干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺

摘要

本发明公开了一种干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺。本发明采用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体，吸收红焦显热，并与红焦发生水煤气反应生成合成气；合成气经除尘后，被送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，低压蒸汽废热锅炉生产作为冷却气体引入干熄焦炉的低压蒸汽；或将所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后的剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体，以省去低压蒸汽废热锅炉。与现有技术相比，本发明将干熄焦与合成气生产结合为一体，使干熄焦炉集熄焦、转化、造气和焦炭脱硫功能为一体，同时利用干熄焦过程中产生的合成气制备甲醇。

说明书

技术领域

本发明涉及一种干熄焦工艺，特别是涉及一种干熄焦同时制备合成气，联产甲醇的一体化工艺，属于化工和冶金生产技术领域。

背景技术

干熄焦技术(CDQ，Coke Dry Quinching)是利用低温惰性气体(氮气或烟道气)，在干熄炉中与赤热红焦换热从而使红焦冷却。吸收了红焦显热的高温惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽后，惰性气体得到冷却，温度下降，再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦循环使用。干熄焦锅炉所产生的蒸汽可以并入蒸汽管网或送去发电。干熄焦具有回收热量、减少污染和改善焦炭质量等一系列优点，是目前国外应用较广泛的一项节能减排技术。

用于干熄焦的惰性气体可以是氮气、蒸汽、烟道气或焦(高)炉气，目前工业大多采用氮气。在现行干熄焦的生产过程中，由于气体循环系统负压段不可避免地会吸入一定量的空气，空气中含有氧气和水分等组分，这些组分会与赤热的红焦发生化学反应生成CO、H₂以及CH₄等可燃气体。随着可燃气体成分浓度升高，当达到一定浓度时会与冷却气体循环系统负压段漏入的空气混合容易形成爆炸性气体，对生产过程造成安全隐患。在现行干熄焦生产工艺中，通常采用两种方法来控制循环系统中的可燃气成分含量：一是连续向气体循环系统内供入一定量的N₂，并连续放散掉一部分循环气体，使循环气体中的可燃成分稀释到规定指标；二是根据循环气体中可燃成分的含量，往干熄炉环形烟道中导入一定量的空气，依靠空气中的氧将高温循环气体中的CO、H₂和CH₄等可燃成分燃烧掉，以此降低循环气体中可燃成分。但这两种方法都必须使用大功率的循环风机进行冷却气体的循环，并且将CO、H₂和CH₄等有用成分白白排掉或燃烧，造成资源浪费和空气污染。

公开号为CN1752180A的发明专利申请提出在干熄焦过程中循环焦炉煤气作为冷却气体，利用焦炉煤气中的甲烷的吸热裂解反应所产生的氢与焦炭中硫化物和有机硫反应生成H₂S，达到焦炭脱硫的目的。但是在工业生产中对冷却气体循环系统要实现严格的密封，防止可燃氢气和有毒的CO外泄，在工程及设备上都存在严重的困难，并且过去已有过用高炉煤气用作循环冷却气体干熄焦的报道，但一直未能工业化。

