[go: up one dir, main page]

RU2533149C2 - Coke furnace operation method - Google Patents

Coke furnace operation method Download PDF

Info

Publication number
RU2533149C2
RU2533149C2 RU2012116149/05A RU2012116149A RU2533149C2 RU 2533149 C2 RU2533149 C2 RU 2533149C2 RU 2012116149/05 A RU2012116149/05 A RU 2012116149/05A RU 2012116149 A RU2012116149 A RU 2012116149A RU 2533149 C2 RU2533149 C2 RU 2533149C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
synthesis gas
fraction
hydrogen
additional
Prior art date
Application number
RU2012116149/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012116149A (en
Inventor
Йоханнес Менцель
Original Assignee
Тиссенкрупп Уде Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тиссенкрупп Уде Гмбх filed Critical Тиссенкрупп Уде Гмбх
Publication of RU2012116149A publication Critical patent/RU2012116149A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2533149C2 publication Critical patent/RU2533149C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B21/00—Heating of coke ovens with combustible gases
    • C10B21/02—Heating of coke ovens with combustible gases with lean gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1618—Modification of synthesis gas composition, e.g. to meet some criteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention pertains to coke furnace operation method. According to the method coke gas generated in coking process is supplied as useful gas to processing of raw materials, at that hydrogen is separated from coke gas, and in order to generate thermal energy required for coking process synthetic gas is supplied as combustion gas, which is produced from fossil fuel by gasification process, at that the first share of the obtained synthetic gas is used as combustion gas, at that extra share of the obtained synthetic gas is used for further synthesis with hydrogen separated from coke gas.
EFFECT: invention provides effective usage of the generated coke gas during operation of the coke furnace.
25 cl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к способу эксплуатации коксовой печи, причем возникающий в процессе коксования коксовый газ в виде полезного газа подается на материальную переработку.The invention relates to a method for operating a coke oven, moreover, the coke oven gas generated in the coking process in the form of useful gas is fed to material processing.

Уровень техникиState of the art

На практике возникающий в процессе коксования коксовый газ обычно сжигается и, тем самым, используется только энергетически, хотя он содержит большие доли ценных компонентов - водород и метан. Предубеждения против использования возникают из-за того, что при материальном использовании коксовый газ больше не имеется в распоряжении в качестве топочного газа, а отсутствующая тепловая энергия должна вырабатываться иным путем.In practice, coke oven gas generated during the coking process is usually burned and, therefore, is used only energetically, although it contains large proportions of valuable components - hydrogen and methane. Prejudice against use arises from the fact that during material use, coke oven gas is no longer available as flue gas, and the absence of thermal energy must be generated in a different way.

Из DE 3424424 А1 известен способ, при котором возникающий в процессе коксования коксовый газ в виде полезного газа подается на материальную переработку. При этом отделяется водород и устанавливается подходящее отношение Н2-СО, чтобы затем за счет метанизации создать синтетический природный газ. Поскольку коксовый газ при материальном использовании больше не имеется в распоряжении для создания необходимой для процесса коксования тепловой энергии, в качестве газа-заменителя для нижнего обогрева коксовой батареи предложен колошниковый или рудничный газ. Использование колошникового или рудничного газа рассматривается тогда, когда в непосредственной близости от коксохимического завода находится сталеплавильный завод или угледобывающее предприятие, а использование этих газов-заменителей оказывается экономически выгодным. Поскольку эти условия на практике очень редко встречаются, обычно, как уже сказано, происходит лишь переработка коксового газа для отопительных целей.From DE 3424424 A1, a method is known in which the coke oven gas generated in the coking process in the form of useful gas is fed to material processing. In this case, hydrogen is separated off and an appropriate H 2 -CO ratio is established, so that, through methanization, a synthetic natural gas is created. Since coke oven gas during material use is no longer available to create the thermal energy necessary for the coking process, blast furnace or mine gas is proposed as a substitute gas for lower heating of the coke oven battery. The use of blast furnace gas or mine gas is considered when in the immediate vicinity of the by-product coke plant there is a steel smelter or coal mining enterprise, and the use of these substitute gases is economically viable. Since these conditions are very rare in practice, usually, as already mentioned, only coke oven gas is processed for heating purposes.

