1、 從焦爐的上升管出來的荒煤氣溫度為從焦爐的上升管出來的荒煤氣溫度為650650800800，荒，荒煤氣中含有焦油、苯族烴、水蒸汽、氨、硫化氫、氰化氫、煤氣中含有焦油、苯族烴、水蒸汽、氨、硫化氫、氰化氫、萘等物質，他們以氣態形式存在。為了凈化焦爐煤氣，需萘等物質，他們以氣態形式存在。為了凈化焦爐煤氣，需要回收這些物質，首先應將焦爐煤氣冷卻。原因是：（要回收這些物質，首先應將焦爐煤氣冷卻。原因是：（1 1）在較低的溫度（在較低的溫度（25253535）下化學產品的回收率高；（）下化學產品的回收率高；（2 2）降低溫度使大量水蒸汽冷凝，減小煤氣的體積，從而減小降低溫度使大量水蒸汽冷凝，減小煤氣的體積

2、，從而減小煤氣管道，減小輸送鼓風機的負荷和功率；（煤氣管道，減小輸送鼓風機的負荷和功率；（3 3）水蒸汽、）水蒸汽、萘、焦油等大部分物質在低溫冷凝為液體，可減少對回收萘、焦油等大部分物質在低溫冷凝為液體，可減少對回收設備、管道的堵塞和腐蝕，有利于提高硫銨的質量和減少設備、管道的堵塞和腐蝕，有利于提高硫銨的質量和減少對循環洗油質量的影響。對循環洗油質量的影響。4.2 4.2 焦爐煤氣的凈化焦爐煤氣的凈化 為了使荒煤氣冷卻并冷凝出焦油，通常分為了使荒煤氣冷卻并冷凝出焦油，通常分兩步進行，首先在橋管和集氣管中用大量的兩步進行，首先在橋管和集氣管中用大量的70707575循環氨水進行噴灑，將煤氣冷卻到

3、循環氨水進行噴灑，將煤氣冷卻到80808585；然后在煤氣初冷器中進一步冷卻到；然后在煤氣初冷器中進一步冷卻到25254040（生產硫銨工藝）或低于（生產硫銨工藝）或低于2525（生產（生產濃氨水系統）。濃氨水系統）。4.2.1 4.2.1 荒煤氣在集氣管中的冷卻在集氣管中的冷卻 荒煤氣從上升管到橋管和集氣管，在這里荒煤氣從上升管到橋管和集氣管，在這里147147196k 196k PaPa（表壓）的循環氨水通過噴嘴進行強烈噴灑（如圖（表壓）的循環氨水通過噴嘴進行強烈噴灑（如圖4-54-5所所示）。當霧狀的氨水與煤氣充分接觸時，由于煤氣溫度很示）。當霧狀的氨水與煤氣充分接觸時，由于煤氣溫度很高

4、，而且未被水蒸汽飽和，所以煤氣放出大量顯熱，氨水高，而且未被水蒸汽飽和，所以煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發。大量蒸發。 1 t 1 t煤煉焦約產荒煤氣煤煉焦約產荒煤氣480 m3480 m3（在爐頂空間的操作狀（在爐頂空間的操作狀態下，其容積約為態下，其容積約為1700 m31700 m3），其體積組成為：煤氣），其體積組成為：煤氣75%75%，水汽水汽23.5%23.5%，焦油和苯蒸氣為，焦油和苯蒸氣為1.5%1.5%。此氣體進行冷卻，放出。此氣體進行冷卻，放出熱量約為熱量約為0.5 GJ0.5 GJ，其中，其中85%85%90%90%用于蒸發噴灑氨水，其余用于蒸發噴灑氨水，其余熱量則用于加

5、熱水和散熱。當冷卻用的噴灑氨水溫度為熱量則用于加熱水和散熱。當冷卻用的噴灑氨水溫度為70708080時，以煉焦裝煤量計的噴灑量為時，以煉焦裝煤量計的噴灑量為5 56 m3/t6 m3/t，其中蒸，其中蒸發氨水量僅占發氨水量僅占2%2%3%3%。 圖4-5 荒煤氣在集氣管中的冷卻圖 1上升管； 2橋管； 3蒸汽噴嘴； 4氨水噴嘴； 5氨水管； 6集氣管； 冷卻噴灑氨水量大是由于出爐的荒煤氣溫度比較高所致，荒煤氣與噴灑氨水之間的蒸發換熱，是在形成的水滴表面上進行的。橋管和集氣管噴嘴所處的幾何空間小，水滴與粗煤氣接觸時間短，故換熱表面積小，冷卻效率低。同時噴灑氨水中含有煤和焦的塵粒、焦油以及腐蝕性鹽