现行焦炉煤气制甲醇的流程是压缩-精脱硫-转化-甲醇合成，其做法是先将焦炉煤气压缩到一定压力，进行精脱硫，使总硫含量小于0.01ppm，满足转化和甲醇合成催化剂对硫含量的严格要求。脱硫后的焦炉煤气送入转化炉生成满足甲醇合成需要的合成气(主要成分CO+H₂+CO₂)，合成气进入甲醇合成塔经催化剂作用生产粗甲醇，粗甲醇精馏后得到最终产品精甲醇。由于合成气制甲醇的技术已经比较成熟，焦炉煤气制甲醇的关键是合成气的制备技术。现行焦炉煤气制合成气的转化工艺有蒸汽转化法、纯氧催化部分氧化法和非催化部分氧化法，这些工艺存在着转化炉投资大、需要使用转化催化剂、原料气消耗量高、氢碳比过高、氢气剩余不能充分有效利用等弊端，从而使得焦炉煤气制合成气的流程复杂、能耗偏高、资源利用不充分。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种将干熄焦与合成气生产结合为一体，使干熄焦炉集熄焦、转化、造气和焦炭脱硫功能为一体的干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提出的干熄焦联产合成气方法，利用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体，代替现行的以循环氮气作为冷却气体，从干熄焦炉的冷却段底部向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上升，并与红焦发生吸热化学反应生成主要成分为CO、CO₂、H₂的合成气。所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘后，被依次送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，所述过热蒸汽可用于发电、透平压缩机或精馏系统的热源；低压蒸汽废热锅炉生产低压蒸汽，所述低压蒸汽单独或与焦炉煤气混合作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉；经低压蒸汽废热锅炉输出的合成气输送至气体净化系统进行处理，最后作为原料气送往甲醇合成系统生产甲醇。在采用背压式汽轮机发电时，可利用汽轮机排出剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体，以省去低压蒸汽废热锅炉的设置；即所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘后，被送到过热蒸汽废热锅炉进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后生产的剩余低压蒸汽单独或与焦炉煤气混合作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉；经过热蒸汽废热锅炉输出的合成气输送至气体净化系统进行处理，最后作为原料气送往甲醇合成系统生产甲醇。

在单纯使用低压蒸汽作为冷却气体的干熄焦过程中，生成的合成气包括H₂、CO、CO₂及少量的CH₄。另外，少量的CH₄也可由装入干熄焦炉预存段的红焦带入。干熄焦炉冷却段可能发生如下化学反应：

C+H₂Of CO+H₂                            (a)

C+2H₂Of CO₂+2H₂                         (b)

CO+H₂Of CO₂+H₂                          (c)

H₂O+Cf CO+H₂                            (d)

2H₂O+Cf CO₂+2H₂                         (e)

CO₂+Cf 2CO                              (f)

以上反应是典型的合成气发生过程，与水煤气生产过程中的上吹制气阶段相仿。在制气阶段，当温度900℃以上时，气化反应剧烈，当温度低于800℃时，气体速率很快下降，因而不会消耗太多的焦炭。

在使用低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体时，由于焦炉煤气中含有约20～30v％的CH₄，除发生(a)-(f)反应外，还会发生甲烷蒸汽转化化学反应。

CH₄+H₂Of CO+3H₂                        (g)

CH₄+2H₂Of CO₂+4H₂                      (h)

CH₄+CO₂f 2CO+2H₂                       (i)

CH₄+2CO₂f 3CO+H₂+H₂O                   (j)

CH₄+3CO₂f 4CO+2H₂O                     (k)

进入干熄焦炉的红焦温度约为900-1050℃，由于合成气生成、甲烷蒸汽转化以及未发生化学反应低压蒸汽及其它组分与红焦的热量交换，均属于吸热过程，吸热后红焦的温度迅速下降，经冷却气体干熄焦后到达冷却段的排焦口处温度降至约180-200℃左右，然后排出干熄焦炉。作为冷却气体进入干熄焦炉的低压蒸汽的温度约为120-200℃，压力约为0.1-1.5MPa；作为冷却气体进入干熄焦炉的低压蒸汽与焦炉煤气混合气体的温度约为120-200℃，压力约为0.1-1.5MPa，其中甲烷含量20-30v％。从干熄焦炉排出的合成气温度可升至约800-900℃，压力约为0.1-0.2MPa，主要组成为CO 35-45v％，H₂39-60v％，CO₂4-10v％，CH₄0.5-1.5v％，其它(包括N₂、O₂、H₂S)0.5-5v％；所述合成气从冷却段的上部干熄焦炉的环形烟道引出，经过除尘后，由过热蒸汽废热锅炉生产温度约为450±10℃，压力约为3.5-4.0MPa的过热蒸汽；在过热蒸汽废热锅炉后面可串联低压蒸汽废热锅炉生产温度120-200℃、压力0.1-1.5MPa的低压蒸汽，所述低压蒸汽可单独或与焦炉煤气混合用作干熄焦的冷却气体。低压蒸汽废热锅炉后可串联给水预热器，进一步回收热量。本发明由于冷却气体不用循环使用，因而省去了现行干熄焦惰性气体高温循环风机，既可节省设备投资，又可省去风机运行的电耗。

