TW201118161A - Method for operating a coke oven arrangement - Google Patents

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Description

201118161 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於操作煉焦爐裝置之方法，其中在 煉焦製程期間所積累的煉焦爐氣係用作工作氣體。 【先前技術】 , s實際應用巾，在;t束焦製程期間所積累的煉焦爐氣通常 被燃燒且因此僅在能量上加以應用，但是煉焦爐氣含有大 量有價值的組份，氫氣及甲烧。此應用發展滞後的主要原 因係煉焦爐氣不再作為加熱氣體且缺少的加熱能量須另外 提供。 DE 34 244 24 A1揭示-種方法，其中在煉焦製程期間所 積累的煉焦爐氣係以工作氣體之形式被使用。在此情況 中’提取氫氣並調整適當的h2_c〇比率以隨後藉由曱烷化 產生合成天然氣。由於在此使用期間煉焦爐氣不再用於產 生煉焦製程所需的熱能，故建議使用高爐氣或甲烧作為在 煉…、爐、、且之爐f下方燃燒的替代氣體。若有鋼鐵廠或煤礦 f鄰煉焦爐設備，則可以考慮使用高爐氣或甲烧且證實此 f善代氣體之使用是經濟的。如上所述，由於此等要求在 實IV、應用中鮮少被滿足，故煉焦爐氣通常僅用於加熱之目 的。 y攸Μ 35 1 5 250 A1及DE 38 05 387 A1中得知利用煉焦 爐=的其他方法。在此等方法中，各自建議將具有高氮氣 3里的煉焦爐氣與具有高一氧化石炭含量的高爐氣混合。已 方法要求可彳在開始時須繁複地清潔的足夠數量之高 150377.doc 201118161 爐氣。 【發明内容】 本發明係基於實現在操作煉焦爐裝置期間所積累的煉焦 爐氣之靈活及局效使用之目標。 … 此目標係財發明之目的達成，即—種用於操作且有上 述特性之煉焦爐裝置之方法，其中該方法之特點為藉由氣 化製程而從化石燃料中產生的合成氣體係供應為燃料氣以 提供煉焦製程所需之熱能之至少部分。由於使用化石燃料 產生合成氣體，故達成操作煉焦爐裝置之方法之高卢靈舌 性。雖然購買化石燃料及執行氣化製程以產生合^體係 -額外投資及製程成本相關聯’但是由於回收煉焦爐氣中 所3的有饧值組份，故達成經濟的優點。特定言之，若將 煤炭用作化石燃料’因為煤炭與適用於執行氣化製程的其 他化石燃料（例如天然氣）相比較便宜且無論如何是現成可 用於執行練焦製程，則此…此，本發明二= 於其他生產場所（諸如煤礦或高爐）而使用。然而，若附近 有高爐設備’％亦可能熱利用高爐中所產生的合成氣體的 另一部分。 【實施方式】 根據本發明，建議提取煉焦製程期間在煉焦爐氣中所積 累的孔體組分’諸如氫氣及/或甲烷並將此等氣體組分用 作終端產品或將氣體組分轉化為具有更高價值的產品，其 :用於煉焦製程及（亦可能）高爐製程的能量的缺少量係用 藉由氣化而從化石燃料中產生的合成氣體取代。在將所產 150377.doc 201118161 ^粗合成氣體用作燃料氣以提供煉焦製程所需之熱能之 部分’尤其用於在煉焦爐組之爐E下方燃燒前，通常僅須 將其去硫。作為燃料氣的合成氣體無需（尤其是）亦包含移 除二氧化碳之繁複加工。 ( 根據本’X明’ k化石燃料中所產生的合成氣體可專門用 乍：L、料氣以產生熱能。然而根據本發明之一較佳實施例， 所產生的合成氣體的數量超過根據本發明替代所使用之練 焦爐氣所需的數量。舉例而言，可能將所產生的合成氣體 之第崢刀作為燃料氣並將所產生的合成氣體之另一部分 用於額外轉化及隨後利用。 在本發明方法中’開始時將諸如焦油、萘、芳香烴 (BTX組份）、硫及氨從與最先進技術中已知的習知煉焦製 程類似的煉焦製程期間所積累的煉焦爐氣中移除。根據本 餐明之-較佳實施例’將因此經清潔的煉焦爐氣壓縮以提 取氫氣及/或烴。舉例而言，& 了提取氫氣，可能在一psA 系統中執行變壓吸附（PSA),其中在pSA***的加壓側提 取高純度形式的氫氣。可在一習知pSA系統或一真空psA 系統（VPAS系統）中執行變壓吸附。 ' 纟PSA系統的輕賴得富含甲炫的氣體並將其與其餘 、 氣體組分尤其是一氧化碳（CO)、二氧化碳（c〇2)、氮氣、 乙块及殘留氫氣分開。舉例而言，可藉由低溫蒸顧實現氮 氣、氧化碳及殘留氫氣的移除，其中須先使用適當方 法，諸如，例如胺洗滌及/或分子篩乾燥移除二氧化碳及 水洛氣。如此回收作為工作氣體的烴組份可供應至天然氣 I50377.doc 201118161 網路及/或保留用於另一合成。 . 如上所述，從煉焦氣中回收的氣體組分可用作終端產品 或轉化為具有更高價值的產&，其中在化石燃料氣化期= 所產生之合成氣體之一部分亦可用於另—合成及轉化。下 文描述有利的視需要的應用。 所提取的氫氣通常可用作鄰近的化學廠諸如舉例而言精 煉廠之氫化氮氣。根據一較佳實施例，建議對所產生的氫 氣及由於化石燃料氣化而產生之合成氣體之一部分進行— 額外轉化，其中該氫氣係與該合成氣體中的一氧化碳的— 部分轉化成具有更高價值的產品。舉例而言，可進行甲醇 的合成以及藉由MTG方法（甲醇至汽油）進行進一步的燃料 生產、根據Fischer-Tropsch方法進行柴油合成或甚至氨的 合成。
若將所提取的氫氣及從化石燃料中獲得且實質含有一氧 化碳的合成氣體m合成，料㈣地藉由相應之流 入控制而在寬範圍内自由調整特定氫氣/一氧化碳比例。L 特疋S之，為了額外地提高整個方法的氣體產率，可能 對所產生的合成氣體的—部分進行c◦轉化。為達此目b 的，可添加水蒸氣進行C0轉化，其中在經轉化的合成氣 體脫硫後至少部分移除二氧化碳，其中接著對剩餘氣流進 行變麗吸附以移除氫氣，且其中耗盡氫氣且在此製程期間 積累的廢氣係用作煉焦製程的燃料氣。此進行熱利用的廢 氣通常代表提供熱能所需的總燃料氣之—部分。 亦可將從化石燃料中獲得的合成氣體結合一種組合氣體 150377.doc 201118161 及'蒸汽渦輪機設備（GUD製程）用於發電。 根據本發明’藉由燃料氣形式之合成氣體提供鍊焦製程 所，的熱能之-部分’該燃料氣形式之合成氣體係藉由氣 ^程，較佳藉由煤炭氣化而從化石燃料中獲得。剩餘氣 :及在隨後各種製程階段中所積累的廢氣亦可用於燃燒以 知·供熱能之另一部分。转金丄 刀特疋s之，較佳使用之PSA系統之 廢氣通常仍具有高含量之可燃組份，該可燃組份可藉由辦 燒而進行熱利用。此外，亦可混合具有更高發熱量之高品 質燃料諸如舉例而言天然氣。可能需要此混合以調整所要 的渥貝指數⑽bbe index)或補償尚未被額外燃料氣滿足的 能量需求。 150377.doc

