一种焦炉回炉混合燃料气的配比及其制备方法与流程

本发明涉及焦炉燃料气混气优化的调节技术，混合气燃料气燃烧速度降低，对改善焦炉高向加热具有积极作用。

背景技术：

1、针对焦炉高向加热不均会使焦碳粒度均匀性和耐磨性降低、耗热量增加、焦炉操作困难，及因焦饼加热落后部分收缩不好而增加推焦阻力的缺陷以及生产能耗较高的缺陷，我公司通过优化焦炉燃料气组成，改善焦炉高向加热，并降低生产能耗。顶替出的富含碳氢资源的高品位焦炉气可以用于合成氨装置提产，实现公司碳氢资源优化配置、生产系统运行效率提升。

技术实现思路

1、基于为了提高焦炉炭化室高向加热的均匀性以及降低生产能耗的目的，本发明通过对焦炉回炉燃料气混合配比进行优化的方式，达到减缓燃烧反应，降低燃烧峰值温度以及拉长火焰，使高向加热更加均匀，即解决了焦炉炭化室高向加热的均匀性的问题，又降低了生产能耗，将解放出去的富含碳氢资源的高品位焦炉气用于合成氨装置提产。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种焦炉回炉混合燃料气，该焦炉回炉混合燃料气包括焦炉气解吸气、驰放气解吸气、造气炉煤气、外购煤气和焦炉煤气。

4、作为优选，该焦炉回炉混合燃料气的热值为4150kcal/m3。

5、作为优选，该焦炉回炉混合燃料气的组分为： h2-53.3%、n2-4.3%、ch4-24.6%、co-10.77%、co2-4.74%、o2-0.2%。

6、本发明还提供一种焦炉回炉混合燃料气的制备方法，其制备方法如下：

7、步骤一：混气前脱硫塔后煤气沿回炉煤气管道送往焦炉，在混气站处压力～5kpa。

8、步骤二：混解吸气：焦炉气解吸气混气前压力～10kpa，驰放气解吸气混气前压力～8kpa，混气开始时间避开焦炉换向时间，解吸气进混气站进口左侧及右侧管线阀门均打开，先少量开焦炉气解吸气混气阀，焦炉气解吸气沿管道前行至混气站从混气站两侧进入混气站，观察回炉煤气压力变化，遵从少量多次原则调节混气阀直至阀门全开；焦炉气解吸气混气完成后混驰放气解吸气，混气开始时间避开焦炉换向时间，先少量开弛放气解吸气混气阀，弛放气解吸气在解吸气混气管道内与焦炉气解吸气混合，之后进入混气站，混气期间观察回炉煤气压力变化，遵从少量多次原则调节弛放气混气阀直至阀门全开。

9、步骤三：混造气炉燃料气：造气炉燃料气混气前压力～12kpa，在混气站稳定情况下进行混气操作，混气开始时间避开焦炉换向时间；混气前分析管道氧含量，混气开始时先微量开造气炉燃料气混气阀，待过气后等待5min，观察煤气压力变化及造气炉燃料气流量变化，之后遵从少量多次原则调节造气炉燃料气混气阀，直至需要的流量。

10、步骤四：混外够煤气：外购煤气混气前压力～7kpa，在混气站各股气均稳定情况下进行混气操作，混气开始时间避开焦炉换向时间；混气开始时先微量开外购煤气混气阀，观察造气炉燃料气压力变化、回炉煤气压力变化、外购煤气流量变化，之后遵从少量多次原则调节外购煤气混气阀，同时配合调节造气炉燃料气混气阀，稳定造气炉燃料气与外购煤气混气管道压力，调节目标为总气量满足回炉燃烧所需，当造气炉停车时可直接先混外购煤气。