本发明提出利用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体为气化剂在熄焦过程中联产合成气的方法。是将干熄焦炉换个角度考虑，视之为合成气造气炉。用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为气化剂，变合成气制造过程中的间歇上吹制气过程变为连续上吹制气过程，生产用于甲醇或合成氨的合成气。在实际过程中，还可在冷却气体中配入一定比例的氧气(制得的合成气用于生产甲醇)或空气(制得的合成气用于生产合成氨)，以更好地调节合成气的碳/氢比例和过热蒸汽废热锅炉的热负荷。

本发明提出利用干熄焦炉对焦炉煤气进行非催化转化的方法，使焦炉煤气中所含的甲烷和高碳烃类与低压蒸汽进行转化反应生成合成气。现行焦炉煤气制甲醇工艺需要对焦炉煤气先进行深度净化，然后再进行催化转化或非催化转化制取合成气。由于焦炉煤气中杂质含量较多，有高级烃类、硫化物、苯类化合物，其净化流程复杂，投资大，操作费用高。本发明是将干熄焦炉再换个角度考虑，将其当成甲烷非催化转化炉或非催化部分氧化转化炉。其原理是在低压蒸汽过量时，焦炉煤气中的CH₄与低压蒸汽在从干熄焦炉冷却段底部向上运动穿过赤热的红焦层时会发生(g)-(k)的转化反应，生成以H₂、CO和CO₂为主的合成气，同时焦炉煤气所含的高碳烃类也可以在此过程中裂解转化，有机硫化合物也会分解为H₂S，使后续脱硫工序得以简化。

本发明提出利用干熄焦过程中生成的氢气作为还原剂对焦炭进行脱硫的方法。焦炭中的硫源自于炼焦煤。在炼焦过程中，煤中硫大约有60％在固体中，另外40％在挥发分中。在炼焦后期，煤气中的硫主要来自于矿物硫和噻吩类有机硫两部分，这个阶段由于煤气产生率的大幅降低，炼焦室又缺少活泼的氢气，因而半焦中的硫很难再进入煤气，致使焦炭出炉前煤中大部分硫残留于焦炭中。在红焦自然冷却过程中，焦炭中的无机硫和有机硫向噻吩硫转变，噻吩硫一旦形成，就很难脱除。在干熄焦的过程中，如果冷却段的氢气浓度足够高，就可以阻止无机硫和有机硫向噻吩硫的转变，并使焦炭中部分硫还原为H₂S进入合成气，从而进一步降低成品焦炭中的硫含量。

公认的化学反应，对于无机硫：

M_xS_y+yH₂→yH₂S+xM                        (l)

式中M代表金属离子。

对于噻吩类有机硫：

另外，这一过程还可以将焦炉煤气带入的硫醇、硫醚及其它形式的羰基硫还原成H₂S，使得后续脱硫操作负荷减轻。

本发明提出灵活调整合成气氢碳比的方法。现行焦炉煤气转化合成气制甲醇技术中，由于焦炉煤气中的氢含量在50-60v％，经转化生成合成气后氢的含量会进一步提高，造成用于甲醇生产的原料合成气中氢/碳比过高，在生产过程中氢气要不断地驰放或作为锅炉燃料气燃烧，造成宝贵的氢资源浪费。虽然，有从烟道气中回收CO₂补入合成气调整C/H的做法，但需要建设额外的装置和增加操作费用，且对于从燃煤烟道气中回收CO₂的技术仍未彻底解决。本发明可以在冷却气体中配入一定比例的氧气(制得的合成气用于生产甲醇)或空气(制得的合成气用于生产合成氨)；或/和在干熄焦炉的预存段上部位置加入适量蒸汽与氧气(制得的合成气用于生产甲醇)、或蒸汽与空气(制得的合成气用于生产合成氨)的混合气体，在冷却段或预存段的红焦层燃烧一小部分碳生成CO和CO₂，来调整合成气的碳氢含量使之符合甲醇合成所需要最佳氢碳比。