Другие способы, при которых коксовый газ подается на материальное использование, известны из DE 3515250 А1 и DE 3805397 А1. В этих способах предусмотрено, что коксовый газ, имеющий большую долю водорода, смешивается с газом металлургической печи, имеющим большую долю моноксида углерода. Известные способы предполагают, что газ металлургической печи, который приходится сначала подвергать сложной очистке, имеется в распоряжении в достаточном количестве.Other methods in which coke oven gas is supplied for material use are known from DE 3515 250 A1 and DE 3805 397 A1. These methods provide that coke oven gas having a large fraction of hydrogen is mixed with gas from a metallurgical furnace having a large fraction of carbon monoxide. Known methods suggest that the gas of the metallurgical furnace, which must first be subjected to complex purification, is available in sufficient quantities.

В основе изобретения лежит задача гибкого и эффективного использования возникающего коксового газа при эксплуатации коксовой печи.The basis of the invention is the flexible and efficient use of the resulting coke oven gas during the operation of the coke oven.

Объектом изобретения и решением задачи является способ эксплуатации коксовой печи с описанными выше признаками, отличающийся тем, что для создания, по меньшей мере, части необходимой для процесса коксования тепловой энергии в качестве горючего газа подается синтез-газ, который получается из ископаемого топлива посредством процесса газификации. За счет применения ископаемого топлива для получения синтез-газа возникает особенно высокая гибкость способа. Хотя подготовка ископаемого топлива и осуществление процесса газификации связаны с дополнительными инвестиционными и производственными издержками, за счет получения содержащихся в коксовом газе ценных компонентов, в целом, возникают экономические преимущества. Это происходит, в частности, тогда, когда в качестве ископаемого топлива используется уголь, который по сравнению с другими, подходящими для осуществления процесса газификации ископаемыми топливами, например природным газом, является сравнительно благоприятным. Предложенный способ может применяться, тем самым, независимо от других производственных предприятий, таких как угледобывающие предприятия или доменные печи. Однако если в непосредственной близости предусмотрена доменная установка, то существует также возможность подачи дополнительной доли полученного синтез-газа для теплового использования в доменную печь.The object of the invention and the solution of the problem is a method of operating a coke oven with the features described above, characterized in that in order to create at least part of the thermal energy necessary for the coking process, synthesis gas is supplied as combustible gas, which is obtained from fossil fuels through a gasification process . Due to the use of fossil fuels to produce synthesis gas, a particularly high flexibility of the method arises. Although the preparation of fossil fuels and the implementation of the gasification process are associated with additional investment and production costs, overall, economic benefits arise from obtaining valuable components contained in coke oven gas. This occurs, in particular, when coal is used as a fossil fuel, which, compared to other suitable for the gasification process with fossil fuels, such as natural gas, is relatively favorable. The proposed method can be applied, thereby, independently of other manufacturing enterprises, such as coal mining enterprises or blast furnaces. However, if a blast furnace installation is provided in the immediate vicinity, there is also the possibility of supplying an additional fraction of the resulting synthesis gas for thermal use to the blast furnace.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Согласно изобретению предусмотрено, что возникающие в процессе коксования в коксовом газе компоненты, такие как водород и/или метан, отделяются и используются либо в качестве конечного продукта, либо превращаются в еще более ценные продукты, причем тогда количество энергии, отсутствующее для процесса коксования и, возможно, также для доменного процесса, заменяется синтез-газом, полученным посредством газификации из ископаемого топлива. Полученный неочищенный синтез-газ должен, как правило, только обессериваться, прежде чем он для создания части необходимой для процесса коксования тепловой энергии будет подаваться в качестве горючего газа и, в частности, использоваться для нижнего обогрева коксовой батареи. Сложной подготовки синтез-газа, которая включает в себя, в том числе, также удаление диоксида углерода, в используемом в качестве горючего газа синтез-газе не требуется.According to the invention, it is provided that the components arising in the coking process in coke oven gas, such as hydrogen and / or methane, are separated and used either as a final product or are converted into even more valuable products, and then the amount of energy that is not available for the coking process and, possibly also for a blast furnace process, is replaced by synthesis gas obtained by gasification from fossil fuels. The resulting crude synthesis gas should, as a rule, only be desulfurized before it is supplied as combustible gas and, in particular, used for lower heating of the coke oven battery to create part of the thermal energy necessary for the coking process. Complex synthesis gas preparation, which also includes the removal of carbon dioxide, is not required in the synthesis gas used as combustible gas.