11、作为优选，步骤二中的解吸气是合成氨工段提氢后的剩余气体。

12、作为优选，步骤二中的混气期间造成回炉煤气压力波动时，调节混气站两侧进气阀开度，调节时东侧阀门开度大于西侧阀门开度。

13、作为优选，步骤二中的单种解吸气混气顺序可以跟前生产情况互换。

14、作为优选，每次混气期间均要观察已混气体混气阀前压力及混气站压力，当压力出现异常波动时，暂缓混气，待混气站压力稳定后再继续混气操作。

15、在焦炉燃烧过程生成的nox中，no占90~95%以上，主要属于温度热力型化学产物。采用混合后燃料气加热，可以减缓燃烧强度，抑制no的生成；利用合成氨解吸气配入回炉燃料气使用，降低了气流温度，且在一定程度上降低了燃气和空气的浓度，减缓了燃烧反应，降低了燃烧峰值温度。同时由于降低了上升气流温度，拉长了火焰，使高向加热更加均匀，也可以避免高温区的集中，因而降低了温度热力型no的生成量。

16、解决炭化室高向加热问题的最有效途径是将煤气贫化。随着ch4含量提高、h2降低，混合煤气燃烧速度得以减缓，燃烧火焰被拉长，使立火道高温区域上移，从而改善焦炉的高向加热；解吸气回炉后，焦炉燃料气组分得到改善，焦炉立火道火焰颜色变浅、火焰拉长~0.5m，分烟道氧含量降低1.5-3.5%，nox含量降低300mg/m³，推焦烟尘明显减小，焦炉串漏情况好转。

17、低品位解吸气回炉燃烧，顶替出的富含碳氢资源的高品位焦炉气3000m³/h，用于合成氨装置生产，实现了合成氨增产效果。

18、解吸气进入混气站配入部分焦炉煤气，送入焦炉燃料气管网，贫化焦炉燃料气品质，提高了焦炉高向加热效果，焦炭生产增产得到保障。可增产焦炭2.5吨/h，实现了焦炉产能达标、公司碳氢资源优化配置、生产系统运行效率提升。

19、实施方式

20、为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

21、本发明提供了一种焦炉回炉混合燃料气，该焦炉回炉混合燃料气包括焦炉气解吸气、驰放气解吸气、造气炉煤气、外购煤气和焦炉煤气。

22、在具体使用时，该焦炉回炉混合燃料气的热值为4150kcal/m3。

23、在具体使用时，该焦炉回炉混合燃料气的组分为： h2-53.3%、n2-4.3%、ch4-24.6%、co-10.77%、co2-4.74%、o2-0.2%。

24、本发明还提供一种焦炉回炉混合燃料气的制备方法，其制备方法如下：

25、步骤一：混气前脱硫塔后煤气沿回炉煤气管道送往焦炉，在混气站处压力～5kpa。

26、步骤二：混解吸气：焦炉气解吸气混气前压力～10kpa，驰放气解吸气混气前压力～8kpa，混气开始时间避开焦炉换向时间，解吸气进混气站进口左侧及右侧管线阀门均打开，先少量开焦炉气解吸气混气阀，焦炉气解吸气沿管道前行至混气站从混气站两侧进入混气站，观察回炉煤气压力变化，遵从少量多次原则调节混气阀直至阀门全开；焦炉气解吸气混气完成后混驰放气解吸气，混气开始时间避开焦炉换向时间，先少量开弛放气解吸气混气阀，弛放气解吸气在解吸气混气管道内与焦炉气解吸气混合，之后进入混气站，混气期间观察回炉煤气压力变化，遵从少量多次原则调节弛放气混气阀直至阀门全开。

27、步骤三：混造气炉燃料气：造气炉燃料气混气前压力～12kpa，在混气站稳定情况下进行混气操作，混气开始时间避开焦炉换向时间；混气前分析管道氧含量，混气开始时先微量开造气炉燃料气混气阀，待过气后等待5min，观察煤气压力变化及造气炉燃料气流量变化，之后遵从少量多次原则调节造气炉燃料气混气阀，直至需要的流量。

28、步骤四：混外够煤气：外购煤气混气前压力～7kpa，在混气站各股气均稳定情况下进行混气操作，混气开始时间避开焦炉换向时间；混气开始时先微量开外购煤气混气阀，观察造气炉燃料气压力变化、回炉煤气压力变化、外购煤气流量变化，之后遵从少量多次原则调节外购煤气混气阀，同时配合调节造气炉燃料气混气阀，稳定造气炉燃料气与外购煤气混气管道压力，调节目标为总气量满足回炉燃烧所需，当造气炉停车时可直接先混外购煤气。