本发明提出稳定调节过热蒸汽废热锅炉热负荷的方法。由于过热蒸汽废热锅炉产生的蒸汽，一般用于汽轮发电机或供给其它场合使用，这些用汽设备大都需要稳定的蒸汽供应，所以使过热蒸汽废热锅炉的产汽量保持稳定是十分必要的。本发明可以采用三种方法来保持过热蒸汽废热锅炉稳定产汽，一是调节在干熄焦炉预存段上部位置吹入预存段的蒸汽与氧气、或蒸汽与空气的量，以控制干熄焦炉通往过热蒸汽废热锅炉高温合成气的温度；二是调节通入干熄焦炉冷却段的冷却气体中加入的空气量或氧气量，以控制通往过热蒸汽废热锅炉的合成气的温度；三是在干熄焦炉通往过热蒸汽废热锅炉的通道中设置预燃室，在预燃室中加入空气或氧气，在过热蒸汽废热锅炉温度下降时燃烧一部分合成气，以提高进入过热蒸汽废热锅炉气体的温度，达到对产汽量的控制，以使锅炉稳定地产生蒸汽，并适当调整合成气的氢碳比。

经过过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉、或过热蒸汽废热锅炉(未设置低压蒸汽废热锅炉时)换热后输出的合成气，经过洗涤、气体净化、变换、循环压缩、甲醇合成及甲醇精馏等步骤制备甲醇。所述甲醇生产过程所使用的透平压缩机的蒸汽来自于过热蒸汽废热锅炉；所述甲醇精馏步骤所用蒸汽来自于由过热蒸汽废热锅炉生产的过热蒸汽。所述甲醇精馏步骤中所分离出的含有CH₄、H₂、CO、CH₃OCH₃等的不凝性轻组分气体，并入干熄焦的冷却气体中使用。

经过过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉、或过热蒸汽废热锅炉(未设置低压蒸汽废热锅炉时)换热后输出的合成气，经过洗涤、变换、脱碳、甲烷化和合成等步骤制备合成氨。合成氨系统的汽轮机可用过热蒸汽废热锅炉生产的过热蒸汽来驱动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将干熄焦与合成气制造相结合，利用干熄焦过程中产生的合成气制备甲醇，为甲醇生产提供了一条新途径；由于冷却气体不再循环使用，省去惰性气体循环机，进一步节能；对焦炉煤气中的甲烷先行非催化转化生产合成气，免去了现行工艺中的转化炉设置，节省投资；可将焦炉煤气中的重组分分解掉，简化净化过程；可利用合成气中的氢对焦炭脱硫，降低成品焦炭的总硫含量；可提高合成气中的碳氢比，克服现行焦炉煤气生产甲醇氢气过剩，不能很好利用的弊端；可充分回收干熄焦过程中红焦的显热能量，所产生的蒸汽可直接应用于甲醇生产过程；可将甲醇生产中的驰放气回收用作干熄焦的冷却气体，以实现资源再利用。