6、類，限制了噴嘴采用小孔徑結構，因氨水使用在兩個地方：一是集氣管噴灑用循環氨水；二是初冷器冷凝氨水。 氨水中含有銨鹽，氨含量為45 g/m3。在循環氨水中有70%80%為難水解的氯化銨，加熱時不分解，稱固定銨。初冷器的冷凝氨水中銨鹽有80%90%為易水解的碳酸氫銨、硫化銨以及氰化銨，加熱時可分解，稱揮發氨。為了防止氯化銨在循環氨水中積累，部分循環氨水外排入剩余氨水中，并補充一部分冷凝氨水入循環氨水。4.2.2 4.2.2 荒煤氣的初步冷卻荒煤氣的初步冷卻 焦爐煤氣由集氣管沿吸煤氣主管流向煤氣初步冷卻器，吸煤氣主管除將煤氣由焦爐引向化產回收裝置外，還起到空氣冷卻器的作用，煤氣可降溫13。為了減輕煤

7、氣鼓風機的負荷，并利于化學產品的回收，煤氣在初冷器中需要進一步冷卻。目前廣泛采用的初步冷卻方式有間接冷卻、直接冷卻和間直混合冷卻3種。其中間接冷卻采用管殼式冷卻器，有直管式和橫管式2種，管間走煤氣，管內走冷卻水。直接冷卻又分為水冷式和空冷式2種。4.2.2.1 4.2.2.1 間接初冷工藝流程間接初冷工藝流程 荒煤氣與噴灑氨水、冷凝焦油等沿吸煤氣主管進入氣液分離器，煤氣與氨水、焦油、焦油渣等在此分離。分離后的煤氣進入數臺并聯立管式間接冷卻器，隨著煤氣的初步冷卻，煤氣中絕大部分的焦油氣、水蒸汽和萘在初冷器中被冷凝。煤氣中一定數量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫及其它組分則溶解與冷凝液中，形成冷凝氨

8、水（見圖4-6）。 圖4-6 煤氣間接初冷工藝流程1一氣液分離器；2一煤氣初冷器；3一煤氣鼓風機；4一電捕焦油器；5一冷凝液槽；6一冷凝液液下泵；7一鼓風機水封槽；8一電捕焦油器水封槽；9一機械化氨水澄清槽； 10一氨水中間槽； 11一事故氨水槽；12一循環氨水泵；13一焦油泵；1 4一焦油貯槽；15一焦油中間槽；1 6一初冷冷凝液中間槽；17一冷凝液泵 在初冷器中焦油也冷凝下來，特別是含于其中的萘，萘的沸點與焦油中其他組分相比是較低的，為218；熔點高，為80；并能升化，形成霧狀和塵粒（懸浮于氣體中的萘晶粒） 因此，煤氣在冷卻管的表面上有萘結晶析出，導致傳熱系數降低。此外，在導管中能形成堵塞

9、物。為了防止萘于管道和設備中凝結，應充分脫除焦油和萘。因此，初冷器的操作將影響煤氣輸送和回收車間的后續工藝制度，特別是對氨回收部分。 煤氣冷卻采用管殼式冷卻器，有立管式和橫管式（參數見表4-6）。管間走煤氣，管內走冷卻水。冷卻水出口溫度為4045，然后送去水冷卻塔. 初冷器入口粗煤氣含有水汽量約有50%（體積分數）或65%（質量分數）。這些水來自煤帶入水分約為6080 kg/t；煤熱解生成水約為2030 kg/t以及集氣管蒸發水汽約180200 kg/t。在初冷器中冷卻冷凝水量可達92%95%，初冷器后煤氣被水汽飽和，其水汽含量按裝爐煤計為1015 kg/t。初冷器中交換熱量的90%為煤氣中水

10、汽冷凝放出的熱量。初冷器后的粗煤氣質量少了2/3，而容積少了3/5倍，從而減少了繼續輸送的能耗。 表4-6中顯示初冷器傳熱系數值比較大，是由于水汽冷凝傳熱所致。橫管式傳熱系數大于立管式的，不僅是由于管內水流速度大，而且是橫管冷凝液膜流動條件適宜。橫管式或傾斜管式冷卻器，管子可被焦油洗滌，此外上部管子冷凝的焦油可以洗滌所有管子，它減少了萘的沉積，有利傳熱。 管式冷卻器的缺點是耗用金屬材料量大，還必須清管內水垢，故現今又重新采用直接冷卻器，即煤氣與冷卻水直接接觸，它的金屬材料用量少，節省投資。此外，直接冷卻水洗，除了冷卻，還有洗滌煤氣的作用。4.2.2.2 4.2.2.2 直接初冷工藝流程直接初冷

