以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺，该工艺包括：设置煤焦化单元、煤焦油加工单元、炭黑单元以及焦炉煤气发电热电联产单元，将各单元有机结合，形成产业间的代谢和共生耦合关系，通过对炭黑尾气差异化利用、干熄焦回收能量等，通过对三废的“减量化、再利用、资源化”处理，达到节约资源、降低生产成本、减少污染，实现煤焦化企业经济效益的最大化，真正实现了绿色循环经济工艺。本发明专利技术还提供了用于实现上述以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种以煤焦化为主体的绿色循环经济工艺，具体是关于一种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。
技术介绍
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°C，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°c，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110(TC，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。北京冶金工业出版社，200 。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、浙青、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04 观％)、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°C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。占炭黑成本70%以上的炭黑油直接关系到炭黑产品的质量和生产成本，一直成为炭黑生产商关注的焦点。目前，世界上使用的炭黑油大体可分三类。催化裂化澄清油及其它炼油厂作为副产品的渣油(简称FCC油)，乙烯裂解装置的塔底油(或称乙烯焦油，简称 CT油)和煤焦油及其馏出物如蒽油、防腐油等(简称CT油)。炭黑行业对原料油的质量要求是芳烃含量要高于70%或相关指数(BMCI) > 120，杂质、浙青类和胶质含量要少。而乙烯焦油作为炭黑油，吨炭黑产品的油耗居高不下，而作为炭黑油的CT油，蒽油是炭黑生产的优质产品，但供应量有限，而煤焦油加工产出的浙青供过于求，因此可以将蒽油及其它煤焦油精馏馏出物和浙青调配为“原料油”(或称调质油)作为炭黑原料油(炭黑油)，不同的工艺和技术调配出的炭黑油的性质不同，而炭黑油的性质直接决定了炭黑的生产成本和质量。炭黑生产用热源是燃油或煤气，通常使用煤焦油和焦炉煤气。但煤焦油本身为数百种有机物的混合物，其中含有工业萘、酚油等重要有机化合物，这些有机化合物目前的主要来源还是依赖煤焦油的分离提取，如将煤焦油直接燃烧作为热源是种资源的严重浪费， 所以配套焦炉煤气作为热源是更为经济和可行的。但炭黑工业是典型的大气污染源，在油炉法炭黑生产过程中，应用旋风除尘器和袋滤器收集烟气中的炭黑后排放的炭黑尾气温度高(180 220°C )，还含有炭黑颗粒和水、一氧化碳、氢气、甲烷、氧气、二氧化碳、氮气和微量硫化氢、二氧化硫等，成分复杂。炭黑颗粒和一氧化碳、氢气和甲烷均属于可燃性气体，但热值低(四00 3500KJ NnT3)，而且尾气中残留的炭黑粒子的粒径很小QO 80nm)，湿度大(其相对湿度大于38%)，易在设备上结垢和堵塞、腐蚀设备，所以，如何利用这部分具有一定热值的高温炭黑尾气一直是炭黑生产企业关注的难点。为此，以煤焦化为主体的循环经济模式成为了焦化行业关注的重点，例如，江两黑猫炭黑股份有限公司(陈忠斌。炭黑尾气在黑猫炭黑公司综合利用的实践。环保炭黑。 2010,27(3) :11-12)提出了一种炭黑生产过程与炼焦生产过程的循环经济生产模式，该循环经济模式具有很多优点，一是把炭黑生产过程产生的尾气直接作为炼焦过程所需的加热燃烧气，二是将炭黑尾气用于尾气锅炉燃烧产生蒸汽发电；三是利用焦化企业副产的煤焦油，直接作为黑猫炭黑和煤焦油精制的生产原料，经煤焦油精制加工副产的蒽油也可作为炭黑生产的优质原料油；四是炼焦生产副产尾气(焦炉煤气)可作为炭黑生产过程的燃料油来生产炭黑，同时焦炉煤气可用于煤焦油精制过程的加热源等。