В рамках изобретения предусмотрено, что полученный из ископаемого топлива синтез-газ используется в качестве горючего газа исключительно для создания тепловой энергии. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения создается, однако, больше синтез-газа, чем это необходимо для замены материально переработанного согласно изобретению коксового газа. Так, может быть предусмотрено, что в качестве горючего газа используется первая доля полученного синтез-газа и что его дополнительная доля используется для дальнейшего превращения и материального использования.In the framework of the invention, it is provided that the synthesis gas obtained from fossil fuels is used as combustible gas solely for generating thermal energy. According to one preferred embodiment of the invention, however, more synthesis gas is created than is necessary to replace the coke oven gas material processed according to the invention. Thus, it can be provided that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas and that its additional fraction is used for further conversion and material use.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Возникающий в процессе коксования коксовый газ сначала известным образом освобождается от загрязнений, таких как смола, нафталин, ароматические углеводороды (ВТХ-компоненты), сера и аммиак, как это предусмотрено также в уровне техники при осуществлении традиционного процесса коксования. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения очищенный коксовый газ сжимается для отделения водорода и/или углеводородов. Для отделения водорода может быть предусмотрена, например, короткоцикловая адсорбция (КЦА) в КЦА-установке, причем водород получают на ее стороне давления в высокочистом виде. Короткоцикловая адсорбция может осуществляться либо в обычной КЦА-установке, либо в вакуумной КЦА-установке.The coke oven gas produced during the coking process is first freed of contaminants such as tar, naphthalene, aromatic hydrocarbons (BTX components), sulfur and ammonia, as is also provided in the prior art for the traditional coking process. According to one preferred embodiment of the invention, the purified coke oven gas is compressed to separate hydrogen and / or hydrocarbons. For the separation of hydrogen, for example, short-cycle adsorption (CCA) in a CCA installation can be provided, moreover, hydrogen is obtained on its pressure side in a highly pure form. Short-cycle adsorption can be carried out either in a conventional CCA installation or in a vacuum CCA installation.

На стороне расширения КЦА-установки получают богатый метаном газ, от которого на других этапах подготовки отделяются оставшиеся компоненты, в частности моноксид углерода, диоксид углерода, азот, ацетилен и еще имеющийся водород. Удаление азота, диоксида углерода и еще имеющегося водорода может происходить, например, посредством низкотемпературной перегонки, причем предварительно подходящими способами, например посредством Armin-промывки и/или сушки с молекулярным ситом, следует удалить еще диоксид углерода и водород. Полученные, таким образом, в виде полезного газа углеводородные компоненты могут подаваться в газовую сеть и/или содержаться наготове для дальнейшего синтеза.On the expansion side of the CCA plant, methane-rich gas is obtained from which the remaining components, in particular carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, acetylene and still available hydrogen, are separated at other stages of preparation. Removal of nitrogen, carbon dioxide and still available hydrogen can occur, for example, by low-temperature distillation, and preliminarily by suitable methods, for example by Armin washing and / or drying with a molecular sieve, carbon dioxide and hydrogen should also be removed. The hydrocarbon components thus obtained in the form of useful gas can be supplied to the gas network and / or kept ready for further synthesis.

Полученные из коксового газа компоненты могут использоваться в качестве конечных продуктов или превращаться в еще более высококачественные продукты, причем для дальнейшего синтеза и превращения можно использовать также долю синтез-газа, полученного при газификации ископаемого топлива. Предпочтительные возможности использования поясняются ниже.The components obtained from coke oven gas can be used as final products or converted into even higher quality products, and for further synthesis and conversion, you can also use the fraction of synthesis gas obtained by gasification of fossil fuels. Preferred uses are explained below.

