1、武钢焦化公司化产回收部分武钢焦化公司化产回收部分一、概述一、概述 煤在炼焦时，煤在炼焦时，75%左右变成焦炭，左右变成焦炭，25%左左右生成荒焦炉煤气右生成荒焦炉煤气(亦称荒煤气、出炉煤气亦称荒煤气、出炉煤气)，荒，荒煤气是组成极复杂的混合物。主要成分及含量煤气是组成极复杂的混合物。主要成分及含量如表如表1。成分成分焦油焦油苯族烃苯族烃氨氨萘萘硫化氢硫化氢含量含量g/m380-12034-458-16106-30成分成分硫化物硫化物 氰化物氰化物 吡啶吡啶水水其它其它含量含量g/m32-2.51-2.50.4-0.6 250-450表表1 荒煤气的主要组成荒煤气的主要组成回收炼焦化学产品的意义
2、回收炼焦化学产品的意义v回收荒煤气中的某些组份回收荒煤气中的某些组份(如如回收焦油、氨、回收焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品硫、苯族烃等化学产品)，一些国家的焦化产品，一些国家的焦化产品已达已达200多种；多种；v净化煤气，净煤气的主要成分及含量如表净化煤气，净煤气的主要成分及含量如表2。成分成分H2CH4N2重烃重烃COCO2O2含量含量/%54-59 23-283-52-35.5-7.0 1.5-2.5 0.3-0.7表表2 净净煤气的主要组成煤气的主要组成图图1a 一回收煤气流程线路图一回收煤气流程线路图出炉煤气出炉煤气气液分离器气液分离器横管初冷器横管初冷器煤气鼓风机煤气鼓风机电捕焦油器
3、电捕焦油器8222饱和器饱和器横管终冷器横管终冷器洗苯塔洗苯塔燃气厂燃气厂净焦炉煤气净焦炉煤气23图图1b 二回收煤气流程线路图二回收煤气流程线路图出炉煤气出炉煤气气液分离器气液分离器横管初冷器横管初冷器电捕焦油器电捕焦油器煤气鼓风机煤气鼓风机822242H2S洗涤塔洗涤塔洗氨塔洗氨塔洗苯塔洗苯塔燃气厂燃气厂23净焦炉煤气净焦炉煤气二、二、煤气的初步冷却及输送煤气的初步冷却及输送 焦炉煤气从炭化室经上升管逸出时的温度为焦炉煤气从炭化室经上升管逸出时的温度为650750。此时煤气中含有焦油汽、苯族烃、。此时煤气中含有焦油汽、苯族烃、水汽、氨、硫化氢、萘及其化合物，为回收和水汽、氨、硫化氢、萘及其
4、化合物，为回收和处理这些化合物，首先应将处理这些化合物，首先应将煤气冷却煤气冷却，这是因，这是因为：为：从煤气中从煤气中回收化学产品回收化学产品时，要在较低的温度时，要在较低的温度下（下（2030）才能保证较高的回收率；）才能保证较高的回收率；二、二、煤气的初步冷却及输送煤气的初步冷却及输送(续续)含有含有大量水汽大量水汽的高温煤气体积大，所需输送的高温煤气体积大，所需输送煤气管道直径煤气管道直径、鼓风机的输送能力和功率均增鼓风机的输送能力和功率均增大，这是不经济的；大，这是不经济的；在煤气冷却过程中，不但有水汽冷凝，且大在煤气冷却过程中，不但有水汽冷凝，且大部分部分焦油和萘焦油和萘也被分离出
