一种干熄焦方法技术

本发明专利技术涉及一种干熄焦方法，所述方法包括将工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热值气体用作干熄焦的气体。所述的低热值气体为来自钢铁厂的高炉煤气、转炉煤气或由煤炭地下气化工艺产生的空气煤气。经过熄焦或循环多次熄焦后的高温高热值气体用于炼焦，或用于整体煤气化联合循环或者燃气蒸汽联合循环发电或与空气进行燃烧后进入换热系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体而言，本专利技术涉及将来自工业生产产生的低 热值气体用于干熄焦的方法。
技术介绍
炼焦是由煤炭经过干馏制得焦炭的过程，该过程是煤炭化学工业的一个重要工 艺。在煤炭制焦炭的过程中，需要对高温焦炭(俗称红焦，温度一般为950-1050°C)进行降 温，从而将红焦冷却到便于运输和储存的温度。将红焦冷却到便于运输和贮存温度的操作 过程称为熄焦。经过熄焦，焦炭冷却到250°C以下。目前，世界上主要存在两类熄焦方法，即 湿熄焦法和干熄焦法。湿熄焦法是直接利用水浇洒在高温红焦上降温的一种方法，该方法工艺简单，投 资少，但不能回收焦炭显热，对环境污染较大。干熄焦法是相对于湿熄焦法而言的以惰性气 体为热载体，由循环风机将冷的循环气体送入红焦冷却室冷却高温焦炭，吸收焦炭热量后 的循环热气导入废热锅炉回收热量，产生蒸汽。循环气体冷却、除尘后，再经风机返回冷却 室，如此循环将红焦冷却至250°C以下排出。与湿熄焦法相比，干熄焦法存在以下好处回 收红焦显热、减少环境污染物排放和改善焦炭质量。随着能源危机以及对环境保护的日益 重视，干熄焦法具有更好的发展前景。焦炉煤气是在煤炭炼焦过程中产生的煤热解气态产物，热值约18500kJ/Nm3，属较 高热值的气体，主要含有氢和甲烷等可燃气。CN101289620A公开了，其中采 用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气的混合气体作为熄焦气体，吸收红焦显热，并与红焦发 生反应生成合成气。该方法将干熄焦与合成气生产结合在一起，利用干熄焦过程中产生的 合成气制备甲醇。CN1752180A公开的干熄焦法采用高热值的富氢气体，例如焦炉煤气(氢气约 56%，甲烷约27%)来代替传统干熄焦方法中的惰性气体。该方法主要关注利用焦炉煤气 中大量的氢气还原焦炭中的硫分，从而有效减少焦炭硫含量(提高> 30% )。太原理工大学的王丽秀，张永发等人(干熄焦技术现状和焦炉煤气干熄焦新技术 研究开发，化工进展，2009( ) :74-77.)公开的干熄焦法将焦炭冷却过程分为两段，即气 化冷却段和物理冷却段。在气化冷却段中，蒸汽和高温焦炭发生气化反应，吸收热量形成合 成气(H2和CO)；然后在物理冷却段中，循环焦炉煤气与热焦炭换热使高温焦炭冷却。该方 法使焦炭质量提高，并减少污染物排放。目前，用于干熄焦法的气体可以是氮气、蒸汽或焦炉煤气，工业大多采用氮气。这 类气体的共同特点是通常需经过前处理步骤才能用于熄焦，成本较高，例如，氮气通常是由 空气分离得来的、蒸汽是水经过吸热后产生的气体(往往不能直接用来熄焦，而是先与其 它气体混合再熄焦)、焦炉煤气是炼焦过程中煤炭经过高温干馏后产生的气体。许多工业生产过程中产生大量含有一氧化碳的低热值气体，气体来源非常丰富。 例如来自钢铁厂的高炉煤气、转炉煤气或由煤炭地下气化工艺产生的空气煤气。来自钢铁厂的高炉煤气主要可燃成分的变化范围为是αΚ20.0% -30.0% ) 和少量的吐(1.0% -8.0% )，大部分为不可燃的惰性气体0)2(13.0% -25. 0 % )和 N2(50.0% -55.0% )0因此，其特点是可燃物含量少(只占21.0%-38.0% )、燃烧性能差、 发热量低、热值低(一般为2510-3520kJ/Nm3)。高炉煤气多用于高炉热风炉和烧结点火，因 其热值较低，若用于炼焦则需与高热值的气体混合后才可以，还有相当一部分则被直接排 放到大气当中。由于高炉煤气的特点使人们认定它是一种劣质燃料，使用价值不高，一般企 业在煤气平衡不好时首先选择放散，因此，高炉煤气放散率一般作为衡量一个企业煤气平 衡措施和水平的标志。如何有效地利用高炉煤气，减少放散，对钢铁企业实现节能减排具 有重大的意义。据报道，每年我国各钢铁企业高炉煤气的放散率为13.72%。