Отделенный водород может использоваться в соседних химических установках, например на нефтеперерабатывающих заводах, как правило, в виде водорода гидрирования. Согласно одному предпочтительному варианту предусмотрено, что полученный водород и доля полученного за счет газификации ископаемого топлива синтез-газа подвергаются дальнейшему превращению, причем водород частью моноксида углерода синтез-газа превращается в более высококачественные продукты. Так, например, могут быть предусмотрены синтез метанола, а, кроме того, получение топлива MTG-способом (Methanol To Gasoline), синтез дизельного топлива способом Фишера-Тропша или же синтез аммиака.Separated hydrogen can be used in neighboring chemical plants, for example in refineries, usually in the form of hydrogenation hydrogen. According to one preferred embodiment, it is provided that the hydrogen obtained and the fraction of the synthesis gas obtained from gasification of fossil fuels are further converted, with hydrogen being converted into higher quality products by part of the carbon monoxide of the synthesis gas. So, for example, methanol synthesis can be provided, and, in addition, the production of fuel by the MTG method (Methanol To Gasoline), the synthesis of diesel fuel by the Fischer-Tropsch method, or the synthesis of ammonia.

Если для дальнейшего синтеза предусмотрено использование полученного водорода с полученным из ископаемого топлива синтез-газом, содержащим, в основном, моноксид углерода, то возникает то преимущество, что удельное соотношение водород/моноксид углерода может быть произвольно выбрано в широком диапазоне за счет соответствующего управления притоком.If for further synthesis it is intended to use the obtained hydrogen with the synthesis gas obtained from fossil fuels, which mainly contains carbon monoxide, then there is the advantage that the specific hydrogen / carbon monoxide ratio can be arbitrarily selected over a wide range due to the corresponding inflow control.

В частности, чтобы в отношении всего способа еще больше повысить выход водорода, может быть предусмотрено, что доля полученного синтез-газа подвергается конверсии СО. Для этой цели конверсия СО может осуществляться с добавлением водяного пара, причем после обессеривания конвертированного синтез-газа диоксид углерода, по меньшей мере, частично удаляется, затем оставшийся газовый поток для удаления водорода подвергается короткоцикловой адсорбции, а возникающие при этом обедненные водородом отходящие газы используются в качестве горючего газа для процесса коксования. Обычно эти термически переработанные отходящие газы представляют собой долю горючего газа, необходимого, в целом, для создания тепловой энергии.In particular, in order to further increase the yield of hydrogen with respect to the whole process, it can be provided that a fraction of the resulting synthesis gas undergoes a CO conversion. For this purpose, CO conversion can be carried out with the addition of water vapor, moreover, after desulfurization of the converted synthesis gas, carbon dioxide is at least partially removed, then the remaining gas stream for hydrogen removal is subjected to short-cycle adsorption, and the resulting hydrogen-depleted exhaust gases are used in as a combustible gas for the coking process. Typically, these thermally processed exhaust gases represent a fraction of the combustible gas needed, in general, to generate thermal energy.

В качестве дальнейшего использования полученного из ископаемого топлива синтез-газа может быть предусмотрено также производство электроэнергии с помощью комбинированной газопаровой электростанции (газопаровой процесс).As a further use of synthesis gas obtained from fossil fuels, the production of electricity using a combined gas-steam power station (gas-steam process) can also be provided.

