一种兰炭气的净化方法及其净化系统与流程

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种兰炭气的净化方法及其净化系统。

背景技术：

兰炭生产过程中，每生产1吨兰炭将产生约700m3兰炭气。目前，大量兰炭气多放空或直接燃烧排放，不仅严重污染环境，也造成大量的能源浪费。典型的兰炭气主要组分为h220-28%、co9-18%、co28-12%、o20.5-2.0%、n237-43%、ch47-10%、cmhn1-3%，除此外，兰炭气中还含有焦油、苯、奈、酚、粉尘、硫化物、氨、氟、氯、重金属等杂质。由于气体中氮含量高、氢含量低、热值低、杂质多，不宜直接作为燃气。但其中的h2、co和ch4都是十分宝贵的化工原料。如果将其进行有效地利用,不仅可以减少直接排放所造成的环境污染,还可以化废为宝为企业创造一定的经济效益，但是对兰炭气直接进行换气操作会导致除氧剂和变换催化剂在较短时间中毒失活，从而影响了兰炭气换气操作的稳定运行。

技术实现要素：

本发明目的是针对上述需求，提供一种可以稳定运行的兰炭气的净化方法及其净化系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种兰炭气的净化方法，包括以下步骤：

s1、将兰炭生产中排出的兰炭气进行水洗操作除去兰炭气中的氨气；

s2、对除去氨气的兰炭气进行降温并分离出兰炭气中的油、水；

s3、将降温后的兰炭气通过除油器进一步脱除焦油；

s4、将脱除焦油后的兰炭气通过热交换装置进行升温；

s5、将升温后的兰炭气通过脱毒炉脱除兰炭气中的毒物和兰炭气中的氧含量；

s6、将脱毒后的兰炭气进行喷水降温后对其补充蒸汽；

s7、对补充蒸汽后的兰炭气进行一级或两级co耐硫变换，得到含有h2和co的变换气；

s8、将得到的变换气经过热量回收装置回收热量；

s9、将回收热量后的变换气进行冷却操作，冷却完成后即完成了兰炭气的净化换气操作。

进一步的，所述步骤s1中，采用冷凝液并补充新鲜水进行循环水洗操作。

进一步的，所述步骤s3中的除油器中装填除油剂。

进一步的，所述步骤s5中的脱毒炉中装填有保护剂和耐硫脱毒剂。

进一步的，所述步骤s8中的热量回收装置为热交换器、废热锅炉、锅炉水加热器、脱盐水加热器中的一种或几种的组合。

进一步的，所述步骤s9中，采用风冷、水冷中的一种或两者的组合进行冷却操作。

一种兰炭气净化系统，所述兰炭气净化系统包括洗涤塔、煤气水冷器、除油炉、预热交换器、主加热交换器、脱毒炉、增湿器、变换炉、变换气水冷器；洗涤塔的进气口与兰炭生产装置的排气口连接，洗涤塔、煤气水冷器、除油炉、预热交换器、主加热交换器、脱毒炉、增湿器、变换炉、变换气水冷器依次通过通气管道连接。

进一步的，所述变换炉上设置有热交换出口，热交换出口通过通气管道与主加热交换器的热气进口连接，主加热交换器的热气出口连接废热锅炉的热气进口连接，废热锅炉的热气出口连接变换炉的热交换进口。

进一步的，所述变换炉与变换气水冷器之间的通气管道分别连接预热交换器、锅炉水加热器、脱盐水加热器；变换炉的排气口分别与预热交换器的热气进口、锅炉水加热器的进气口连接，预热交换器的热气出口、锅炉水加热器的出气口均与脱盐水加热器的进气口连接，脱盐水加热器的出气口连接变换气水冷器的进气口。