11、工藝流程 煤氣直接初冷工藝是在直接冷卻器內，由煤氣和冷卻水直接接觸傳熱而完成的。工藝流程見圖4-7。由吸煤氣主管來的82左右的荒煤氣，經氣液分離器進入并聯的直接式木格填料初冷器，用氨水噴灑冷卻到28，然后由鼓風機送至電捕焦油器除去焦油霧，再送至下一工序。 1一氣液分離器；2一焦油盒；3、4一直接式煤氣初冷器； 5一羅茨鼓風機；6一除焦油器；7一水封槽 ; 8一焦油泵；9一焦爐循環氨水泵； 10一焦爐循環氨水澄清池；11一焦油槽；12一焦油池；1 3一焦油泵；1 4一初冷循環氨水澄清池；15一初冷循環氨水冷卻器；1 6一初冷循環氨水泵；17一剩余氨水泵 + 熱交換系數比水的低50%，而單位熱容比

12、水的低75%。此外，空氣冷卻還有風機工作噪聲大、受氣候與間接冷卻相比，直接冷卻具有以下優點： （1）洗滌效果好，能除去煤氣中大部分的焦油、萘、氨、硫化氫、氰化氫。 （2）處理能力大、冷卻效率高、煤氣壓力損失小、不易堵塞。 （3）金屬材料用量少、設備投資少、操作簡單。 同時存在的缺點是：工藝流程復雜、動力消耗大、循環氨水冷卻器易堵塞。 煤氣初冷用冷卻水量較大，每1000 m3煤氣用水量為1722 m3。使用空氣作為冷卻介質，可減少60%70%循環水和新鮮工業水等。但空氣冷卻的條件的制約和調節最終溫度困難等問題。在實際中采用空氣冷卻和水冷卻兩段方法，可減少用水量。 4.2.2.3 4.2.2.3

13、間直混合初冷工藝流程間直混合初冷工藝流程 自吸煤氣主管來的溫度為自吸煤氣主管來的溫度為8282左右的荒煤氣幾乎是被水左右的荒煤氣幾乎是被水蒸汽所飽和的。水蒸汽熱焓約占煤氣總熱焓的蒸汽所飽和的。水蒸汽熱焓約占煤氣總熱焓的94%94%，故煤氣，故煤氣在高溫階段冷卻所放出的熱量絕大部分為水蒸汽的冷凝熱，在高溫階段冷卻所放出的熱量絕大部分為水蒸汽的冷凝熱，因而傳熱系數較高，即冷卻效率較高。同時萘在溫度較高因而傳熱系數較高，即冷卻效率較高。同時萘在溫度較高時（時（5252）不會凝結，以免造成設備堵塞。所以煤氣高）不會凝結，以免造成設備堵塞。所以煤氣高溫冷卻階段宜采用間接管式冷卻，溫度降至溫冷卻階段宜采用

14、間接管式冷卻，溫度降至5555左右。在左右。在低溫冷卻階段，煤氣中水蒸汽含量已大大減少，煤氣層將低溫冷卻階段，煤氣中水蒸汽含量已大大減少，煤氣層將限制水蒸汽限制水蒸汽/ /煤氣混合物的進一步冷卻，同時萘的凝結也易煤氣混合物的進一步冷卻，同時萘的凝結也易造成堵塞，此階段宜采用冷卻效率較高、不易堵塞且能適造成堵塞，此階段宜采用冷卻效率較高、不易堵塞且能適當凈化煤氣的直接冷卻器，使煤氣溫度降至當凈化煤氣的直接冷卻器，使煤氣溫度降至3030以下。間以下。間直混合初冷工藝流程見圖直混合初冷工藝流程見圖4-84-8 圖4-8 煤氣間直混合初冷工藝流程1一氣液分離器；2一橫管式間接冷卻器；3一直冷空噴塔；4

15、一液封槽；5一螺旋換熱器；6一機械化氨水澄清槽；7一氨水槽；8一氨水貯槽；9一焦油分離槽； 10一焦油中間槽；11一焦油貯槽 荒煤氣經氣液分離器分離出焦油、氨水后，先進入橫管式間接冷卻器被冷卻到5055，然后再進入直冷空噴塔冷卻到2535。采用間直混合初冷的工藝流程，對煤氣的冷卻凈化效果更好，從而降低煤氣中含萘量，比間接冷卻工藝節省投資和低溫耗水量。圖4-9 離心鼓風機 鼓風機位置的選擇一般應考慮：鼓風機位置的選擇一般應考慮： （1 1）處于負壓下操作的設備及煤氣管道應）處于負壓下操作的設備及煤氣管道應盡量少。盡量少。 （2 2）吸入的煤氣體積應盡量少。）吸入的煤氣體積應盡量少。 因此，鼓風機