5、来，部分也被分离出来，部分硫化物、氰硫化物、氰化物化物等腐蚀性介质溶于冷凝液中，从而可减少等腐蚀性介质溶于冷凝液中，从而可减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀。回收设备及管道的堵塞和腐蚀。煤气的初步冷却分两步进行：第一步是在煤气的初步冷却分两步进行：第一步是在桥管和集气管中用大量循环氨水喷洒，使煤气桥管和集气管中用大量循环氨水喷洒，使煤气冷却到冷却到8286；第二步再在煤气初冷器中冷；第二步再在煤气初冷器中冷却到却到2535（生产硫铵系统）或低于（生产硫铵系统）或低于25（生产氨水系统）。（生产氨水系统）。二、二、煤气的初步冷却及输送煤气的初步冷却及输送(续续)煤气的初冷及输送工艺煤气的初冷及输送工
6、艺流程简述流程简述 1、从焦炉集气管流出的氨水、重质焦油及焦炉煤、从焦炉集气管流出的氨水、重质焦油及焦炉煤气，沿着每米长度不小于气，沿着每米长度不小于10毫米倾斜度的毫米倾斜度的吸气管吸气管，进入进入气液分离器气液分离器。从气液分离器下部出口分离出的。从气液分离器下部出口分离出的混合液，自流到混合液，自流到机械刮渣槽机械刮渣槽。从气液分离器顶部分。从气液分离器顶部分离出约离出约800煤气，进入煤气，进入横管初冷器横管初冷器顶部，在顶部，在初冷器初冷器内被间接冷却，温度降至内被间接冷却，温度降至25左右，含萘量少于左右，含萘量少于0.7g/m3。初冷器排出的冷凝液，经。初冷器排出的冷凝液，经水封
7、槽水封槽自流到自流到冷冷凝液槽凝液槽由液下泵送至煤气吸气管内，与循环氨水及由液下泵送至煤气吸气管内，与循环氨水及重质焦油混合。重质焦油混合。图图2 横管冷却器横管冷却器横管冷却器横管冷却器水封槽水封槽横管冷却器横管冷却器 横管冷却器横管冷却器是一直立的长方体型外壳，冷却水是一直立的长方体型外壳，冷却水管略带倾斜的横向配置，各管束固定在冷却器两侧管略带倾斜的横向配置，各管束固定在冷却器两侧管板上，并有两侧管板外若干水箱连接起来分成上管板上，并有两侧管板外若干水箱连接起来分成上下两大组，冷却水管由下至上构成冷却水折流流道。下两大组，冷却水管由下至上构成冷却水折流流道。煤气由横管冷却器顶部进入器内管
8、间，被冷却后自煤气由横管冷却器顶部进入器内管间，被冷却后自底室排出。该冷却器流动情况较合理，传热效率比底室排出。该冷却器流动情况较合理，传热效率比较高，但初冷器内容易积萘造成阻力升高，而且水较高，但初冷器内容易积萘造成阻力升高，而且水管不易清洗，对冷却水质要求较高。管不易清洗，对冷却水质要求较高。因此，横管初冷器一般用含有一定焦油的氨水因此，横管初冷器一般用含有一定焦油的氨水喷洒洗萘，从而达到净化煤气，降低阻力的目的。喷洒洗萘，从而达到净化煤气，降低阻力的目的。水封水封 水封槽：水封槽：从煤气管道或设备中排出冷凝液时，从煤气管道或设备中排出冷凝液时，通过冷凝液水封槽可避免煤气和空气的互相串漏又
9、通过冷凝液水封槽可避免煤气和空气的互相串漏又可将冷凝液排出。可将冷凝液排出。图中为图中为正压操作正压操作时的水封槽。其水封高度时的水封槽。其水封高度H应大应大于煤气设备内可能产生的最大压力。鼓风机前煤气于煤气设备内可能产生的最大压力。鼓风机前煤气管道和设备若处于管道和设备若处于负压负压状态，则其水封高度不以图状态，则其水封高度不以图中之中之H表示，而是指冷凝液流出口液面至煤气设备或表示，而是指冷凝液流出口液面至煤气设备或煤气管道内冷凝液流出口液面之间的距离。煤气管道内冷凝液流出口液面之间的距离。煤气的初冷及输送工艺煤气的初冷及输送工艺流程简述流程简述 2、初冷器后的煤气，经初冷器后的煤气，经电
