，作燃料與煤進行混燒；沒冷凝的氣體加壓后送入燃料管網作為燃料。經過上述粗凈化的焦爐煤氣進入第二級凈化系統(tǒng)進行精凈化。采用4臺吸附床工藝流程，有2臺吸附床同時處于吸附過程，另外2臺吸附床處于再生狀態(tài)，每個床層裝填氧化鋁類吸附劑CNA-001和活性炭類吸附劑CNA-228，各吸附床運行的順序如下表所示分周期1234歩位1234123412341234床號1AAAAAAAADHHISISCCR2ISCCRAAAAAAAADHHIS3DHHISISCCRAAAAAAAA4AAAADHHISISCCRAAAA從上表可以看出，每臺吸附床所經歷的工藝流程與第一級粗凈化的工藝流程大致相似，即先進行吸附(A)過程，也是吸附床的主要過程，接著進行再生過程，其中包括降壓(D)過程、加熱(H)過程、隔離等待(IS)過程(此過程吸附床完全處于各閥門關閉的靜置狀態(tài)，不做任何操作；目的是讓每個吸附床的C過程與另一個吸附床的H過程能夠在同一歩位進行，減少加熱氣的用量)、冷吹(C)過程和升壓(R)過程。上述粗凈化后的焦爐煤氣從吸附床底部進入，通過吸附床脫除雜質后，由吸附床頂部輸出精凈化后的焦爐煤氣；當精凈化后的焦爐煤氣中雜質含量超過要求值時，停止吸附過程。吸附過程壓力一直保持0.050MPa.g的系統(tǒng)壓力。吸附過程結束吸附床進入降壓(D)過程，將吸附床內的壓力降到加熱過程的平衡壓力。吸附床壓力降到加熱再生壓力后，用冷吹過程的冷吹氣(凈化后的焦爐煤氣)通過加熱器加熱到150170°C，對吸附床內吸附劑加熱，吸附劑溫度達到12(TC以上，維持此溫度直到吸附床內雜質全部帶出為止，停止加熱。引入凈化后的焦爐煤氣(常溫)對吸附劑進行冷吹降溫，直至小于4(TC，冷吹結束。冷吹氣引入加熱器加熱后作為另一臺吸附床的加熱氣，這樣就減少了一半的用氣量，節(jié)約了生產成本。冷吹結束后用精凈化后的焦爐煤氣將吸附床升壓到吸附時的壓力0.050MPa.g，升壓過200810045657.4凈化后的焦爐煤氣外送壓力為限度。升好壓的吸附床隨時可投入吸附。吸附床內吸附劑可再生80次以上。上述精凈化的加熱再生過程中的再生氣，含有萘、苯、硫化物、氮化物等，不能隨處排放；將此混合物引入冷卻分離器，降溫到4(TC左右，萘和部分苯、硫化物、氮化物等冷凝或結晶，將液態(tài)和固態(tài)混合物進行分離，作燃料與煤進行混燒；沒冷凝的氣體加壓后送入燃料管網作燃料。本凈化工藝流程，主要針對焦爐煤氣達到進入壓縮機入口氣源條件的情況，可實現(xiàn)凈化后焦爐煤氣中的焦油、萘的含量小于5.0mg/Nm3,苯、硫化物、氮化物的含量小于50.0mg/Nm3。對焦油、萘等雜質含量的上述要求，雖然采用傳統(tǒng)的柴油洗工藝也是可以達到的，但本工藝技術生產運行費用相當?shù)?，只有柴油洗和深冷凈化工藝運行費用的40%左右，凈化每100013焦爐煤氣的凈化總成本為不足3元人民幣。而對上述苯的凈化精度，柴油洗卻是無法實現(xiàn)的。此外，該工藝的經濟效益也是可觀的，如果粗焦爐煤氣按0.5元/方，凈化后焦爐煤氣按0.65元/方計算，一年的利潤將可超過450萬元人民幣。實施例2本實施例為采用焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝凈化處理下述焦爐煤氣焦爐煤氣的壓力為0.90MPa.g、溫度為2040°C，流量為60000Nm7h，焦爐煤氣主要組成如下成份H2Ar+02N2CH.tCOc(〕2C,HE含量v%59.020.52.8623.548.43.42.5100雜質及其含量(mg/Nm":成份焦油萘苯貼HCN亂含量mg/Nm35201000200200150其雜質脫除系統(tǒng)采用一級凈化系統(tǒng)，運用3臺吸附床工藝流程，經過凈化后，焦爐煤氣中的雜質可以達到焦油《1mg/Nm:i，萘《1mg/Nm3，苯《10mg/Nm:i，HCN《10mg/Nm3，NH:,《10mg/Nm3，H2S《10mg/Nm3。