该循环经济模式在资源综合利用方面具有一定的优势，为企业发展壮大注入了强劲的活力。尽管科研人员和工程技术人员在以焦化为主体的循环经济体中做了大量的工作， 但是，该循环经济模式还有待于进一步的完善和技术创新，不仅致力于改变焦化行业长期 “有焦无化”的被动局面，还要加强并优化组合焦化和化工的产业链，发挥资源的最大效力，更要关注产业链所产生的三废的综合治理问题，强化技术创新，发挥循环模式的优势，实现三废的“减量化、再利用、资源化”，使企业在取得良好的经济效益的同时，也取得巨大的环境和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于针对上述现有煤焦化工艺的现状，提供一种以煤焦化为主体的循环经济工艺(方法)，以节约资源和减少污染物排放为原则，实现煤焦化企业的资源利用、绿色环保、经济效益的最大化，并进一步优化组合行业和产品的匹配体系，形成产业间良好的代谢和共生耦合关系。本专利技术的另一目的在于提供实现上述以煤焦化为主体的绿色循环经本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种以煤焦化为主体的循环经济工艺，该工艺包括：设置煤焦化单元、煤焦油加工单元、炭黑单元以及焦炉煤气发电热电联产单元；在所述煤焦化单元，采用复热式焦炉炉型，以炼焦煤为原料，进行加热干馏炼焦，得到高温焦炭和粗焦炉煤气；高温焦炭经干熄焦工艺进行热量回收，产生蒸汽，蒸汽引入蒸汽轮机发电，热量回收后产出焦炭，且干熄焦工艺中产生熄焦粉；粗焦炉煤气经气液分离、湿法脱硫、洗脱苯、干法脱硫工序进行净化，净化过程中得到煤焦油，煤焦油送去煤焦油加工单元进行分馏精制加工，净化后的焦炉煤气部分回复热式焦炉加热炼焦，部分外送，部分引入焦炉煤气发电热电联产单元，产出电能与蒸汽，实现热电联产；并且，该煤焦化单元焦炉产生烟气；在所述煤焦油加工单元，以所述焦炉煤气、电为能源，来自煤焦化单元的煤焦油经脱水脱渣预处理脱出渣油后，进入煤焦油加热炉预热，再进入蒸馏塔进行分馏精制加工，加工过程中得到轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、油及沥青，将所得洗油、蒽油、油及部分沥青调制成炭黑原料油，用作炭黑生产单元的炭黑原料油；其中，煤焦油加热炉燃烧焦炉煤气排放出烟气；在所述炭黑生产单元，使用煤焦化单元外送的部分焦炉煤气为热源，对炭黑原料油进行高温裂解得到含有炭黑颗粒的高温炭黑烟气，炭黑烟气经一次急冷后进入空气预热器，再进入余热锅炉然后进入炭黑原料油预热器，之后进入二次急冷锅炉，再经主袋滤器分离出炭黑及炭黑尾气，炭黑进行烘干得到炭黑产品，炭黑尾气经脱水处理后部分作为热源回用于炭黑的烘干过程，部分引至煤焦化单元的复热式焦炉，掺入焦炉煤气作为加热干馏的热源，炭黑尾气脱出的水回用于炭黑生产的一次急冷段喷洒；上述过程中，所述煤焦化单元产生焦化废水，所述煤焦油加工单元产生焦油废水，各废水集中混合经预处理后再进行深度净化处理；所述的预处理包括：用煤焦油加热炉排放的烟气作为气浮载体对混合废水进行气浮并自身得到净化，分离出上部的浮油和底部的渣油后，用熄焦粉进行吸附过滤，吸附过滤后的废熄焦粉混入炼焦煤中进行炼焦回用，浮油用作炼焦时所用的热源，渣油混入炼焦煤中炼焦用；上述过程中，所述煤焦化单元洗脱苯工序洗油洗苯后再生过程中排出重油，所述煤焦油加工单元预处理脱油脱渣工序排出渣油，渣油混入炼焦煤中进行炼焦回用，重油用作炼焦时所用的热源；在所述煤焦化单元，炼焦时所用的热源包括本单元产生的净化煤气的一部分、炭黑单元的炭黑尾气和所述洗脱苯工序洗油洗苯后再生过程中排出的重油以及废水预处理中回收的浮油，其中，来自煤焦化单元洗脱苯工序排出的重油和废水预处理工序得到的浮油混合为混合废油，利用煤焦化单元焦炉排放的烟气对该混合废油加热，形成温度高于１００℃时粘度小于１００厘泊的液体状态，并采用雾化装置对其进行雾化后进入炼焦炉的燃烧室。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦庆平，刘红伟，党传升，丁宝明，信式蕊，
申请(专利权)人：金能科技有限责任公司，山东瑞普生化有限公司，
类型：发明
国别省市：37