附图说明

图1是干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺流程图。

图中标号如下：

1干熄焦炉                        2除尘室

3过热蒸汽废热锅炉                4低压蒸汽废热锅炉

5给水预热器                      6洗气箱

7洗涤塔                          8煤气柜

9静电捕焦器                      10湿式粗脱硫塔

11变换反应器                12干式精脱硫塔

13合成气循环压缩机          14甲醇合成塔

15粗甲醇冷凝器              16粗甲醇分离罐

17甲醇预精馏塔              18甲醇加压精馏塔

19甲醇常压精馏塔            20塔顶冷凝器

21气体混合罐                22甲醇预精馏塔再沸器

23甲醇加压精馏塔再沸器      24甲醇常压精馏塔换热器

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。

如图1所示，本发明的工艺流程如下：本发明的实施过程可分为合成气制造与甲醇合成两部分。对于合成气制造，主要集中在干熄焦炉1和煤气柜8之间。干熄焦炉1为圆形截面式槽体，炉顶设置环形水封槽；炉子上部为预存段，中间是斜道区，下部为冷却段；预存段的外围是汇集斜道气流的环形集气道，沿圆周方向分两半汇合通向除尘室2。具有900-1050℃温度的赤热焦碳被装入干熄焦炉1的预存段，逐渐向下方移动，温度降到180-200℃后，经冷却段下部的旋转密封阀排放到输送带运往筛焦工段。冷却段底部的气体分布器向上喷入压力约0.1-1.5MPa、温度约120-200℃的低压蒸汽。低压蒸汽在冷却段上升过程中与赤热焦碳之间进行热交换，吸收红焦的显热后蒸汽温度进一步上升，同时与红焦表面碳层发生吸热化学反应生成合成气，压力约0.1-0.2MPa、温度约800-900℃的合成气及未参加反应的剩余低压蒸汽从冷却段上部的斜道区汇集到环形集气道，经过除尘室2被依次送到过热蒸汽废热锅炉3和低压蒸汽废热锅炉4中；在过热蒸汽废热锅炉3产生的过热蒸汽用于发电、驱动透平压缩机或用于甲醇精馏；在低压蒸汽废热锅炉4产生的低压蒸汽用作干熄焦的冷却气体。在实施过程中也可以只设置一台过热蒸汽废热锅炉3，而不设置低压蒸汽废热锅炉4，利用过热蒸汽背压发电后生产的剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体。为了充分回收热量，在低压蒸汽废热锅炉4后串联一锅炉给水预热器5，从给水预热器5出来的合成气经过洗气箱6除尘后，进入煤气洗涤塔7进一步去除固体杂质及气体中的酸性组分，再经风机送往煤气柜8备用。为了更加可靠地稳定干熄焦过程中的蒸汽压力和产量，也为了更好地调节干熄焦过程中合成气的氢碳比，在冷却气体中加入氧气或空气，对于生产甲醇的情况，可以加入氧气，对于生产合成氨的情况，可以加入空气；或/和在干熄焦炉1的预存段上方设有水蒸汽和氧气、或水蒸汽和空气补入口，以根据蒸汽的压力和产量来确定补进预存段的气体量，对于生产甲醇的情况，需补入水蒸汽和氧气，对于生产合成氨的情况，则需补入水蒸汽和空气。同时，在作为预燃室的环形集气道上设氧气或空气进气口，以备在过热蒸汽废热锅炉3过热蒸汽急剧下降时，燃烧一部分合成气以增加供给过热蒸汽废热锅炉3的热量，保障过热蒸汽废热锅炉3平稳运行；这样做的道理在于设有煤气柜8可起到缓冲作用，短时间内燃烧一定量的合成气不会对后续甲醇合成系统造成明显波动。

对于利用焦炉煤气和低压蒸汽混合气体干熄焦的情形，则是将低压蒸汽与焦炉煤气先行送入气体混合罐21进行混合后，再导入干熄焦炉1冷却段底部的气体分布器。另外，在甲醇预精馏塔17顶部排出的不凝性轻组分驰放气(主要是CH₄、H₂、CO、CH₃OCH₃等)也可以并入气体混合罐21与低压蒸汽、焦炉煤气混合用作干熄焦的冷却气体。用焦炉煤气熄焦时，在冷却段的上部发生非催化转化反应，其中的甲烷与低压蒸汽转化生成合成气过程也是吸热反应，这有助于干熄焦过程的进行，但所生成的合成气中的H₂含量比单纯用低压蒸汽干熄焦要高一些。为了更加有效地对焦炉煤气中的甲烷进行蒸汽转化，在干熄焦炉1的预存段上方可适当加大氧气或空气补入量。