具體工藝過程詳析如下凈化系統(tǒng)采用3臺吸附床工藝流程，有1臺吸附床處于吸附過程，另外2臺吸附床處于再生狀態(tài)，每臺吸附床均采用復合床，在吸附床底層裝填焦炭類吸附劑CNA-llO，在吸附床中層裝填活性炭類吸附劑CNA-210,在吸附床上層裝填硅膠類吸附劑CNA-324。各吸附床運行的順序如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從上表可以看出，每臺吸附床先進行吸附(A)過程，也是吸附床的主要過程，接著進行再生過程，其中包括降壓(D)過程、加熱(H)過程、隔離等待(IS)過程、冷吹(C)過程和升壓(R)過程。焦爐煤氣從吸附床底部進入，通過吸附床脫除雜質后，由吸附床頂部輸出凈化后的焦爐煤氣；當凈化后的焦爐煤氣中雜質含量超過要求值時，停止吸附過程。吸附過程壓力一直保持0.90MPa.g的系統(tǒng)壓力。吸附過程結束吸附床進入降壓(D)過程，將吸附床內的壓力降到加熱過程的平衡壓力。吸附床壓力降到加熱再生壓力后，用冷吹過程的冷吹氣(凈化后的焦爐煤氣)通過加熱器加熱到150170°C，對吸附床內吸附劑加熱，吸附劑溫度達到12(TC以上，維持此溫直到吸附床內雜質全部帶出為止，停止加熱。引入凈化后的焦爐煤氣(常溫)，對吸附劑進行冷吹降溫，直至達到4(TC，冷吹結束。冷吹氣引入加熱器加熱后作為另一臺吸附床的加熱氣，以減少用氣量，節(jié)約生產成本。冷吹結束后用凈化后的焦爐煤氣將吸附床升壓到吸附時的壓力0.90MPa.g，升壓過程盡量緩慢，以不影響凈化后的焦爐煤氣外送壓力為限度。升好壓的吸附床隨時可投入吸附。吸附床內吸附劑可再生150次以上。上述凈化處理的加熱再生過程中的再生氣，含有萘、苯、硫化物、氮化物等，不能隨處排放；將此混合物引入冷卻分離器，降溫到2(TC左右，萘和部分苯、硫化物、氮化物等冷凝或結晶，將液態(tài)和固態(tài)混合物進行分離；沒冷凝的氣體加壓后送入燃料管網進行燃燒。本凈化工藝流程，主要針對焦爐煤氣在中壓下進行深加工處理的配套設計，凈化效果顯著，操作簡單，操作費用低，是傳統(tǒng)凈化工藝難以達到的，可實現(xiàn)焦爐煤氣中的焦油、萘的含量小于1.0mg/Nm3，苯、硫化物、氮化物的含量小于10.0mg/Nm3。本工藝技術生產運行費用相當?shù)?，只有柴油洗凈化工藝運行費用的15%左右，凈化每1001113焦爐煤氣的凈化總成本為不足1.20元人民幣。如果粗焦爐煤氣按0.58元/方，凈化后焦爐煤氣按0.65元/方計算，一年的利潤將超過3000萬元人民幣。實施例3本實施例為采用焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝凈化處理下述焦爐煤氣焦爐煤氣的壓力為3.OMPa.g、溫度了2040。C，流量為10000Nm7h，焦爐煤氣主要組成如下成份H2Ar+02N2CH,,COC02C,HE含量v%59.020.52.8623.548.43.42.5100雜質及其含量(mg/Nm3):成份焦油萘苯貼HCNNH:!