一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统，包括干熄焦装置和采出气流净化分离装置；以二氧化碳气为原料气，在干熄焦的同时生产一氧化碳气；是一种技术上可行、经济上合理的碳减排工艺装置，具有显著的经济效益，较易实施，有一定的应用前景。有一定的应用前景。有一定的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统


[0001]本技术属煤化工
，具体涉及一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统。

技术介绍

[0002]炼焦过程中，将高温红焦冷却的过程称为熄焦，熄焦方法有湿熄焦法和干熄焦法两种。
[0003]湿熄焦法是直接用水浇洒在高温红焦上降温的工艺，该工艺技术简单，投资少，但不能回收焦炭显热，对环境污染较大。
[0004]干熄焦法是利用低温气流，在具有立式结构的干熄炉内与炽热的红焦逆流换热，将红焦冷却的工艺；干熄炉的焦炭料层，中上部为预存段，红焦在此预存段保温提质，中下部为冷却段，低温气流与红焦的逆流换热过程主要发生在冷却段。干熄焦过程中，如950
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1100℃的红焦从干熄炉顶部间歇装入，在预存段的平均停留时间1h左右，随干熄炉底部出料而连续下移，进入冷却段后与逆流的循环气流换热至低于200℃，从干熄炉底部排出；低温如130℃左右的循环气流，经干熄炉底部的气流分布部件，大体均匀地流入冷却段底部焦层，向上流动并吸收焦层显热，升温至如950℃左右后从预存段、冷却段间斜道区外上部的环形烟道排出干熄炉，经一次除尘器收集大部分焦粉尤其是外形尺寸0.8mm以上的焦粉后，进余热锅炉换热产生中高压蒸汽，冷却至如160℃左右后经二次除尘器收集剩余的少部分焦粉后，再由循环风机加压，经余热锅炉给水预热器进一步换热降温至如130℃左右，重新进入干熄炉底部的气流分布部件，形成气流循环。干熄焦法的优点，一是对焦炉所产高温红焦的保温提质作用，使焦炉具有较高的产能和操作弹性；二是循环气流将70%以上的红焦显热带出，经余热锅炉产生中高压蒸汽可外供和/或通过汽轮机发电，产生一定经济效益。我国现有干熄焦装置三百余套，产能产量都超过湿熄焦法装置，污染也较轻。
[0005]循环气流的成分情况和控制方法，是干熄焦装置运行控制的重要内容；其中，一氧化碳、氢气含量情况涉及干熄焦装置的运行安全，二氧化碳、氧气含量情况与焦炭烧损率密切相关。循环气流在进入干熄炉冷却段底部焦层时的成分及含量情况，一般为一氧化碳3
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15v%，氢气≤5v%，二氧化碳7
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20v%，甲烷≤0.5v%，氧气≤0.5v%，其余基本为氮气；根据装置设备水平、高温红焦入炉条件，和对系统安全、焦炭烧损率等工艺控制目的不同，各干熄焦装置对循环气流各成分含量范围的控制差异很大。循环气流的所述的成分及含量情况，源于预存段红焦保温提质过程中的继续热解和残余挥发分转化释放的一氧化碳及少量氢气、甲烷，与主要在如环形烟道连续导入的空气所含氧气、水气与高温循环气流成分的持续反应产物和氮气剩余。很多常规干熄焦法的干熄炉预存段上部还设置空气导入口，连续或间歇导入少量空气，将预存段红焦提质过程中释放的一氧化碳、氢气全部或部分烧掉，以控制预存段料层内及上部空间中可燃成分的浓度，降低干熄炉顶部气体泄漏的燃爆风险；有的装置还在红焦装入前和/或红焦装入过程中加大该空气导入口的空气流量，控制预存段上部空间中可燃成分的浓度，进一步降低装料口打开后高温气体逸出或与空气交换时的燃爆
风险。
[0006]循环气流成分的控制方法一般主要包括在高温的环形烟道连续导入所需流量的氮气和/或空气，有些装置还考虑和控制一次除尘器和循环风机间的空气漏入量，同时将循环气流平衡裕量的少部分在干熄炉下出料组元的旋转密封阀连续排出，大部分在余热锅炉给水预热器降温后连续排出。如红焦处理能力140t/h干熄焦装置的循环气流量，约为190000
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220000Nm3/h；各厂家操作中向环形烟道连续导入的空气流量，根据装置条件和工艺控制目的不同而差异很大，有的为8000Nm3/h左右，有的为10000Nm3/h左右，有的为15000Nm3/h左右；旋转密封阀的排气流量一般是1000
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2000Nm3/h，平衡裕量的其余部分在余热锅炉给水预热器后排出。有些干熄焦装置在环形烟道至循环风机入口，采用微负压条件操作，在该负压段气密性变差时期会持续漏入少量空气。
[0007]所述循环气流系统，采用中等或以下水平的设备防爆等级设计及工艺控制，包括ⅡBT2以下中低等级的电气设计。
[0008]所述常规干熄焦法的一个缺点，是循环气流采出气或排放气中氮气含量较高，一氧化碳、氢气含量低，热值也较低，较难利用，即便一氧化碳体积含量10