10、捕焦油器电捕焦油器捕集焦捕集焦油雾后进入油雾后进入鼓风机鼓风机，由鼓风机以，由鼓风机以25000pa压力压力送至煤气洗涤净化工段。送至煤气洗涤净化工段。从电捕焦油器排液管导出的轻质焦油从电捕焦油器排液管导出的轻质焦油,从从鼓风机导液管排出的冷凝液，分别经水封槽流鼓风机导液管排出的冷凝液，分别经水封槽流至地下槽，由液下泵送至冷凝液槽。至地下槽，由液下泵送至冷凝液槽。图图3 GD型管式电捕焦油器示意图型管式电捕焦油器示意图沉淀管断沉淀管断面图面图2-煤气分布煤气分布 筛板筛板4-重锤重锤5-下吊架下吊架7-沉淀积管沉淀积管8-电晕导线电晕导线10-上吊架上吊架21-吊柱吊柱 电捕焦油器电捕焦油器的
11、沉淀管为沉淀极，与电源正极相的沉淀管为沉淀极，与电源正极相接。电晕导线称为电晕极，与电源负极相接。接。电晕导线称为电晕极，与电源负极相接。当通入高压直流电后，两极之间形成非均匀电当通入高压直流电后，两极之间形成非均匀电场，电晕极周围成为电晕区产生电晕现象（电晕极场，电晕极周围成为电晕区产生电晕现象（电晕极附近气体发生撞击电离的现象），区内煤气分子电附近气体发生撞击电离的现象），区内煤气分子电离为带正电荷离子和带负电荷离子。电晕区外充满离为带正电荷离子和带负电荷离子。电晕区外充满带负电荷离子，它附于煤气中的焦油雾滴上，使焦带负电荷离子，它附于煤气中的焦油雾滴上，使焦油雾粒向沉淀管内壁移动，沉淀在
12、壁面上，沿壁以油雾粒向沉淀管内壁移动，沉淀在壁面上，沿壁以重力下降到电捕焦油器底部。煤气离子在两极放电重力下降到电捕焦油器底部。煤气离子在两极放电后，重新变成煤气分子，从电捕焦油器顶部逸出。后，重新变成煤气分子，从电捕焦油器顶部逸出。电捕焦油器电捕焦油器图图4 离心鼓风机示意图离心鼓风机示意图焦炉煤气焦炉煤气鼓风机鼓风机 焦炉煤气焦炉煤气鼓风机鼓风机有有离心式离心式和和容积式容积式两种：两种：离心式离心式用于大型焦炉，离心式鼓风机又称涡轮式鼓用于大型焦炉，离心式鼓风机又称涡轮式鼓风机，由汽轮机或电动机驱动，离心式鼓风机如图风机，由汽轮机或电动机驱动，离心式鼓风机如图4。容积式容积式常用的是罗茨
13、鼓风机，用于中常用的是罗茨鼓风机，用于中、小型焦炉。小型焦炉。焦化厂的鼓风机操作非常重要，既要输送煤气，又焦化厂的鼓风机操作非常重要，既要输送煤气，又要保持炭化室和集气管的压力稳定。在正常情况下，集要保持炭化室和集气管的压力稳定。在正常情况下，集气管压力用压力自动调节机进行调节，但当调节范围不气管压力用压力自动调节机进行调节，但当调节范围不能满足生产变化的要求时，即需对鼓风机操作进行必要能满足生产变化的要求时，即需对鼓风机操作进行必要的调整。的调整。焦炉煤气焦炉煤气鼓风机鼓风机 当焦炉刚开工投产或因故大幅度延长结焦时当焦炉刚开工投产或因故大幅度延长结焦时间时，煤气发生量过少，低于鼓风机前后煤气
14、管间时，煤气发生量过少，低于鼓风机前后煤气管路的交通管进行调节的限度时，可采用：路的交通管进行调节的限度时，可采用：“大循环大循环”的调节方法，即将鼓风机后的部分煤的调节方法，即将鼓风机后的部分煤气引入初冷器前的煤气管道，经冷却后，再进入气引入初冷器前的煤气管道，经冷却后，再进入鼓风机。大循环调节法可防止煤气升温过高，但鼓风机。大循环调节法可防止煤气升温过高，但增加鼓风机的功率消耗和初冷器的负荷。增加鼓风机的功率消耗和初冷器的负荷。小循环小循环：部分煤气引入鼓风机前的煤气管道。：部分煤气引入鼓风机前的煤气管道。煤气的初冷及输送工艺煤气的初冷及输送工艺流程简述流程简述3、经经机械刮渣槽机械刮渣槽
