焦炉煤气干法净化（脱萘）中再生解吸气的处理工艺

何佳 张维祥

摘 要：焦炉煤气干法净化脱萘系统解吸气利用一直是行业难题，通过优化净化工艺，增设油洗萘装置，有效利用了再生解吸气资源，减少对管线设备的影响。

关键词：焦炉煤气；干法净化；解吸气

随着钢铁企业发展，生产高品质钢材需要氢气作为保护气体，目前焦炉煤气PSA变压吸附制氢已广泛应用，提取氢气用于冷轧、粉末冶金、苯加氢等用户的生产。在焦炉煤气变压吸附制氢工艺中，需要对焦炉煤气中硫化氢、萘等杂质进行预处理，达到变压吸附制氢工艺的需要。再生工艺中，需要将吸附的萘进行解吸，如何利用好再生解吸气，对于制氢系统的正常运行至关重要，现将马钢股份有限公司再生解吸气的处理工艺介绍如下。

一、解吸气并入混合系统

马钢制氢装置经历了从无到有、再到逐步完善的历程。焦炉煤气制氢装置中所产生的净化解吸气、制氢解吸气的利用也进行了重大的改变。原来制氢工艺中，净化解吸气含有超标的硫化氢、萘等杂质，将解吸气并入焦炉煤气、混合煤气管道中利用，给煤气管道和阀门等设备造成堵塞、阀门卡阻等问题。经过研究，当采用油洗萘工艺处理焦炉煤气中的萘，将萘脱除到标准值后，再进行干法脱硫。进行改造后的焦炉煤气净化工艺，将不再产生净化解吸气，给制氢生产带来了极大的改变。

由于制氢解吸气中的硫化氢、萘等杂质含量较低，因此，将这部分解吸气并入焦炉煤气主管网，对用户生产没有影响，同时对管道的正常运行也没有造成危害。从去年7月改造至今，制氢系统、焦炉煤气管网运行正常。其工艺流程如图1所示。

二、解吸气对生产的影响

焦炉煤气中硫化氢、萘含量超标，直接影响到干法除尘系统中的脱硫剂使用时间，并对系统中的管道、阀门等造成严重的影响。

从实际生产情况看，由于焦炉煤气中硫化氢、萘含量超标，直接造成再生解吸气阀门、管道严重堵塞，影响到生产的正常进行，被迫进行检修作业，对生产有较大的影响。

因此，采用干法脱萘前，增加油洗萘装置，减轻对干法脱萘工序的负荷，实现出站焦炉煤气萘含量达到要求。

由于采用油洗萘+干法脱萘工艺，焦炉煤气中的萘经过一次脱除，然后进入干法脱萘单元，延长了干法脱萘单元中活性炭使用时间，系统中阀门、再生解吸气管道中的堵塞现象明显减少。

当油洗萘工序可以满足生产需要时，可以由油洗萘工艺取代干法脱萘工序，净化、制氢解吸气可以直接并焦炉煤气管网，有效利用了解吸气资源，并减少了对生产设备、管道的影响。

三、解吸气并入轧钢对用户的影响

热工制度：我厂采用的混合煤气配比中，采用将再生解吸气并入焦炉煤气主管网后，由于再生解吸气量少，与焦炉煤气混合后，对热值影响不大，在混合煤气配比中， 可以按焦炉煤气与高炉煤气配比考虑，从使用情况看，输送给用户的煤气热值、压力均较稳定，满足了用户的需要，从H型钢大、小线产品煤气消耗趋势看，用户使用平稳，且单耗处于比较好的水平。

高、焦炉煤气放散：制氢系统再生解吸气利用到轧钢加热炉，节约了热轧加热炉混合煤气中焦炉煤气的配入量，对煤气平衡供应来说，增加了焦炉煤气量，充分利用了制氢再生解吸气煤气资源。

对煤气综合利用率的影响：2016年1～12月份煤气放散情况分析如下：再生煤气进入热轧加热炉后，煤气资源得到有效的利用，煤气综合利用率比较高；3月热电机组检修，导致3月高炉煤气放散率为1.6%，造成高炉煤气有放散现象。在热电检修恢复正常生产后，高、焦炉煤气放散持续降低，煤气综合利用率（如图3）保持在较高的水准，全年煤气综合利用率达到99.8%。

再生气对用户的影响：我公司采用的混合煤气配比中，采用将再生气与焦炉煤气共同计算为焦炉煤气量计算，在热值配比中考虑再生气对混合煤气热值的影响，这样供应用户的混合煤气热值反应了真实的使用情况，输送给用户的煤气热值、压力均较稳定，满足了用户的需要，用户使用平稳，且单耗处于比较好的水平。

再生煤气利用到热轧加热炉，节约了热轧加热炉混合煤气中焦炉煤气的配入量，对煤气平衡供应来说，增加了焦炉煤气量，充分利用了煤气资源。

在混合煤气配比中，要考虑到再生气配入量对混合煤气热值的影响，将这部分煤气纳入計算公式中进行配比调节，能够有效的控制用户的混合煤气热值在控制目标内。

四、结语

（1）焦炉煤气来源的硫化氢、萘等杂质含量的高、低，对于焦炉煤气干法脱萘再生气的处理影响较大，要求着重控制来源焦炉煤气中的硫化氢、萘，避免造成对管道系统的影响。当来源焦炉煤气硫化氢、萘等杂质含量高时，可以采取串联油洗萘的工艺，降低焦炉煤气萘含量，减轻干法净化脱萘的负荷。当油洗萘工序的脱萘效果能够满足生产需要时，可以替代干法脱萘工序，制氢净化、制氢解吸气可以并入焦炉煤气管网，有效利用了再生解吸气资源，减少对设备、管道的影响。

（2）制氢再生解吸气供应用户时，如供应混合煤气用户，应当计算制氢再生解吸气对用户的影响。从实际并网情况看，由于制氢再生解吸气量少，热值比焦炉煤气略高，综合考虑，对用户的影响小。从使用情况看，能够满足用户的需求。制氢解吸气的配入，缓解了焦炉煤气紧张的矛盾，混合煤气用户热值也能够稳定，也为稳定轧钢用户的热工制度创造了条件。

（3）钢轧系统稳定的配比和准确计量对混合煤气热值稳定十分重要，在稳定钢轧系统混合煤气热值方面，我们采取了大小管混合煤气配比，当用户用量小时，采用小管配比；当用户用量大时，采用大管进行配比，满足了在不同工况条件下稳定轧钢系统热值、流量、压力的要求。