焦炉副产品回收厂：优化煤气捕集与能效提升

焦炉副产品厂概述

焦炉副产品厂是副产品焦化工艺的核心环节。煤在焦炉炼焦过程中，挥发分气化产生大量气体，贯穿大部分钢化周期，至煤温达700℃基本结束。此气体称原焦炉煤气，经副产品厂处理，回收高价值煤化工产品，净化煤气使其成为清洁环保燃料气。

原煤气初步冷却分离

出炉原煤气喷洗冲洗液降温至~80℃并饱和水汽，进入集气总管。冲洗液量远超冷却需求，多余液体在集气管形成液流，形成液态冷凝流和气体流两股。经蝶阀控制维持集气管微正压保障炉门作业安全。液流冲走冷凝焦油等物质，随原煤气重力流入吸气总管，经排液罐（下立管）气液分离，分别进入副产品厂处理。

饱和原煤气含水蒸气46%-48%，其余为氢气、甲烷、氮气、一氧化碳、二氧化碳、高碳烷烃、不饱和烃（乙烷、丙烷等）、氧气等。污染物赋予焦炉煤气特性，包括：焦油组分、焦油酸气（酚类）、焦油碱气（吡啶碱）、苯甲醇二甲苯（BTX）轻油芳烃、萘、氨气、硫化氢、氰化氢、氯化铵、二硫化碳。

副产品厂核心功能

为使原煤气成清洁燃料气，副产品厂必须：冷却煤气冷凝水汽污染物；除焦油雾防污污管线设备；除氨防腐蚀；除萘防冷凝堵管；回收轻油获取BTX；脱硫化氢达标排放。同时还需调理返回焦炉的冲洗液，处理焦化产生的废水。典型流程见图1。

图1 副产品厂典型流程图

焦油冲洗液处理厂

处理循环冲洗液及焦化废水（来自煤水分和化合水）。核心功能：快速连续分离合格冲洗液回用（关键，冷却出炉热煤气）；分离洁净无焦油余氨水后处理；分离洁净无水无固体焦油送焦油馏分厂或外售。因冲洗液供应关键，通常配备备用设备保障沉降回流。

冲洗液入焦油沉降分离器，焦油分出泵往储罐或馏分厂。重固体从焦油层分出成焦油泥。水相液回炉，部分放气为“余液”废水，含氨经除焦油后蒸汽蒸馏，加氢氧化钠分解氨化合物。蒸出氨汽或入煤气氨回收系统，或蒸馏塔集成氨回收。脱氨废水排放或进现场生物处理装置去残氨、酚、氰。

煤气处理工艺流程

一冷器

冷却原煤气除水汽减体积。两类：喷淋直冷式（循环水直接触，外部换热器冷却循环水）和卧式管式间冷式（煤气横穿水冷横管，冷却水不接触煤气可进冷却塔）。冷却中水、焦油、萘冷凝收集排入焦油冲洗液厂。

焦油电捕器

冷却析出焦油雾随气流带走，若不除会污染下游工艺、污堵管线燃烧器。高压电极荷电焦油粒子，静电吸附收集。可装引风机前或后。

引风机

提供动力抽引煤气流经副产品厂。对焦炉运行至关重要，精控集气管压力影响炉门泄漏等排放。引风机故障将导致原煤气经火炬全量排空。

脱氨

氨腐蚀性强必须除。脱氨产硫酸铵副产品。工艺：煤气接触硫酸溶液，喷淋吸收塔或鼓泡饱和器。硫酸与氨反应生成硫酸铵结晶离心干燥作化肥售。现代水洗法：水洗吸收氨（兼吸硫化氢、氰化氢），洗液入蒸氨塔蒸汽析氨，氨汽可制硫酸铵、浓氨水、焚烧或催化转化为氮氢回收煤气。美钢PHOSAM法用磷酸一铵吸收氨，产无水氨售。

二冷器

除引风机压缩热，提高下游工艺效率，置于水洗脱氨前。直接触冷却，介质水或洗油。冷却至一冷器出口温度以下时萘析出结晶易污堵。洗油二冷器中萘溶于洗油，旁路蒸汽蒸出萘；水冷时萘用焦油吸收，焦油随水夹带连续排污处理，或形成焦油层水穿过连续换新焦油处理吸附萘。

脱萘

填料塔或空塔喷淋洗油吸收萘。洗油蒸汽蒸馏再生。部分厂脱萘与脱轻油合并。萘回收为重油流混入焦油。

轻油回收

轻油指苯甲醇二甲苯（BTX）混合物，又称苯酚油。用洗油吸收法同脱萘，蒸馏冷凝得粗轻油。可外售精制或厂内精馏塔精制。轻油留煤气可提高热值。

焦炉煤气脱硫

除硫化氢工艺多样，装置位置随工艺定。主流：真空法、氨法、洗油法、Sulfiban法、Claus法。