Согласно изобретению часть необходимой для процесса коксования тепловой энергии создается синтез-газом в качестве горючего газа, который получают в процессе газификации из ископаемого топлива, преимущественно посредством газификации угля. Чтобы создать другую часть тепловой энергии, также возникающие на различных последующих этапах способа остаточные и отходящие газы могут использоваться для сжигания. В частности, отходящие газы предпочтительно предусмотренной КЦА-установки содержат, как правило, еще большие доли горючих компонентов, которые могут термически перерабатываться за счет сжигания. Кроме того, могут также подмешиваться высококачественные топлива с более высокой теплотворной способностью, например природный газ. Такое подмешивание может потребоваться, чтобы установить нужное число Воббе или компенсировать потребность в энергии, еще не покрытую другими горючими газами.According to the invention, part of the thermal energy necessary for the coking process is created by synthesis gas as a combustible gas, which is obtained in the process of gasification from fossil fuels, mainly by coal gasification. In order to create another part of the thermal energy, the residual and exhaust gases that also arise at various subsequent stages of the process can be used for combustion. In particular, the flue gases of the preferably CCA plant generally contain even larger proportions of combustible components, which can be thermally processed by combustion. In addition, high-quality fuels with a higher calorific value, such as natural gas, can also be mixed. Such mixing may be required to establish the desired Wobbe number or to compensate for the need for energy not yet covered by other combustible gases.

Claims (25)