甲醇合成部分主要包括气体净化、变换、循环压缩、甲醇合成及甲醇精馏等步骤。从煤气柜8出来的合成气用风机送往静电捕焦器9，除去合成气中所含的焦油杂质，再进入湿式粗脱硫塔10脱除硫、氨等杂质成分。经合成气循环压缩机13增压后，进入变换反应器11进行氢碳比的调节，以使M＝2.0-2.05(M＝H₂/CO+1.5CO₂)符合甲醇合成对原料的需要。变换后的气体进入干式精脱硫塔12，进一步深度脱硫以保障甲醇合成催化剂的安全使用。自干式精脱硫塔12出来的气体经合成气循环压缩机13加压后进入甲醇合成塔14合成甲醇。从甲醇合成塔14出来的气体，经粗甲醇冷凝器15和粗甲醇分离罐16分出粗甲醇，未反应的合成气循环使用。粗甲醇引入甲醇预精馏塔17，分离掉不凝性轻组分气体，而后依次进入甲醇加压精馏塔18和甲醇常压精馏塔19、塔顶冷凝器20制得精甲醇，不凝性轻组分气体不再驰入，而是并入干熄焦的冷却气体系统中使用。甲醇预精馏塔17、甲醇加压精馏塔18和甲醇常压精馏塔19底部分别设有甲醇预精馏塔再沸器22、甲醇加压精馏塔再沸器23和甲醇常压精馏塔换热器24。

本发明的内容包括但不限于以下实施例的说明。

实施例一

如图1所示。干熄焦炉1冷却段的容积是400m³，预存段的容积是300m³。在平均出焦量150t/h的条件下，冷却平均温度为980℃的红热焦炭。温度120℃、压力0.2MPa的低压蒸汽作为冷却气体，从干熄焦炉1的冷却段底部以15000Nm³/h(约73t)向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上升，并与红焦发生吸热化学反应生成温度800℃、压力0.15MPa、主要成分为CO、CO₂、H₂、H₂O的合成气16000Nm³/h。

所述合成气在常温下除去水蒸汽取样分析结果如下表，折算合成气量约3000Nm³/h。

组成(v％)

CO    H₂    CH₄    N₂    CO₂    H₂S   O₂

36    56    0.5    0.5   6.5    0.3   0.2

焦炭经干熄焦后温度降为180℃，经干熄焦炉1冷却段下部的旋转排焦阀，连续地排送到运输皮带上运往储焦仓。所生产的焦炭指标分析：

转鼓强度(％)

              反应性(CRI)(％)       反应后强度(CSR)(％)

M40     M10

83.3    6.5     27.2                  63.2

所述合成气从冷却段上部的环形集气道引出，经过除尘室2将合成气中大部分焦炭粉末除去后，被依次送到过热蒸汽废热锅炉3和低压蒸汽废热锅炉4进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉3生产压力3.9MPa、温度为450℃的过热蒸汽；低压蒸汽废热锅炉4生产温度180℃、压力为1.0MPa的低压蒸汽，作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉1。在干熄焦炉1的预存段上部位置设有蒸汽与氧气的补入口，在环形集气道上设有氧气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3产汽压力下降超过规定指标(≤3.5MPa)的情况时，要向干熄焦炉1的预存段补入蒸汽与氧气，或/和向环形集气道内补入氧气，以使进入过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在800±50℃。

经过热蒸汽废热锅炉3及低压蒸汽废热锅炉4换热后的粗制合成气，经给水预热器5进一步换热后，温度降至80℃，进入洗气箱6湿法洗去微尘，然后进入洗涤塔7进一步除尘和去除可溶性气体杂质，用罗茨鼓风机加压后送往煤气柜8储存以备使用，至此阶段即完成干熄焦和合成气的联产。

自煤气柜8出来的精煤气，输送至静电捕焦器9，脱除合成气中所含的焦油杂质后进入湿式脱硫塔10脱去煤气中的无机硫H₂S，再经合成气循环压缩机13升压至3.0MPa，进入变换反应器11调整至氢碳比M＝2.0-2.05。变换后的合成气导入干式精脱硫塔12进行把关脱硫，从干式精脱硫塔12出来的精制合成气的硫含量小于0.5ppmv，经合成气循环压缩机13升压至5.0MPa后进入甲醇合成塔14反应生产粗甲醇，经粗甲醇冷凝器15进入粗甲醇分离罐16分出粗甲醇，然后依次送入甲醇预精馏塔17、甲醇加压精馏塔18以及甲醇常压精馏塔19生产精甲醇，其中未反应的合成气循环使用。与甲醇预精馏塔17、甲醇加压精馏塔18及甲醇常压精馏塔19分别相对应的甲醇预精馏塔再沸器22、甲醇加压精馏塔再沸器23及甲醇常压精馏塔换热器24所用的蒸汽由过热蒸汽废热锅炉3供给。从甲醇预精馏塔17塔顶分离出的含有CH₄、H₂、CO、CH₃OCH₃等不凝性轻组分气体，并入冷却气体中使用。

