浅谈焦炉煤气集合温度的控制

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1、浅谈焦炉煤气集合温度的控制陈明明摘要：焦炉煤气初步冷却是整个化产回收系统的重要组成部分，是煤气净化全过程的基础。焦炉煤气初步冷却的操作状况对其以后各工序的正常而经济的运行将产生决定性的影响。初冷后焦炉煤气的集合温度过高，会对煤气净化产生诸多不良影响。论文从设备选型关，控制管理体系，设备技术操作管理，设备维护，优化工艺控制等方面分析讨论了控制集合温度的有效途径。关键词：焦炉煤气；初冷器；集合温度；煤气初冷；1前言焦炉煤气是煤在焦炉内经高温干馏而产生的气态产物。由炭化室经上升管引出的煤气，温度一般为650~700℃，叫荒煤气。其主要成分除氢、甲

2、烷、乙烷、乙烯、一氧化碳等外，还有硫化氢、氰化氢、氨、萘、不饱和烃、焦油雾和微量的氧化氮等。这些物质含量不大，但给煤气的贮运、利用和化学产品的回收造成很多困难和危害[1]。焦炉煤气初步冷却是整个化产回收系统的重要组成部分，是煤气净化全过程的基础，它的操作状况对其以后各工序的正常而经济的运行将产生决定性的影响。焦炉煤气初步冷却包括荒煤气在桥管和集气管中的第一步冷却和在初冷器中进行的第二步冷却[2]。其中从每台初冷器出来的煤气汇集在一起后的温度即称为焦炉煤气的集合温度。集合温度过高会导致输送的煤气体积增加，增大鼓风机的负荷从而增大鼓风机的动力消

3、耗，甚至对鼓风机的安全运转构成威胁；初冷后煤气中焦油和萘的含量增高，给电捕焦油装置增加负荷，同时也使净化萘的过程复杂化；由于初冷后煤气含水量与其集合温度相关，且随煤气集合温度升高而增加，因而给饱和器的水平衡以不利影响导致需要过份提高煤气预热温度，进而母液温度上升，恶化了硫按结晶条件，使结晶粒度组成和其它一系列质量指标劣化，且危及轻吡啶碱类的正常回收；极大地增加煤气终冷的热负荷，并使其操作条件恶化，进而给粗苯回收过程以不利影响；对于现行一部份采用浓氨水工艺的回收系统，不仅萘和氨的吸收对煤气的变化极为敏感，甚至导致粗苯系统装置的腐蚀，直接给粗苯

4、生产构成威胁。因此，集合温度的控制对煤气净化十分重要。论文主要从设备和工艺方面对焦炉煤气集合温度的控制进行了探讨。52集合温度的设备控制2.1选择合适的初冷器初冷器是初冷工艺中最重要的设备，选择合适的初冷器及其工艺参数，是保证初冷效果的首要条件。初冷器的工艺参数包括冷却水量、冷却面积、串并联等。一般的初冷器冷却方法通常有间接式、直接式、间--直结合式三种。根据冷却设备的不同又可分为直冷式喷淋塔、立管式初冷器和横管式初冷器[5]。间接式煤气冷却是指水在冷却煤气过程中不与煤气接触而是通过换热器的两相传热完成的。间冷式对大多数缺水地区焦化厂来说是

5、必要的。由于冷却介质--水没有受到煤气中有害介质的污染而提高了其循环使用次数。一般的直冷煤气设备是塔，由煤气与冷介质的逆相直接接触完成，其中既包含热量传递，也含有组份物质的传递。因此煤气直接冷却，不但冷却了煤气，而且具有净化煤气的良好效果[6]。介于间、直冷各自优点，一般使用直冷式工艺的厂家均采用间--直冷结合方式，即煤气先在间接初冷器中冷却至45℃后再进入直接冷却器进一步冷却至25～30℃。在此过程中冷却了煤气，一定程度上也净化了煤气，冷却后煤气含萘可降至lg/m3以下。2.2加强对现有设备的技术操作管理当间接式初冷器的传热面积和煤气处理

6、量均为一定时，煤气的集合温度与煤气入口温度和冷却水入口温度密切相关[7]，应当尽量降低煤气入口温度和冷却水入口温度。通常可从以下方面予以控制。a.尽量降低配煤水分，并保持稳定；b.认真调节好焦油氨水澄清槽的液位调节器，向集气管提供足量优质的氨水，保证喷洒氨水有良好的雾化程度；c.当采用循环冷却水时，应定期清扫凉水架，保证正常操作，温度偏高时，可排出部分循环水，用新水（地下水或井水）予以补充；d.注意调节进入各台冷却器的煤气量及冷却水量，以使每台冷却器出口温度接近一致。2.3加强设备维护（1）加强清扫间接式初冷器管壁上的沉积物，会使其传热效率

7、下降。这种沉积物熔点为48~54℃5，过去是用水蒸汽清扫，不仅会增加酚水量和污染大气，而且还由于焦油的蒸发，将在管壁上沉积一层不易清除的油垢。目前许多焦化厂采用了用热煤气清扫管间沉积物的方法。此法是将初冷器内的冷却水全放空，每小时往初冷器中通入热煤气700~1000m3，并使其温度保持在55~75℃的范围内。操作时，将入口开闭器完全打开，出口开闭器保留一定的开度。这种清扫方法不仅提高了初冷器的传热效率，而且还大大地降低了出口煤气中所挟带的萘，这样既降低了煤气出口温度，又改善煤气输送及后序回收设备的操作[10]。（2）定期清扫管内水垢我国各焦

8、化厂所用冷却水水质不同，但大多硬度较大。为改善初冷器操作，就必须定期清扫管内水垢。一般用机械法，也可用酸洗法。酸洗法是用3%的稀盐酸进行清洗。为控制水垢的生成，必须严格控制冷却水