1. Способ эксплуатации коксовой печи, при котором возникающий в процессе коксования коксовый газ в виде полезного газа подают на материальную переработку, при этом от коксового газа отделяют водород, причем для создания, по меньшей мере, части необходимой для процесса коксования тепловой энергии в качестве горючего газа подают синтез-газ, который получают из ископаемого топлива посредством процесса газификации, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа используют для дальнейшего синтеза с отделенным от коксового газа водородом.1. A method of operating a coke oven, in which the coke oven gas produced in the form of useful gas is supplied for material processing, while hydrogen is separated from the coke oven gas, in order to create at least part of the thermal energy necessary for the coking process as fuel gas is fed synthesis gas, which is obtained from fossil fuels through a gasification process, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, with an additional fraction of The scientist synthesis gas is used for further synthesis with hydrogen separated from coke oven gas. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ископаемого топлива используют уголь.2. The method according to claim 1, characterized in that coal is used as fossil fuel. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что коксовый газ уплотняют и обессеривают, прежде чем из него будет удален водород, а затем от остаточных газовых компонентов отделены углеводороды.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the coke oven gas is compacted and desulfurized before hydrogen is removed from it, and then hydrocarbons are separated from the residual gas components. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что водород отделяют от коксового газа посредством короткоцикловой адсорбции, причем затем углеводороды отделяют посредством низкотемпературной перегонки.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen is separated from the coke oven gas by short-cycle adsorption, and then the hydrocarbons are separated by low-temperature distillation. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подвергают конверсии СО.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first fraction of the obtained synthesis gas is used as combustible gas, while an additional fraction of the obtained synthesis gas is subjected to CO conversion. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что конверсию СО осуществляют с добавлением водяного пара, причем после обессеривания конвертированного синтез-газа диоксид углерода, по меньшей мере, частично удаляют, затем оставшийся газовый поток для удаления водорода подвергают короткоцикловой адсорбции, а возникающие при этом обедненные водородом отходящие газы используют в качестве горючего газа для процесса коксования.6. The method according to claim 5, characterized in that the conversion of CO is carried out with the addition of water vapor, and after desulfurization of the converted synthesis gas, carbon dioxide is at least partially removed, then the remaining gas stream is subjected to short-cycle adsorption to remove hydrogen, and while hydrogen-depleted exhaust gases are used as combustible gas for the coking process. 7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подают в газопаровую электростанцию для производства электроэнергии.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional proportion of the resulting synthesis gas is supplied to the gas-steam power station to generate electricity. 8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для создания необходимой для процесса коксования тепловой энергии к синтез-газу вводят дополнительный топочный газ.8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in order to create the necessary thermal energy for the coking process, additional flue gas is introduced to the synthesis gas. 9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительную долю полученного синтез-газа для теплового использования подают в доменную печь.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an additional proportion of the resulting synthesis gas for thermal use is fed into a blast furnace. 10. Способ по п.3, отличающийся тем, что водород отделяют от коксового газа посредством короткоцикловой адсорбции, причем затем углеводороды отделяют посредством низкотемпературной перегонки.10. The method according to claim 3, characterized in that the hydrogen is separated from the coke oven gas by short-cycle adsorption, and then the hydrocarbons are separated by low-temperature distillation. 11. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подвергают конверсии СО.11. The method according to claim 3, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional fraction of the resulting synthesis gas is subjected to CO conversion. 12. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подвергают конверсии СО.12. The method according to claim 4, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional fraction of the resulting synthesis gas is subjected to CO conversion. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подвергают конверсии СО.13. The method according to claim 10, characterized in that the first fraction of the obtained synthesis gas is used as combustible gas, while an additional fraction of the obtained synthesis gas is subjected to CO conversion. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что конверсию СО осуществляют с добавлением водяного пара, причем после обессеривания конвертированного синтез-газа диоксид углерода, по меньшей мере, частично удаляют, затем оставшийся газовый поток для удаления водорода подвергают короткоцикловой адсорбции, а возникающие при этом обедненные водородом отходящие газы используют в качестве горючего газа для процесса коксования.14. The method according to claim 11, characterized in that the conversion of CO is carried out with the addition of water vapor, and after desulfurization of the converted synthesis gas, carbon dioxide is at least partially removed, then the remaining gas stream is subjected to short-cycle adsorption to remove hydrogen, and while hydrogen-depleted exhaust gases are used as combustible gas for the coking process. 15. Способ по п.12, отличающийся тем, что конверсию СО осуществляют с добавлением водяного пара, причем после обессеривания конвертированного синтез-газа диоксид углерода, по меньшей мере, частично удаляют, затем оставшийся газовый поток для удаления водорода подвергают короткоцикловой адсорбции, а возникающие при этом обедненные водородом отходящие газы используют в качестве горючего газа для процесса коксования.15. The method according to p. 12, characterized in that the conversion of CO is carried out with the addition of water vapor, and after desulfurization of the converted synthesis gas, carbon dioxide is at least partially removed, then the remaining gas stream is subjected to short-cycle adsorption to remove hydrogen, and while hydrogen-depleted exhaust gases are used as combustible gas for the coking process. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что конверсию СО осуществляют с добавлением водяного пара, причем после обессеривания конвертированного синтез-газа диоксид углерода, по меньшей мере, частично удаляют, затем оставшийся газовый поток для удаления водорода подвергают короткоцикловой адсорбции, а возникающие при этом обедненные водородом отходящие газы используют в качестве горючего газа для процесса коксования.16. The method according to item 13, wherein the conversion of CO is carried out with the addition of water vapor, and after desulfurization of the converted synthesis gas, carbon dioxide is at least partially removed, then the remaining gas stream is subjected to short-cycle adsorption to remove hydrogen, and while hydrogen-depleted exhaust gases are used as combustible gas for the coking process. 17. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подают в газопаровую электростанцию для производства электроэнергии.17. The method according to claim 3, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional proportion of the resulting synthesis gas is supplied to the gas-steam power station to generate electricity. 18. Способ по п.3, отличающийся тем, что для создания необходимой для процесса коксования тепловой энергии к синтез-газу вводят дополнительный топочный газ.18. The method according to claim 3, characterized in that in order to create the necessary thermal energy for the coking process, additional flue gas is introduced to the synthesis gas. 19. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительную долю полученного синтез-газа для теплового использования подают в доменную печь.19. The method according to claim 3, characterized in that an additional proportion of the resulting synthesis gas for thermal use is fed into a blast furnace. 20. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подают в газопаровую электростанцию для производства электроэнергии.20. The method according to claim 4, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional fraction of the resulting synthesis gas is supplied to the gas-steam power station to generate electricity. 21. Способ по п.4, отличающийся тем, что для создания необходимой для процесса коксования тепловой энергии к синтез-газу вводят дополнительный топочный газ.21. The method according to claim 4, characterized in that an additional flue gas is introduced to the synthesis gas to create the thermal energy necessary for the coking process. 22. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительную долю полученного синтез-газа для теплового использования подают в доменную печь.22. The method according to claim 4, characterized in that the additional proportion of the resulting synthesis gas for thermal use is fed into a blast furnace. 23. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа подают в газопаровую электростанцию для производства электроэнергии.23. The method according to claim 6, characterized in that the first fraction of the resulting synthesis gas is used as combustible gas, while an additional proportion of the resulting synthesis gas is supplied to the gas-steam power station to generate electricity. 24. Способ по п.6, отличающийся тем, что для создания необходимой для процесса коксования тепловой энергии к синтез-газу вводят дополнительный топочный газ.24. The method according to claim 6, characterized in that in order to create the thermal energy necessary for the coking process, additional flue gas is introduced to the synthesis gas. 25. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительную долю полученного синтез-газа для теплового использования подают в доменную печь. 25. The method according to claim 6, characterized in that an additional proportion of the resulting synthesis gas for thermal use is fed into a blast furnace.
RU2012116149/05A 2009-09-22 2010-08-18 Coke furnace operation method RU2533149C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009042520A DE102009042520A1 (en) 2009-09-22 2009-09-22 Method for operating a coke oven arrangement
DE102009042520.9 2009-09-22
PCT/EP2010/062024 WO2011035993A1 (en) 2009-09-22 2010-08-18 Method for operating a coke oven arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012116149A RU2012116149A (en) 2013-10-27
RU2533149C2 true RU2533149C2 (en) 2014-11-20