实施例二

如图1所示。与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：将低压蒸汽废热锅炉4生产的低压蒸汽引入气体混合罐21，与自炼焦工序来的焦炉煤气相混合，作为冷却气体从冷却段的底部蒸汽喷嘴吹入低压蒸汽与焦炉煤气混合气体15000Nm³/h，所述低压蒸汽与焦炉煤气的体积比为5∶1，其中甲烷含量20v％，冷却气体温度为120℃，压力0.2MPa。低压蒸汽与焦炉煤气混合气体穿过红焦层后，产生温度800℃、压力0.15MPa的粗制合成气18000Nm³/h。常温下除去水蒸汽取样分析结果如下表，折算合成气量约5000Nm³/h。

组成(v％)

CO    H₂    CH₄    N₂    CO₂    H₂S   O₂

37    52    1.5    0.35  8.8    0.15  0.2

焦炭经干熄焦后温度降为180℃，经干熄焦炉1冷却段下部的旋转排焦阀，连续地排送到运输皮带上运往储焦仓。所生产的焦炭指标分析：

转鼓强度(％)

                 反应性(CRI)(％)    反应后强度(CSR)(％)

M40       M10

84.0      6.4    28.2               64.1

实施例三

与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：

进入干熄焦炉1的红焦温度为900℃，经冷却气体干熄焦后温度降到190℃，然后排出干熄焦炉1。温度150℃、压力0.1MPa的低压蒸汽作为冷却气体，从干熄焦炉1的冷却段底部向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上升，并与红焦发生吸热化学反应生成温度850℃、压力0.1MPa、主要成分为CO、CO₂、H₂的合成气。所述合成气组成：

组成(v％)

CO    H₂    CH₄    N₂    CO₂    H₂S    O₂

35    60    0.5    0.15  4      0.15   0.2

所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘室2后，被送到过热蒸汽废热锅炉3进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉3生产压力3.5MPa、温度为440℃的过热蒸汽，所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后剩余的低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉1。在冷却气体中可加入氧气，在环形集气道上设有氧气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3产汽压力下降太大(≤3.5MPa)的情况时，要在冷却气体中补入氧气，或/和向环形集气道内补入氧气，以使进入过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在800±50℃。经过热蒸汽废热锅炉3换热后的合成气，经过洗涤、气体净化、变换、循环压缩、甲醇合成及甲醇精馏步骤制备甲醇。

实施例四

如图1所示。与实施例二相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：

进入干熄焦炉1的红焦温度为1050℃，经冷却气体干熄焦后温度降到200℃，然后排出干熄焦炉1。温度200℃、压力1.5MPa的低压蒸汽引入气体混合罐21，与自炼焦工序来的焦炉煤气相混合，作为冷却气体从冷却段的底部向上喷出，所述低压蒸汽与焦炉煤气的体积比为4∶1，其中甲烷含量30v％。低压蒸汽与焦炉煤气混合气体穿过红焦层后，产生温度900℃、压力0.2MPa的粗制合成气，组成为：

组成(v％)

CO    H₂    CH₄    N₂    CO₂    H₂S    O₂

45    39    1      1.7   10     0.8    2.5

过热蒸汽废热锅炉3生产压力4.0MPa、温度为460℃的过热蒸汽。

实施例五

与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：

经过热蒸汽废热锅炉3及低压蒸汽废热锅炉4换热后的粗制合成气，经过现有的洗涤、变换、脱碳、甲烷化和合成等步骤制备合成氨。在冷却气体中可加入空气，在干熄焦炉1的预存段上部位置设有蒸汽与空气的补入口，在环形集气道上设有空气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3产汽压力下降太大(≤3.5MPa)的情况时，要在冷却气体中加入空气，或/和向干熄焦炉1的预存段补入蒸汽与空气，或/和向环形集气道内补入空气，以使进入过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在800±50℃，同时调整合成气中的N/H比。