含量mg/Nm"'551000200200150其雜質脫除系統(tǒng)采用一級凈化系統(tǒng)，運用2臺吸附床工藝流程，經過凈化后，焦爐煤氣中的雜質可以達到焦油《lmg/Nm3，萘《lmg/Nm3，苯《5mg/Nm3，HCN《5mg/Nm3，NH《5mg/Nm'5，H2S《5mg/Nm3。具體工藝過程詳析如下凈化系統(tǒng)采用2臺吸附床工藝流程，有1臺吸附床處于吸附過程，另外1臺吸附床處于再生狀態(tài)，每臺吸附床層均采用復合床，在吸附床底層裝填氧化鋁類吸附劑CNA-420，在吸附床中層裝填活性炭類吸附劑CNA-210，在吸附床上層裝填硅膠類吸附劑CNA-314。各吸附床運行的順序如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從上表可以看出，每臺吸附床先進行吸附(A)過程，也是吸附床的主要過程，接著進行再生過程，其中包括降壓(D)過程、加熱(H)過程、冷吹(C)過程和升壓(R)過程。焦爐煤氣從吸附床底部進入，通過吸附床脫除雜質后，由吸附床頂部輸出凈化后的焦爐煤氣；當凈化后的焦爐煤氣中雜質含量超過要求值時，停止吸附過程。吸附過程壓力一直保持3.0MPa.g的系統(tǒng)壓力。吸附過程結束吸附床進入降壓(D)過程，將吸附床內的壓力降到加熱過程的平衡壓力；由于降壓初期壓力很高，采用限流設備緩慢降壓。吸附床壓力降到加熱再生壓力后，用凈化后的焦爐煤氣通過加熱器加熱到150170°C，對吸附床內吸附劑加熱，吸附劑溫度達到12CTC以上，維持此溫直到吸附床內雜質全部帶出為止，停止加熱。引入常溫凈化后的焦爐煤氣，對吸附劑進行冷吹降溫，直至達到4(TC，冷吹結束。冷吹結束后用凈化后的焦爐煤氣將吸附床升壓到吸附時的壓力3.OMPa.g，升壓過程盡量緩慢，采用壓力調節(jié)閥對升壓過程進行控制，以不影響凈化后的焦爐煤氣外送壓力為限度。升好壓的吸附床隨時可投入吸附。吸附床內吸附劑可再生4000次以上。上述凈化處理的加熱再生過程的再生氣，含有萘、苯、硫化物、氮化物等，不能隨處排放；將此混合物引入冷卻分離器，降溫到1(TC左右，萘和部分苯等將冷凝或結晶，將液態(tài)和固態(tài)混合物進行分離；沒冷凝的氣體加壓后送入燃料管網進行燃燒。本凈化工藝流程，主要是針對焦爐煤氣作為較高壓力的化工原料，進行深加工為目的的裝置配套，完全達到直接進入變壓吸附裝置作為提氫或提甲烷的原料氣要求，也可以直接進入反應系統(tǒng)參與化學變化。凈化精度之高，是傳統(tǒng)凈化工藝難以達到的，可實現(xiàn)焦爐煤氣中的焦油、萘的含量小于l.Omg/Nm'"'，苯、硫化物、氮化物的含量小于5.0mg/Nm3。本工藝技術生產運行費用相當?shù)?，只有柴油洗和深冷凈化工藝運行費用的6%左右，凈化每100n/'焦爐煤氣的凈化總成本為不足0.45元人民幣。實施例4本實施例為采用焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝凈化處理下述焦爐煤氣焦爐煤氣的壓力為0.050MPa.g、溫度了2040°C，流量為50000NmVh，焦爐煤氣主要組成如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>雜質及其含量(mg/Nm3):成份焦油萘苯H2SHCNNH3含量mg/Nm32008001000700200150其雜質脫除系統(tǒng)采用一級凈化系統(tǒng)，運用7臺吸附床工藝流程，經過凈化后，焦爐煤氣中的雜質焦油《10mg/Nm3，萘《100mg/Nm3，其它雜質不要求，達到在常溫下氣體輸送不發(fā)生結晶堵塞的目的。