进一步的，所述洗涤塔、脱盐水加热器均与外界的脱盐水管连接；所述锅炉水加热器、增湿器、废热锅炉均与外界的除氧水管连接；所述废热锅炉的蒸汽排出管道、外界的蒸汽管道均和增湿器出气口与变换炉进气口之间的通气管道连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明提供了兰炭气的净化方法以及净化系统，其使用合适的工艺及除油剂、保护剂、催化剂，通过水洗、脱水、除油、升温、脱毒、除氧、补水、变换、热量回收、冷却等步骤，使兰炭气净化以及变换操作能够长期稳定的运行，解决了除氧剂和变换催化剂变换气过程中毒失活的问题，为下游工序提取氢气或者生产合成氨提供了稳定、合格的气体，并且对于变换过程中产生的热量进行了回收利用，使得资源利用最大化，减少了兰炭气净化换气的消耗的同时避免了造成能源浪费的状况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是兰炭气的净化系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

为了解决兰炭气变换的长周期稳定运行问题，本发明提供了兰炭气的净化技术，使用合适的工艺及使用兰炭气、焦炉煤气专用的除油剂、保护剂及催化剂，包括水洗、脱水、除油、升温、脱毒、补水、变换、热量回收、冷却步骤，具体步骤如下：

(1)水洗：将兰炭其排气口出来的兰炭气经水洗除氨；

(2)脱水：将除氨后的兰炭气通过水冷器降温脱水；

(3)除油：将降温后的兰炭气通过除油器脱除焦油；

(4)升温：脱油后进行升温操作；

(5)脱毒、除氧：兰炭气升温后经过脱毒炉脱毒后除氧；

(6)补水：兰炭气除氧后经喷水降温增湿并补蒸汽；

(7)变换：将兰炭气通过一级或两级co耐硫变换，将兰炭气中的部分co与h2o反应变换生成氢气，得到具有合适的h2：co比值的变换气；

(8)热量回收：将变换气经过热量回收装置回收热量；

(9)冷却：将回收热量后的变换气经冷却器冷却，完成净化换气操作。

所述的步骤(1)中，利用变换冷凝液并补充部分新鲜水进行循环水洗，水洗后的氨含量低于50ppm。

所述的步骤(2)中，需要使用低温水对兰炭气进行间接降温到＜35℃。

所述的步骤(3)中，除油器中装填除油剂。

所述的步骤(5)中，脱毒炉中装填保护剂及耐硫除氧剂。

所述的步骤(7)中，兰炭气根据工艺要求设置一级或两级co耐硫变换，并在变换过程中使用耐硫变换催化剂。

所述的步骤(8)中，所述的热量回收装置包括热交换器、废热锅炉、锅炉水加热器、脱盐水加热器的一种或者上述的组合。

所述的步骤(9)中，冷却可以采用风冷水冷的一种或者两者的组合。

如图1所示，本发明中的兰炭气净化系统工作状况如下：

兰炭气经洗涤塔1用变换冷凝液与补加的脱盐水洗氨后进入煤气水冷器2，兰炭气降温到35℃以下脱水；再进入除油炉3，除油炉3内装填专有的除油剂，脱除兰炭气中焦油≤1ppm;之后依次经预热交换器4、主加热交换器5升温至170～250℃进脱毒炉6，脱毒炉6内装填保护剂ⅰ、保护剂ⅱ及耐硫除氧剂，脱除兰炭气中的重金属等杂质后将氧含量脱除到50ppm以下，经过以上步骤得到相对较干净的兰炭气。

干净的兰炭气经增湿器7喷水降温，补充蒸汽后进入变换炉8一段进行变换反应，反应热经过主加热交换器5及废热锅炉9回收后，初步变换气进入变换炉8二段完成变换反应，使变换气中的co含量降低到0.5%。

变换炉8出口的变换气经预热交换器4、锅炉水加热器10、脱盐水加热器11回收热量后，进入变换气水冷器12降温到≤40℃后送至下游。

本发明提供了兰炭气的净化方法以及净化系统，其使用合适的工艺及除油剂、保护剂、催化剂，通过水洗、脱水、除油、升温、脱毒、除氧、补水、变换、热量回收、冷却等步骤，使兰炭气净化以及变换操作能够长期稳定的运行，解决了除氧剂和变换催化剂变换气过程中毒失活的问题，为下游工序提取氢气或者生产合成氨提供了稳定、合格的气体，并且对于变换过程中产生的热量进行了回收利用，使得资源利用最大化，减少了兰炭气净化换气的消耗的同时避免了造成能源浪费的状况发生。