15、分离出焦油渣的氨水焦油混分离出焦油渣的氨水焦油混合液，自流到合液，自流到焦油氨水分离槽焦油氨水分离槽中部。中部。上部上部的油的油水混合液，由泵送至横管初冷器喷洒管内。沉水混合液，由泵送至横管初冷器喷洒管内。沉降到分离槽内槽尖降到分离槽内槽尖底部底部的焦油，经溢流瓶自流的焦油，经溢流瓶自流到焦油中间槽，由焦油泵送至焦油车间。到焦油中间槽，由焦油泵送至焦油车间。经分经分离槽分离出的离槽分离出的氨水氨水，从槽顶部出水堰流至外壁与，从槽顶部出水堰流至外壁与内槽所形成的槽内贮放，再由循环氨水泵将氨水内槽所形成的槽内贮放，再由循环氨水泵将氨水送至炼焦炉的桥管和集气管内喷洒冷却荒煤气。送至炼焦炉的桥管和集气
16、管内喷洒冷却荒煤气。从从循环氨水管循环氨水管上上引出支管，由引出支管，由高压氨水高压氨水泵，泵，将氨水压力增到将氨水压力增到3-3.5MPa后，作为后，作为高压氨水高压氨水，在炼焦炉炭化室装煤时，喷入到在炼焦炉炭化室装煤时，喷入到桥管弯头桥管弯头处，处，因产生强大吸力，将装煤作业所产生的烟尘吸因产生强大吸力，将装煤作业所产生的烟尘吸至集气管内，实现无烟装煤来改善焦炉顶部空至集气管内，实现无烟装煤来改善焦炉顶部空气污染。分离槽多余的氨水，满流到气污染。分离槽多余的氨水，满流到剩余氨水剩余氨水贮槽，由氨水泵送至砂石过滤器。贮槽，由氨水泵送至砂石过滤器。煤气的初冷及输送工艺煤气的初冷及输送工艺流程简
17、述流程简述剩余氨水的净化剩余氨水的净化 剩余氨水净化中含有悬浮物和焦油。为了防止脱剩余氨水净化中含有悬浮物和焦油。为了防止脱硫、脱酸、蒸氨等装置的堵塞和污染，必须将剩余硫、脱酸、蒸氨等装置的堵塞和污染，必须将剩余氨水净化中的悬浮物和焦油除去。氨水净化中的悬浮物和焦油除去。剩余氨水中悬浮物和焦油的去除分两步，首先剩余氨水中悬浮物和焦油的去除分两步，首先经过砂石过滤，然后用轻苯萃取焦油。经过砂石过滤，然后用轻苯萃取焦油。1、砂石过滤、砂石过滤 砂石过滤的流程如图砂石过滤的流程如图5所示。鼓冷工段来的约所示。鼓冷工段来的约70 的氨水从过滤器顶部进入，经过一次过滤后，从的氨水从过滤器顶部进入，经过一
18、次过滤后，从其底部压入串联的过滤器顶部，经过二次过滤后去其底部压入串联的过滤器顶部，经过二次过滤后去轻苯萃取塔。轻苯萃取塔。图图5 氨水过滤系统（串联）氨水过滤系统（串联）去轻苯萃取去轻苯萃取塔塔剩余氨水的净化剩余氨水的净化 2、轻苯脱除氨水中焦油、轻苯脱除氨水中焦油 轻苯脱除氨水中焦油的工艺流程如图轻苯脱除氨水中焦油的工艺流程如图6所示。所示。粗苯工段生产的粗苯工段生产的轻苯轻苯送到轻苯送到轻苯(贫油贫油)槽槽，用，用泵从槽中打入萃取塔泵从槽中打入萃取塔 的下部，沿塔自下而上运的下部，沿塔自下而上运动，从砂石过滤器来的氨水从萃取塔顶部进入，动，从砂石过滤器来的氨水从萃取塔顶部进入，沿塔自上而