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15%时也不易得到合理利用，造成了资源浪费。一氧化碳是重要的碳一化工原料，可合成甲醇、醋酸、醋酐、乙二醇、异氰酸酯、甲酸、甲酸甲酯、DMF、碳酸二甲酯、草酸酯、光气等多种化工产品及其系列下游产品。
[0009]同时焦化企业炼焦过程中需要大量燃料燃烧供热，实现和维持所需高温，焦炉烟囱烟气的二氧化碳排放量很大，急需二氧化碳捕集后的利用工艺，将捕集的二氧化碳以技术上可行、经济上合理的方式融入其他工艺生产过程，达到节能减排的目的。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本技术提供利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统，包括干熄焦装置和采出气流净化分离装置；
[0011]干熄焦装置的单元设备包括干熄炉、进焦装置、出焦装置、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、循环气流风机、余热锅炉给水预热器，及可选的焦粉造气单元；干熄炉具有立式结构，进焦装置、出焦装置分别设置于干熄炉之上、之下并与干熄炉分别密闭连通，出焦装置包括振动给料器和旋转密封阀；干熄炉内的焦炭料层，中上部为红焦保温提质的预存段，中下部为与循环气流逆流接触的冷却段，预存段、冷却段间的炉壁为供高温循环气流排出焦层的斜道，斜道外设置汇集高温循环气流的环形烟道；冷却段底部焦层内设置气流分布部件，与设置在干熄炉底部的低温循环气流入口连通；预存段焦层最高位置以上空间的炉顶和/或侧壁，设置预存段上部空间气氛控制气流的多路进气管及可选的布气部件；环形烟道气流出口、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、循环气流风机、余热锅炉给水预热器、低温循环气流入口之间分别设置循环气流的依次连通管路；在循环气流风机出口、低温循环气流入口间的连通管路，优选在余热锅炉给水预热器出气口、低温循环气流入口间的连通管路连接循环气流裕量的采出气管路；在振动给料器入口和旋转密封阀出口间设置通入二氧化碳气的出焦气氛控制部件，出焦气氛控制部件具有多路二氧化碳气进气管；
[0012]所述采出气流净化分离装置的单元设备包括依次连通的脱二氧化硫塔、第一冷却器、可选的气柜、压缩机、可选的加热器、有机硫水解塔、精脱硫塔、第二冷却器、PSA脱二氧
化碳单元、PSA提一氧化碳单元；
[0013]由干熄焦装置引出的循环气流裕量的采出气管路，与脱二氧化硫塔的进气口连通，使循环气流的一部分所需流量流向采出气流净化分离装置；
[0014]PSA脱二氧化碳单元与干熄炉间，设置富二氧化碳气输送管路，将分离所得一氧化碳含量≤10v%的富二氧化碳气，返回干熄焦装置作为所述循环气流的二氧化碳进气；PSA提一氧化碳单元与压缩机进气口间设置CO置换尾气输送管路，将CO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统，包括干熄焦装置和采出气流净化分离装置；干熄焦装置的单元设备包括干熄炉、进焦装置、出焦装置、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、循环气流风机、余热锅炉给水预热器，及可选的焦粉造气单元；干熄炉具有立式结构，进焦装置、出焦装置分别设置于干熄炉之上、之下并与干熄炉分别密闭连通，出焦装置包括振动给料器和旋转密封阀；干熄炉内的焦炭料层，中上部为红焦保温提质的预存段，中下部为与循环气流逆流接触的冷却段，预存段、冷却段间的炉壁为供高温循环气流排出焦层的斜道，斜道外设置汇集高温循环气流的环形烟道；冷却段底部焦层内设置气流分布部件，与设置在干熄炉底部的低温循环气流入口连通；环形烟道气流出口、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、循环气流风机、余热锅炉给水预热器、低温循环气流入口之间分别设置循环气流的依次连通管路；在循环气流风机出口、低温循环气流入口间的连通管路，连接循环气流裕量的采出气管路；所述采出气流净化分离装置的单元设备包括依次连通的脱二氧化硫塔、第一冷却器、可选的气柜、压缩机、可选的加热器、有机硫水解塔、精脱硫塔、第二冷却器、PSA脱二氧化碳单元、PSA提一氧化碳单元；由干熄焦装置引出的循环气流裕量的采出气管路，与脱二氧化硫塔的进气口连通；PSA脱二氧化碳单元与干熄炉间，设置富二氧化碳气输送管路；PSA提一氧化碳单元与压缩机进气口间设置CO置换尾气输送管路；还设置将PSA提一氧化碳单元所产含氢气尾气输送到焦炉的管路；其特征在于，干熄炉预存段焦层最高位置以上空间的炉顶和/或侧壁，设置预存段上部空间气氛控制气流的多路进气管及可选的布气部件；振动给料器入口和旋转密封阀出口间设置通入二氧化碳气的出焦气氛控制部件，出焦气氛控制部件具有多路二氧化碳气进气管。2.如权利要求1所述利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统，其特征在于，所述气流分布部件，其结构包括十字风道和十字风道之上连通设置的多层布气风帽。3.如权利要求1所述利用干熄...

【专利技术属性】
技术研发人员：俎宇，齐双成，郭利鑫，李延鹏，张勇，董传诚，高娴怡，
申请(专利权)人：知同上海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：