Claims (1)

  1. 201118161 七、申請專利範圍： 1. -種用於操作煉焦爐裝置之方法，纟中在煉焦製程期間 所積累的煉焦爐氣係用作工作氣體，該方法特徵為藉由 氣化製程而從化石燃料中產生的合成氣體係供應為燃料 氣以提供煉焦製程所需之熱能之至少部分。 广 2. 如請求項1之方法，其特徵為將煤炭用作化石燃料。 3. :請求項1或2之方法，其特徵為在從煉焦爐氣中提取氫 乳前將煉焦爐氣壓縮並去硫且隨後將烴與其餘氣體組分 4. 如請求項!或2之方法，其特徵為藉由變壓吸附將氫氣從 煉焦爐氣中提取出來，其中隨後藉由低溫蒸餾提取烴。 5. 如：求項1或2之方法，其特徵為將該所產生的合成氣體 之第部分用作燃料氣且將該所產生的合成氣體之 部分與從煉焦爐氣中所提取的氯氣用於另一合成。 6. 如明求項1或2之方法’其特徵為將該所產生的合成氣體 之第—部分用作燃料氣且對該所產生的合成氣體之另一 部分進行CO轉化。 員6之方法，其特徵為添加水蒸氣進行該c〇轉 化其中在該經轉化的合成氣體脫硫後至少部分移除二 ^化娀’其中隨後對剩餘氣流進行變壓吸附以移除氫 其中耗盡氫氣且在此製程期間積累的廢氣係用作 琛焦製程的燃料氣。 :項1或2之方法’其特徵為將該所產生的合成氣體 卩刀用作燃料氣且在-組合氣體及蒸汽渦輪機設 150377.doc 201118161 備中將該所產生的合成氣體之另—部分用於發電。 · 9. 10. 如。月求項1或2之方法’其特徵為除合成氣體外供應另一 加熱氣體以提供煉焦製程所需之執 如請求項丨或2之方法，罝“'、此 之另一邱八扯廄S a ” 徵為將該所產生的合成氣體 4分供應至1爐W行熱利用。 150377.doc 201118161 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 150377.doc
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