Family

ID=43027473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116149/05A RU2533149C2 (en) 2009-09-22 2010-08-18 Coke furnace operation method

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20120217148A1 (en)
EP (1) EP2480631A1 (en)
JP (1) JP2013505342A (en)
KR (1) KR20120074294A (en)
CN (1) CN102639675A (en)
AU (1) AU2010297521A1 (en)
CA (1) CA2774898A1 (en)
DE (1) DE102009042520A1 (en)
IN (1) IN2012DN03166A (en)
RU (1) RU2533149C2 (en)
TW (1) TW201118161A (en)
WO (1) WO2011035993A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011097584A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 The Texas A&M University System Devices and methods for a pyrolysis and gasification system for biomass feedstock

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU23906A1 (en) * 1927-08-27 1931-10-31 Коппе и Ко Эванс Regenerative coke oven
US1838294A (en) * 1926-06-12 1931-12-29 Koppers Co Inc Coke oven battery
DE3424424A1 (en) * 1984-07-03 1986-01-16 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process for utilising coke oven gas

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR350020A (en) * 1904-06-25 1905-08-24 Paul Leon Hulin Recovery of coal gas in the manufacture of metallurgical coke
US1375477A (en) * 1919-08-25 1921-04-19 Koppers Co Inc Ammonia and tar recovery process
DE2659782B2 (en) * 1976-12-31 1979-06-21 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process for the further processing of coke oven gas
DE2733785A1 (en) * 1977-07-27 1979-02-08 Didier Eng PROCESS FOR PROCESSING COOKING GAS
DE3308305A1 (en) * 1983-03-09 1984-09-13 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process for producing hydrogen
DE3308304A1 (en) * 1983-03-09 1984-09-13 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process for the production of substitute natural gas
DE3515250A1 (en) 1985-04-27 1986-10-30 Hoesch Ag, 4600 Dortmund METHOD FOR PRODUCING CHEMICAL RAW MATERIALS FROM COOKING OVEN GAS AND CABINET GASES
DE3805397A1 (en) 1988-02-20 1989-08-24 Ruhrkohle Ag Process for producing fuel methanol (motor fuel) from coke oven gas and metallurgical plant gas
US5423891A (en) * 1993-05-06 1995-06-13 Taylor; Robert A. Method for direct gasification of solid waste materials
JP4224240B2 (en) * 2002-02-07 2009-02-12 株式会社荏原製作所 Liquid fuel synthesis system
JP4337354B2 (en) * 2003-01-23 2009-09-30 Ｊｆｅスチール株式会社 How to use by-product gas at steelworks
WO2004101829A2 (en) * 2003-05-15 2004-11-25 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants
WO2006013455A1 (en) * 2004-08-03 2006-02-09 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas
US20090214902A1 (en) * 2005-06-15 2009-08-27 Pelman Aaron M Adsorptive Bulk Separation for Upgrading Gas Streams
US20070072949A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 General Electric Company Methods and apparatus for hydrogen gas production
CN1974732A (en) * 2006-12-13 2007-06-06 太原理工大学 Process of preparing synthesized gas with gasified gas and pyrolyzed gas
DE102007042502B4 (en) * 2007-09-07 2012-12-06 Uhde Gmbh Device for supplying combustion air or coke-influencing gases to the upper part of coke ovens
DE102008012735B4 (en) * 2008-03-05 2013-05-08 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Method and device for separating foreign gases from a reducing useful gas by steam-driven pressure swing adsorption
CN101343580A (en) * 2008-08-22 2009-01-14 四川天一科技股份有限公司 Method for preparing methanol synthesis gas with oven gas and blast furnace gas
US8287696B2 (en) * 2008-09-05 2012-10-16 Purdue Research Foundation Multipurpose coke plant for synthetic fuel production
CN101538483B (en) * 2009-04-03 2013-04-17 中国科学院山西煤炭化学研究所 Poly-generation technique for using coal gas and coke oven gas as raw materials
DE102009022509B4 (en) * 2009-05-25 2015-03-12 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Process for the production of synthesis gas
DE102010013279B3 (en) * 2010-03-29 2011-07-28 Uhde GmbH, 44141 Process and apparatus for processing a carbon dioxide rich sour gas in a Claus process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1838294A (en) * 1926-06-12 1931-12-29 Koppers Co Inc Coke oven battery
SU23906A1 (en) * 1927-08-27 1931-10-31 Коппе и Ко Эванс Regenerative coke oven
DE3424424A1 (en) * 1984-07-03 1986-01-16 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Process for utilising coke oven gas