19、下流动。因比重不同而逆向流动的沿塔自上而下流动。因比重不同而逆向流动的轻苯与氨水相界面上就产生轻苯与氨水相界面上就产生传质传质过程，即氨水过程，即氨水中的焦油溶解于轻苯中。中的焦油溶解于轻苯中。图图6 轻苯除氨水中焦油的轻苯除氨水中焦油的工艺流程图工艺流程图6-轻苯蒸轻苯蒸出塔出塔7-轻苯冷轻苯冷凝冷却器凝冷却器8-油水分油水分离器离器9-氨水中氨水中间间槽槽10-氨水泵氨水泵11-焦油槽焦油槽1-轻苯轻苯(贫油贫油)槽槽 2-贫油泵贫油泵 3-萃取塔萃取塔 4-污苯槽污苯槽 5-污苯泵污苯泵剩余氨水的净化剩余氨水的净化 经脱除焦油的氨水被送到氨水中间槽或直接送经脱除焦油的氨水被送到氨水中间槽
20、或直接送到洗涤系统中到洗涤系统中H2S洗涤塔顶部。洗涤塔顶部。轻苯再生：轻苯再生：溶解有焦油的轻苯流到污苯槽溶解有焦油的轻苯流到污苯槽，然，然后用污苯泵打到轻苯蒸出塔中部后用污苯泵打到轻苯蒸出塔中部,用蒸汽加热蒸馏。用蒸汽加热蒸馏。重组分重组分焦油焦油从塔底排到焦油槽，用泵送到鼓从塔底排到焦油槽，用泵送到鼓冷工段；冷工段；轻组分轻组分轻苯轻苯从塔顶逸出，经冷却后进入油水从塔顶逸出，经冷却后进入油水分离器，从分离器上部排至轻苯分离器，从分离器上部排至轻苯(贫油贫油)槽。槽。图图7 氨水萃取塔氨水萃取塔(筛板塔筛板塔)和轻苯回收塔和轻苯回收塔(泡罩塔泡罩塔)三、煤气的净化三、煤气的净化 煤气中除氢
21、、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，其煤气中除氢、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，其他成分含量虽少，却会产生有害的作用。他成分含量虽少，却会产生有害的作用。v焦油：焦油：变质硬化，堵塞设备及煤气管道；变质硬化，堵塞设备及煤气管道；v萘：萘：以固体结晶析出，堵塞设备及煤气管道；以固体结晶析出，堵塞设备及煤气管道；v硫化氢及硫化物：硫化氢及硫化物：腐蚀设备及煤气管道，生成的腐蚀设备及煤气管道，生成的硫化铁会引起堵塞，燃烧生成的硫化铁会引起堵塞，燃烧生成的SO2会引起污染；会引起污染；v氨：氨：氨水溶液会腐蚀设备和管路，生成的铵盐会氨水溶液会腐蚀设备和管路，生成的铵盐会引起堵塞。引起堵塞。煤气煤气 用途用途成分（
22、成分（g/m3 煤气）煤气）氨氨苯类苯类萘萘焦油焦油 硫化氢硫化氢有机硫有机硫 氰化氢氰化氢钢铁钢铁厂自厂自用用 0.03-0.12-4 0.2-0.70.050.20.50.05-0.5民用民用 0.05-0.20-0.020.05-0.20-0.10表表3 焦炉煤气焦炉煤气净制标准净制标准图图1 煤气流程线路图煤气流程线路图焦炉煤气焦炉煤气气液分离器气液分离器横管初冷器横管初冷器电捕焦油器电捕焦油器煤气鼓风机煤气鼓风机822242H2S洗涤塔洗涤塔洗氨塔洗氨塔洗苯塔洗苯塔燃气厂燃气厂23净焦炉煤气净焦炉煤气复习复习1 1、用用氨水脱除煤气中的硫化氢氨水脱除煤气中的硫化氢的工艺流程如图的工艺
23、流程如图8所示。所示。u H2S洗涤塔下段：洗涤塔下段：煤气冷却段煤气冷却段(40 22)来自煤气鼓风机的温度来自煤气鼓风机的温度约约40的焦炉煤气的焦炉煤气，被送入被送入H2S洗涤塔的下段洗涤塔的下段。此段作为。此段作为焦炉煤气冷焦炉煤气冷却段将焦炉煤气却段将焦炉煤气冷却至洗涤流程所要求的温度。冷却至洗涤流程所要求的温度。在此段内，焦炉煤气被闭路循环的冷却水直接冷在此段内，焦炉煤气被闭路循环的冷却水直接冷至至22。煤气净化煤气净化工艺工艺流程简述流程简述图图8 脱硫塔工艺流程图脱硫塔工艺流程图1-脱硫塔脱硫塔2-H2S洗涤水冷洗涤水冷却器却器3-H2S洗涤水泵洗涤水泵4-脱酸水二段脱酸水二段