16、一般都設置在煤氣初冷器后因此，鼓風機一般都設置在煤氣初冷器后面。有的焦化廠將油洗萘塔及電捕焦油器設置面。有的焦化廠將油洗萘塔及電捕焦油器設置在鼓風機前，可以防止鼓風機堵塞。全負壓輸在鼓風機前，可以防止鼓風機堵塞。全負壓輸送煤氣的化學產品回收工藝見送煤氣的化學產品回收工藝見4.2.1.24.2.1.2。 煤氣鼓風機的正常操作是焦化廠生產的關鍵，所以必須精心煤氣鼓風機的正常操作是焦化廠生產的關鍵，所以必須精心操縱和維護。機體下部凝結的焦油和水要及時排出。操縱和維護。機體下部凝結的焦油和水要及時排出。4.2.4 4.2.4 煤氣的脫氨和吡啶煤氣的脫氨和吡啶 煤氣從鼓風機出來經過電捕焦油器除去剩余的焦

17、油后，煤氣煤氣從鼓風機出來經過電捕焦油器除去剩余的焦油后，煤氣中還含有氨、吡啶、苯族烴、硫化物、氰化物等物質。在煤氣的凈中還含有氨、吡啶、苯族烴、硫化物、氰化物等物質。在煤氣的凈化過程中需要脫除這些物質，根據不同的焦化廠的生產目的不同，化過程中需要脫除這些物質，根據不同的焦化廠的生產目的不同，脫氨和吡啶，脫苯族烴，脫硫的工藝順序可以因地制宜，隨需求而脫氨和吡啶，脫苯族烴，脫硫的工藝順序可以因地制宜，隨需求而定。無論是那一種工藝，氨和吡啶的脫除都是必須的工藝過程。本定。無論是那一種工藝，氨和吡啶的脫除都是必須的工藝過程。本文以先脫氨和吡啶，再脫苯族烴，然后脫硫的工藝順序編排。文以先脫氨和吡啶，再

18、脫苯族烴，然后脫硫的工藝順序編排。 從電捕焦油器來的煤氣進入一個氨吸收器，煤氣通過與吸收從電捕焦油器來的煤氣進入一個氨吸收器，煤氣通過與吸收器里的吸收劑逆向接觸實現對煤氣中的氨和吡啶的吸收，然后煤氣器里的吸收劑逆向接觸實現對煤氣中的氨和吡啶的吸收，然后煤氣出氨吸收器成為脫氨和吡啶的煤氣。出氨吸收器成為脫氨和吡啶的煤氣。氨的吸收劑應滿足如下要求： （1）對氨的吸收能力大，使吸氨的循環液量少和吸氨后的煤氣中剩余的氨量少，且在解吸時氨又能很容易地釋放出來，殘留在溶液中的氨量少。 （2）能從煤氣中選擇性地吸收氨，而很少吸收其他物質。 （3）吸收液具有不揮發性。 （4）吸收液的市場價格便宜。氨吸收器根據

19、工藝的差異分別有：飽和器、空噴酸洗塔、空噴洗氨塔、木格洗氨塔和氨吸收塔。 4.2.5 4.2.5煤氣的脫苯和萘煤氣的脫苯和萘 在生產硫銨的回收工藝中，飽和器后的煤氣溫度通常為55 左右，而回收苯族烴的適宜溫度為25左右，因此，在回收苯族烴之前煤氣要再次進行冷卻，稱為最終冷卻。在終冷前煤氣含萘約12g/m3，大大超過終冷溫度下的飽和含萘量。因此，煤氣經過終冷同時脫除萘，然后進入洗苯塔，通過洗油和煤氣的逆向接觸吸收煤氣中的苯族烴，出塔后煤氣中苯族烴含量一般為24g/m3。 為滿足從煤氣中回收和制取粗苯的要求，洗油應具有如下性能： （1）常溫下對苯族烴有良好的吸收能力，在加熱時又能使苯族烴很好地分離出來; （2）具有化學穩定性，即在長期使用中其吸收能力基本穩定; （3）在吸收操作溫度下不應析出固體沉淀物; （4）易與