具體工藝過程詳析如下凈化系統(tǒng)采用7臺吸附床工藝流程，有6臺吸附床同時處于吸附過程，另外1臺吸附床處于再生狀態(tài)，每個床層均裝填焦炭類吸附劑CNA-110和氧化鋁類吸附劑CNA-002。各吸附床運行的順序如下表所示分周期1234<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從上表可以看出，每臺吸附床先進行吸附(A)過程，也是吸附床的主要過程，接著進行再生過程，其中包括降壓(D)過程、加熱(H)過程、冷吹(C)過程和升壓(R)過程。焦爐煤氣從吸附床底部進入，通過吸附床脫除雜質后，由吸附床頂部輸出凈化后的焦爐煤氣；當凈化后的焦爐煤氣中雜質含量超過要求值時，停止吸附過程。吸附過程壓力一直保持0.050MPa.g的系統(tǒng)壓力。吸附過程結束吸附床進入降壓(D)過程，將吸附床內的壓力降到加熱過程的平衡壓力。吸附床壓力降到加熱再生壓力后，引入水蒸汽用加熱器過熱到40(TC的高溫，對吸附床內吸附劑加熱，吸附劑溫度達到35(TC，維持此溫直到吸附床內雜質全部帶出為止，停止加熱。引入常溫氮氣，對吸附劑進行冷吹降溫，將吸附床內吸附劑降溫到15(TC以下，再用常溫凈化后的焦爐煤氣進行冷吹，直至小于4(TC，冷吹結束。冷吹結束后用凈化后的焦爐煤氣將吸附床升壓到吸附時的壓力0.050MPa.g，升壓過程盡量緩慢，以不影響凈化后的焦爐煤氣外送壓力為限度。升好壓的吸附床隨時可投入吸附。吸附床內吸附劑可再生10次以上。在上述凈化處理的加熱再生過程和冷吹過程中，有大量的焦油、萘和少量苯、隨加熱蒸汽一起帶出吸附床，將此混合物引入冷卻分離器，降溫到4(TC左右，水、焦油、萘等大量冷凝或結晶，將液態(tài)和固態(tài)混合物排出用作燃料與煤進行混燒；沒冷凝的氣體通過冷卻水進一步噴淋，洗除氣體中的飽和萘，再進入裝填普通活性炭的除臭器凈化后排空，吸附飽和后的活性炭更換作為燃料。本凈化工藝流程，主要對焦爐煤氣進行簡單地處理，達到焦爐煤氣的管輸要求，在常溫下氣體輸送時不發(fā)生結晶堵塞的目的，同時焦爐煤氣壓力低、流量大，對吸附床的阻力降要求小的情況。此工藝由于不使用動力設備，電消耗很小，設備緊湊，占地面積小，流程簡短，易于操。與傳統(tǒng)的柴油洗工藝相比較，其生產運行費用只有柴油洗凈化工藝運行費用的20%左右，凈化每100m3焦爐煤氣的凈化總成本為不足1.4元人民幣。權利要求1.焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于將原料焦爐煤氣通過雜質脫除系統(tǒng)和雜質回收處理系統(tǒng)進行處理，其中所述的雜質脫除系統(tǒng)采用一級凈化系統(tǒng)或多級凈化系統(tǒng)，其中任一級凈化系統(tǒng)均包括至少2臺吸附床、相應數(shù)量的閥門、加熱器、冷卻器，吸附床均采用復合床，在同一吸附床內分別裝填至少兩種不同的吸附劑；每臺吸附床分別經歷吸附、降壓、加熱、冷吹、升壓過程，各吸附床組成一個連續(xù)運轉系統(tǒng)，每臺吸附床在一次循環(huán)周期中經歷以下主要工藝過程(1)、吸附原料焦爐煤氣從吸附床底部經原料氣管道及閥門進入吸附床，焦爐煤氣中強吸附性的雜質組分被吸附床內的吸附劑吸附，弱吸附性組分穿過吸附劑從吸附床上部經管道及閥門排出并送出界區(qū)得到凈化后的焦爐煤氣，當焦爐煤氣中的雜質達到規(guī)定濃度時，關閉吸附床進口閥及出口閥，終止焦爐煤氣的進料，停止吸附；吸附工作壓力0.005～3.0MPa.g；(2)、降壓吸附步驟結束后，開啟降壓閥