29、在具体使用时，步骤二中的解吸气是合成氨工段提氢后的剩余气体。

30、在具体使用时，步骤二中的混气期间造成回炉煤气压力波动时，调节混气站两侧进气阀开度，调节时东侧阀门开度大于西侧阀门开度。

31、在具体使用时，步骤二中的单种解吸气混气顺序可以跟前生产情况互换。

32、在具体使用时，每次混气期间均要观察已混气体混气阀前压力及混气站压力，当压力出现异常波动时，暂缓混气，待混气站压力稳定后再继续混气操作。

33、在合成氨焦炉气提氢现场真空泵房东侧管架上解吸气压缩机进口处管道改造为管道混气装置，原驰放气解吸气进解吸气压缩机管道连接至混气管。用于煤气解吸气与驰放气解吸气混合。在混气装置前管道上分别加装自调阀组及流量计，用以调节燃料气混气比例及流量。 混气装置后新铺设dn400管道沿管架延伸至混气站，与煤气回炉管道连接。各路燃料气管道均设置放空管道，以达到开停期间置换管道的目的。解吸气进混气站进口左侧及右侧均增加一路管线，调节焦炉换向时压力不平衡问题。在混气站与回炉煤气管道上，加装四组阀门，已达到混气均匀与压力调节的目的。

34、 名称 <![cdata[h₂]]> <![cdata[o₂]]> <![cdata[n₂]]> <![cdata[ch₄]]> co <![cdata[co₂]]> cnhm 热值qkcal/m³ 回炉煤气 60.70 0.35 3.36 21.83 8.76 3.01 1.99 4175 焦炉气解吸气 14.23 0.20 6.05 49.03 19.16 6.88 4.45 5835 驰放气解吸气 23.80 0.15 29.25 7.55 18.58 20.67 1821 造气炉燃料气 10-13 0.2 0.1-1.5 0.5 34-36 5-8 1350 外购煤气 60.68 0.30 3.20 22.02 8.65 2.93 2.22 4054 混合燃料气 53.22 0.20 4.25 24.58 10.77 4.74 2.24 4150

35、本发明在制备过程中的操作要点为：

36、1.混气站开工前或停车后必须氮气置换合格。

37、2.引气前必须用解吸气置换混气站及解吸气管道。

38、3.混气站引起时必须遵从少量多次原则，以减小混气对回炉煤气的冲击。

39、4.混气开始时间要避开焦炉换向时间，以减小换向期间回炉煤气压力波动对混气的影响。

40、5.必须控制好混气站与回炉煤气总管之间的压差，以减小混气对回炉煤气管道的冲击。

41、6.如果混气站出现自调阀卡位等需解吸气系统切气的情况，必须立即通知相关单位，以免因混气站切气对回炉煤气及制氢系统造成冲击。

42、7.回炉煤气管道压力约～5kpa，焦炉气解吸气混气后注意自调阀前压力～10kpa，驰放气解吸气混气后注意自调阀前压力～8kpa，造气炉燃料气注意自调阀前压力～12kpa，外购煤气注意自调阀前压力～7kpa。当混气站压力高于回炉煤气混合后压力2kpa时，适量打开混气站四道阀保证混气站压力与回炉煤气混合后压力差～2kpa。

43、8.焦炉气解吸气、驰放气解吸气、造气炉煤气与外购煤气混合后进一步与焦炉煤气混合，沿原焦炉煤气管线进行回炉燃烧。混合后气体热值4150kcal/m3，组分为：h2-53.3%、n2-4.3%、ch4-24.6%、co-10.77%、co2-4.74%、o2-0.2% ，ch4提高3%，h2降低7.5%，惰性组分增加1.2%，贫化后的燃料气减缓燃烧速度，改善焦炉加热，降低生产能耗。顶替出的富含碳氢资源的高品位焦炉气可以用于合成氨装置提产，实现公司碳氢资源优化配置。

44、以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。