高炉煤气大量 放散，不但造成大量的能源浪费，而且造成严重的环境污染。转炉煤气是氧气转炉冶炼钢水时产生的，在吹炼期间，转炉生产1吨钢水通常产 生80 IOOm3的转炉煤气，主要成分为CO和CO2,热值一般为7500 8000kJ/Nm3。煤气回 收是钢厂设备能力和操作水平的集中体现，它是一项系统工作。煤气回收系统担负转炉煤 气回收任务，关系到转炉生产时的能源回收，直接影响负能炼钢指标。2007年，中国重点钢 铁企业平均转炉煤气回收水平为63m3/t，这说明有很大一部分转炉煤气未被回收利用。因 此，需要开发一种能够提高煤气回收利用率的方法。煤炭地下气化(Underground Coal (Gasification，UCG)是将处于地下的煤炭进行 有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。采用不同气化工艺 得到的净化煤气的组分差别很大。目前地下气化生产的空气煤气热值偏低，主要可燃成分 为C0，H2，CH4* CO2，热值一般为3000 4000kJ/Nm3，因此使应用范围受到限制。为了提高 煤气热值和增加可燃稳定气体组分含量，在过去的试验中采用水蒸汽气化和富氧气化煤气 等工艺，但目前这些工艺在技术装备上，尚需要进一步开展研究。鉴于目前煤炭地下气化工 艺的发展现状，开发一种能够提高煤炭地下气化生产的低热值空气煤气的热值的方法，具 有很大的吸引力。综上所述，上述低热值气体的特点是热值偏低，但产量很大，如不加以有效利用势 必会造成浪费。
技术实现思路
对于工业生产过程中产生大量含有一氧化碳的低热值气体如何更加合理的利用， 本专利技术提出了一种熄焦方法。所述方法包括将工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热 值气体，例如来自钢铁厂的高炉煤气、转炉煤气或由煤炭地下气化工艺产生的空气煤气用 作干熄焦的气体。本专利技术所述的工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热值气体通常 也含有一定量的二氧化碳。本专利技术所述的工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热值气 体的热值通常小于10000kJ/Nm3，例如小于9000kJ/Nm3，在某些实施方案中，所述热值小于 5000kJ/Nm3。如本领域技术人员所能理解的，所述低热值气体的热值下限没有特别的限定， 例如，在某些实施方案中，所述低热值气体的热值可以大于500kJ/Nm3，或者大于IOOOkJ/ Nm30本专利技术将工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热值气体用于干熄焦的联合 方法，在实现熄焦作用的同时，能够更加方便的对该低热值气体进行合理的利用，减少这些低热值气体的直接对空排放，既环保又节能。本专利技术所述的低热值气体经过熄焦，回收熄焦过程中红焦释放的显热，同时发生 部分化学反应，提高了低热值气体的热值，变成热值更高的气体，以便于后续的利用。在本 专利技术的方法中，熄焦后的低热值气体变为高温高热值气体，为了提高气体的热值而使其更 有利用价值，熄焦可以是一次，也可是循环多次；为确保每次熄焦都能产生预期的熄焦效 果，因此低热值气体在循环多次熄焦时，每次熄焦后的气体还应经过一个换热步骤，以回收 其显热。熄焦后的高温高热值气体还可以便利地通过以下方式或以下方式的组合进行利 用(1)将熄焦后的高温高热值气体进行直接利用。所述直接利用方式，包括例如， 将熄焦后的高温高热值气体用于整体煤气化联合循环或者燃气蒸汽联合循环发电；用于炼 焦；或者与空气进行燃烧后进入换热系统。(2)将熄焦后的高温高热值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干熄焦方法，特征在于将工业生产过程中产生的含有一氧化碳的低热值气体用作干熄焦的气体，所述的低热值是指热值在１００００ｋＪ／Ｎｍ↑［３］以下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，徐春保，刘波，马丽荣，张涵，朱蒙，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]