門，依靠吸附床內的壓力，自動將吸附床內的氣體從吸附床底部排除，直至吸附床內的壓力為0～0.10MPa.g；(3)、加熱開啟加熱閥門，用溫度為150～420℃的加熱介質從吸附床頂部進入吸附床，對吸附床加熱到120～400℃，將吸附床中吸附的雜質全部汽化成再生氣，隨加熱介質一同從吸附床底部帶出吸附床，使吸附劑得到再生；(4)、冷吹開啟冷吹閥門，用常溫凈化后的焦爐煤氣或氮氣從吸附床頂部進入，將吸附床內的余熱帶出，直至達到原料焦爐煤氣的溫度；(5)、升壓開啟升壓閥門，利用凈化后的焦爐煤氣緩慢將吸附床充壓，直至達到吸附正常工作壓力，等待下一次吸附時投用；雜質回收處理系統(tǒng)至少包括1臺冷卻分離器和其它輔助設施，將再生氣冷卻降到常溫，對冷卻后形成的固態(tài)雜質、液態(tài)雜質和氣體進行分離。2.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質脫除系統(tǒng)中，任一級凈化系統(tǒng)包括220臺吸附床。3.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質脫除系統(tǒng)中，每一臺吸附床內裝填的吸附劑，選自惰性氧化鋁、活性氧化鋁、焦炭、硅膠、活性炭中的任意兩種或兩種以上。4.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質脫除系統(tǒng)中，加熱歩驟所用的加熱介質選自水蒸汽、氮氣、變壓吸附解吸氣、凈化后的焦爐煤氣；其中，變壓吸附解吸氣和凈化后的焦爐煤氣的加熱溫度為150180°C，氮氣的加熱溫度為1S030(TC，水蒸汽的加熱溫度為150420°C。5.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質脫除系統(tǒng)中，每臺吸附床都分別經歷相同的吸附、降壓、加熱、冷吹、升壓歩驟，只是順序上相互交叉，使凈化過程連續(xù)進行，得到穩(wěn)定的凈化后的焦爐煤氣。6.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質回收處理系統(tǒng)中，經冷卻降到常溫后，雜質萘、氮化物及部分硫化物結晶成固態(tài)，雜質焦油和苯冷凝成液態(tài)，沸點低的硫化氫、二氧化碳、甲垸仍是氣態(tài)，將固態(tài)雜質、液態(tài)雜質和氣體進行機械分離。7.根據(jù)權利要求1所述的焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，其特征在于所述的雜質回收處理系統(tǒng)中，在冷卻分離器中噴入水，使達到更好的分離效果。全文摘要本發(fā)明公開了一種焦爐煤氣干法凈化變溫吸附工藝，將原料焦爐煤氣通過雜質脫除系統(tǒng)和雜質回收處理系統(tǒng)進行處理，達到脫除雜質、凈化焦爐煤氣的目的。通過該工藝可完全凈化脫除焦爐煤氣中的焦油、萘、苯和硫化物及其它雜質組分，其凈化精度對焦油、萘、苯、H₂S、NH₃、HCN及有機硫等均可以達到mg或PPm級水平，凈化后的焦爐煤氣能滿足各種類型的壓縮機的原料氣要求，也能達到其它化工單元直接利用的要求，不會引入新的雜質；而且該工藝操作簡單、成本較低。文檔編號C10K1/32GK101323799SQ20081004565公開日2008年12月17日申請日期2008年7月29日優(yōu)先權日2008年7月29日發(fā)明者杰張,曾凡華,李克兵,殷文華,郜豫川申請人:四川天一科技股份有限公司