焦爐煤氣干法凈化（脫萘）中再生解吸氣的處理工藝

何佳 張維祥

摘 要：焦爐煤氣干法凈化脫萘系統解吸氣利用一直是行業難題，通過優化凈化工藝，增設油洗萘裝置，有效利用了再生解吸氣資源，減少對管線設備的影響。

關鍵詞：焦爐煤氣；干法凈化；解吸氣

隨著鋼鐵企業發展，生產高品質鋼材需要氫氣作為保護氣體，目前焦爐煤氣PSA變壓吸附制氫已廣泛應用，提取氫氣用于冷軋、粉末冶金、苯加氫等用戶的生產。在焦爐煤氣變壓吸附制氫工藝中，需要對焦爐煤氣中硫化氫、萘等雜質進行預處理，達到變壓吸附制氫工藝的需要。再生工藝中，需要將吸附的萘進行解吸，如何利用好再生解吸氣，對于制氫系統的正常運行至關重要，現將馬鋼股份有限公司再生解吸氣的處理工藝介紹如下。

一、解吸氣并入混合系統

馬鋼制氫裝置經歷了從無到有、再到逐步完善的歷程。焦爐煤氣制氫裝置中所產生的凈化解吸氣、制氫解吸氣的利用也進行了重大的改變。原來制氫工藝中，凈化解吸氣含有超標的硫化氫、萘等雜質，將解吸氣并入焦爐煤氣、混合煤氣管道中利用，給煤氣管道和閥門等設備造成堵塞、閥門卡阻等問題。經過研究，當采用油洗萘工藝處理焦爐煤氣中的萘，將萘脫除到標準值后，再進行干法脫硫。進行改造后的焦爐煤氣凈化工藝，將不再產生凈化解吸氣，給制氫生產帶來了極大的改變。

由于制氫解吸氣中的硫化氫、萘等雜質含量較低，因此，將這部分解吸氣并入焦爐煤氣主管網，對用戶生產沒有影響，同時對管道的正常運行也沒有造成危害。從去年7月改造至今，制氫系統、焦爐煤氣管網運行正常。其工藝流程如圖1所示。

二、解吸氣對生產的影響

焦爐煤氣中硫化氫、萘含量超標，直接影響到干法除塵系統中的脫硫劑使用時間，并對系統中的管道、閥門等造成嚴重的影響。

從實際生產情況看，由于焦爐煤氣中硫化氫、萘含量超標，直接造成再生解吸氣閥門、管道嚴重堵塞，影響到生產的正常進行，被迫進行檢修作業，對生產有較大的影響。

因此，采用干法脫萘前，增加油洗萘裝置，減輕對干法脫萘工序的負荷，實現出站焦爐煤氣萘含量達到要求。

由于采用油洗萘+干法脫萘工藝，焦爐煤氣中的萘經過一次脫除，然后進入干法脫萘單元，延長了干法脫萘單元中活性炭使用時間，系統中閥門、再生解吸氣管道中的堵塞現象明顯減少。

當油洗萘工序可以滿足生產需要時，可以由油洗萘工藝取代干法脫萘工序，凈化、制氫解吸氣可以直接并焦爐煤氣管網，有效利用了解吸氣資源，并減少了對生產設備、管道的影響。

三、解吸氣并入軋鋼對用戶的影響

熱工制度：我廠采用的混合煤氣配比中，采用將再生解吸氣并入焦爐煤氣主管網后，由于再生解吸氣量少，與焦爐煤氣混合后，對熱值影響不大，在混合煤氣配比中， 可以按焦爐煤氣與高爐煤氣配比考慮，從使用情況看，輸送給用戶的煤氣熱值、壓力均較穩定，滿足了用戶的需要，從H型鋼大、小線產品煤氣消耗趨勢看，用戶使用平穩，且單耗處于比較好的水平。

高、焦爐煤氣放散：制氫系統再生解吸氣利用到軋鋼加熱爐，節約了熱軋加熱爐混合煤氣中焦爐煤氣的配入量，對煤氣平衡供應來說，增加了焦爐煤氣量，充分利用了制氫再生解吸氣煤氣資源。

對煤氣綜合利用率的影響：2016年1～12月份煤氣放散情況分析如下：再生煤氣進入熱軋加熱爐后，煤氣資源得到有效的利用，煤氣綜合利用率比較高；3月熱電機組檢修，導致3月高爐煤氣放散率為1.6%，造成高爐煤氣有放散現象。在熱電檢修恢復正常生產后，高、焦爐煤氣放散持續降低，煤氣綜合利用率（如圖3）保持在較高的水準，全年煤氣綜合利用率達到99.8%。

再生氣對用戶的影響：我公司采用的混合煤氣配比中，采用將再生氣與焦爐煤氣共同計算為焦爐煤氣量計算，在熱值配比中考慮再生氣對混合煤氣熱值的影響，這樣供應用戶的混合煤氣熱值反應了真實的使用情況，輸送給用戶的煤氣熱值、壓力均較穩定，滿足了用戶的需要，用戶使用平穩，且單耗處于比較好的水平。

再生煤氣利用到熱軋加熱爐，節約了熱軋加熱爐混合煤氣中焦爐煤氣的配入量，對煤氣平衡供應來說，增加了焦爐煤氣量，充分利用了煤氣資源。

在混合煤氣配比中，要考慮到再生氣配入量對混合煤氣熱值的影響，將這部分煤氣納入計算公式中進行配比調節，能夠有效的控制用戶的混合煤氣熱值在控制目標內。

四、結語

（1）焦爐煤氣來源的硫化氫、萘等雜質含量的高、低，對于焦爐煤氣干法脫萘再生氣的處理影響較大，要求著重控制來源焦爐煤氣中的硫化氫、萘，避免造成對管道系統的影響。當來源焦爐煤氣硫化氫、萘等雜質含量高時，可以采取串聯油洗萘的工藝，降低焦爐煤氣萘含量，減輕干法凈化脫萘的負荷。當油洗萘工序的脫萘效果能夠滿足生產需要時，可以替代干法脫萘工序，制氫凈化、制氫解吸氣可以并入焦爐煤氣管網，有效利用了再生解吸氣資源，減少對設備、管道的影響。

（2）制氫再生解吸氣供應用戶時，如供應混合煤氣用戶，應當計算制氫再生解吸氣對用戶的影響。從實際并網情況看，由于制氫再生解吸氣量少，熱值比焦爐煤氣略高，綜合考慮，對用戶的影響小。從使用情況看，能夠滿足用戶的需求。制氫解吸氣的配入，緩解了焦爐煤氣緊張的矛盾，混合煤氣用戶熱值也能夠穩定，也為穩定軋鋼用戶的熱工制度創造了條件。

（3）鋼軋系統穩定的配比和準確計量對混合煤氣熱值穩定十分重要，在穩定鋼軋系統混合煤氣熱值方面，我們采取了大小管混合煤氣配比，當用戶用量小時，采用小管配比；當用戶用量大時，采用大管進行配比，滿足了在不同工況條件下穩定軋鋼系統熱值、流量、壓力的要求。