Also Published As

Publication number Publication date
CN102639675A (en) 2012-08-15
IN2012DN03166A (en) 2015-09-18
CA2774898A1 (en) 2011-03-31
JP2013505342A (en) 2013-02-14
DE102009042520A1 (en) 2011-03-24
RU2012116149A (en) 2013-10-27
AU2010297521A1 (en) 2012-05-03
EP2480631A1 (en) 2012-08-01
KR20120074294A (en) 2012-07-05
US20120217148A1 (en) 2012-08-30
WO2011035993A1 (en) 2011-03-31
TW201118161A (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2525875C2 (en) Production of synthesis gas
KR101874152B1 (en) Process for the gasification of heavy residual oil with particulate coke from a delayed coking unit
US8673135B2 (en) Coal liquefaction complex with minimal carbon dioxide emissions
CN101845319B (en) Process for producing wax and clean fuel oil by using biomass as raw material
RU2606508C2 (en) Method for preparing liquid hydrocarbon product from biomass-produced synthetic gas
US20110203277A1 (en) Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass
CA2781204A1 (en) Sorption enhanced methanation of biomass
JP5763054B2 (en) Method for simultaneously producing iron and crude synthesis gas containing CO and H 2
CN101506335A (en) Method for the production of fuels from waste
CN105883851A (en) Novel gasification and pyrolysis coupling gas poly-generation process
US11148948B2 (en) Gasification of disulfide oil to produce hydrogen and carbon monoxide (syngas)
CN105253899A (en) Coke oven coat gas comprehensive utilization method
RU2533149C2 (en) Coke furnace operation method
JP7645502B1 (en) Gas production method and gas production device
CN105000533B (en) Method used for producing synthesis gas from coke oven gas and coal gas
WO2014123454A1 (en) Method for converting hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy facility for the implementation thereof
Aguado et al. Thermochemical conversion of biomass for hydrogen production
US20240253985A1 (en) Process for producing hydrogen from natural gas
CN105132054B (en) A kind of method for producing synthesis gas
CN120603779A (en) Method for controlling a heat-consuming hydrocarbon conversion process
Cyprès Department of Industrial Chemistry and Carbochemistry Université Libre de Bruxelles, 50, avenue Roosevelt, 1050 Brussels, Belgium
CN110628478A (en) Coal-to-natural gas co-production of fuel oil aromatics in pressurized moving bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150819