24、冷却器冷却器5-脱酸水一段脱酸水一段冷却器冷却器6-富液槽富液槽7-富液泵富液泵8-砂石过滤器砂石过滤器9-循环水泵循环水泵10-循环水冷却循环水冷却器器煤气入口煤气入口去脱酸蒸氨工段去脱酸蒸氨工段煤气去洗氨塔煤气去洗氨塔 由由H2S洗涤塔底部引出的循环冷却水为洗涤塔底部引出的循环冷却水为23.8，用泵打走（冷却水循环泵），经循，用泵打走（冷却水循环泵），经循环水深冷器冷至环水深冷器冷至22后，进入后，进入H2S洗涤塔下洗涤塔下段，通过一个喷头喷出。段，通过一个喷头喷出。为保证焦炉煤气和循环冷却水之间有较为保证焦炉煤气和循环冷却水之间有较大的传热传质面积，大的传热传质面积，H2S洗涤塔内装有洗
25、涤塔内装有钢板钢板网填料网填料。1 1、用氨水脱除煤气中的硫化氢、用氨水脱除煤气中的硫化氢1 1、用氨水脱除煤气中的硫化氢、用氨水脱除煤气中的硫化氢 焦炉煤气冷却后产生的冷凝液进入循环焦炉煤气冷却后产生的冷凝液进入循环冷却水中，不可避免地增加了一些冷却水中，不可避免地增加了一些污染物和污染物和盐类，盐类，需要不断更换。因此，要向循环冷却需要不断更换。因此，要向循环冷却水水中加入中加入剩余氨水剩余氨水大约大约15m3/h。这样由液位。这样由液位自调装置将多余的液体，送至荒煤气管线中，自调装置将多余的液体，送至荒煤气管线中，且尽可能送至气液分离器之前。为避免萘沉且尽可能送至气液分离器之前。为避免萘
26、沉积下来，向循环冷却水中积下来，向循环冷却水中加入焦油氨水混合加入焦油氨水混合液液。1 1、用氨水脱除煤气中的硫化氢、用氨水脱除煤气中的硫化氢u H2S洗涤塔洗涤塔中段：中段：H2S洗涤段洗涤段 焦炉煤气中绝大部分的焦炉煤气中绝大部分的H2S在此段被除掉。在此段被除掉。冷冷却的焦炉煤气上升至却的焦炉煤气上升至H2S洗涤塔的洗涤塔的中段中段，在此段内，在此段内，焦炉煤气流过焦炉煤气流过钢板网填料钢板网填料，并被洗涤水冲洗。，并被洗涤水冲洗。来自来自蒸氨装置和脱酸塔蒸氨装置和脱酸塔的经过冷却的的经过冷却的脱酸废水脱酸废水通过流量调节后，和来自通过流量调节后，和来自H2S洗涤塔上部的富氨洗洗涤塔上部
27、的富氨洗涤水一起进入涤水一起进入H2S洗涤塔中部，经由一喷头洗涤塔中部，经由一喷头喷出。喷出。洗涤塔排出的富洗涤塔排出的富H2S洗涤水，温度约洗涤水，温度约25，自流进，自流进入富液槽内。入富液槽内。1 1、用氨水脱除煤气中的硫化氢、用氨水脱除煤气中的硫化氢u H2S洗涤塔上部：洗涤塔上部：脱除焦炉煤气中绝大部分脱除焦炉煤气中绝大部分氨氨 由洗氨塔来的含氨洗涤水（半富氨洗涤水）由洗氨塔来的含氨洗涤水（半富氨洗涤水）和经过和经过轻苯萃取塔轻苯萃取塔的剩余氨水一起混合后，打的剩余氨水一起混合后，打至至H2S洗涤塔顶部经由一喷头喷出。剩余氨水的洗涤塔顶部经由一喷头喷出。剩余氨水的供给量由流量调节装置
28、进行调节。供给量由流量调节装置进行调节。H2S洗涤塔上部，即所谓的洗涤塔上部，即所谓的“剩余氨水段剩余氨水段”，将焦炉煤气中绝大部分氨脱除。富氨洗涤水经将焦炉煤气中绝大部分氨脱除。富氨洗涤水经冷却后去冷却后去H2S洗涤塔中部。洗涤塔中部。1 1、用氨水脱除煤气中的硫化氢、用氨水脱除煤气中的硫化氢u H2S洗涤塔上部：洗涤塔上部：脱除焦炉煤气中绝大部分脱除焦炉煤气中绝大部分氨氨 H2S洗涤塔顶部出来的焦炉煤气，洗涤塔顶部出来的焦炉煤气，H2S和和NH3含量较少，进入洗氨塔内。含量较少，进入洗氨塔内。为避免洗涤水在钢板网填料层内分配不均，为避免洗涤水在钢板网填料层内分配不均，塔内安有分布盘。塔内安
29、有分布盘。焦炉煤气经过脱硫塔后，大部分氨气、焦炉煤气经过脱硫塔后，大部分氨气、硫化氢、氰化氢已被脱除，但仍有少部分残硫化氢、氰化氢已被脱除，但仍有少部分残存在煤气中，使煤气达不到用户的要求，因存在煤气中，使煤气达不到用户的要求，因此必须进一步脱除，工艺如图此必须进一步脱除，工艺如图9所示。所示。洗氨塔分为两段，上段为洗氨塔分为两段，上段为脱氨段脱氨段，下段为，下段为脱硫段脱硫段。2 2、水洗氨、水洗氨图图9 洗氨塔工艺流程图洗氨塔工艺流程图1-洗氨塔洗氨塔2-一段冷却器一段冷却器3-二段冷却器二段冷却器4-调调pH值器值器5-酸泵酸泵6-碱泵碱泵7-碱液稀释水碱液稀释水冷却器冷却器8-碱液循环
30、泵碱液循环泵u洗氨塔上段：洗氨塔上段：脱氨段脱氨段 在脱氨段，脱在脱氨段，脱氨所用的水为挥发氨塔的汽提水。氨所用的水为挥发氨塔的汽提水。因为汽提水中含有因为汽提水中含有0.01%的游离氨，为了提高它的的游离氨，为了提高它的洗氨效率，进洗氨塔前，用稀硫酸中和游离氨，使洗氨效率，进洗氨塔前，用稀硫酸中和游离氨，使其其pH值保持在值保持在910(偏碱性偏碱性)。汽提水在调汽提水在调pH值前，先经一段冷却器用循环值前，先经一段冷却器用循环水冷却，然后经二段冷却器用低温水冷却至水冷却，然后经二段冷却器用低温水冷却至22由由塔顶进入。脱氨后的煤气去洗苯塔，洗氨后的半富塔顶进入。脱氨后的煤气去洗苯塔，洗氨后
31、的半富氨水经换热后去脱硫塔顶。氨水经换热后去脱硫塔顶。2 2、水洗氨、水洗氨u洗氨塔下段：洗氨塔下段：脱脱硫硫段段 脱硫段，脱硫剂脱硫段，脱硫剂为稀碱液。稀碱液用循为稀碱液。稀碱液用循环碱泵打到脱硫段的顶部由喷头喷出。碱液环碱泵打到脱硫段的顶部由喷头喷出。碱液循环使用，并不断补充新的稀碱，塔底多余循环使用，并不断补充新的稀碱，塔底多余的碱液由液位控制装置将其送到固定氨蒸出的碱液由液位控制装置将其送到固定氨蒸出塔，用以分解固定铵盐。焦炉煤气从脱硫段塔，用以分解固定铵盐。焦炉煤气从脱硫段底部进入。底部进入。2、水洗氨、水洗氨 洗油吸收煤气中苯族烃的洗油吸收煤气中苯族烃的工艺如图工艺如图10所示。所
32、示。脱硫脱氨后的煤气依次进入两台串连的洗脱硫脱氨后的煤气依次进入两台串连的洗苯塔底部，在洗苯塔中与逆向流动的洗油接触，苯塔底部，在洗苯塔中与逆向流动的洗油接触，使煤气中的苯族烃不断地向洗油转移，送往燃使煤气中的苯族烃不断地向洗油转移，送往燃气厂的煤气含苯量要求在气厂的煤气含苯量要求在3g/m3以下。以下。洗苯塔底排出的富油，经过换热和管式炉洗苯塔底排出的富油，经过换热和管式炉加热后被送往脱苯塔脱苯。富油中粗苯含量依加热后被送往脱苯塔脱苯。富油中粗苯含量依操作条件而异，一般为操作条件而异，一般为2.5左右。左右。3、洗油吸收煤气中的苯族烃、洗油吸收煤气中的苯族烃图图10 洗苯塔工艺流程图洗苯塔工
33、艺流程图1-洗苯塔洗苯塔2-洗油槽洗油槽3-贫油泵贫油泵4-二次洗油二次洗油泵泵5-富油泵富油泵四、粗苯蒸馏四、粗苯蒸馏 粗苯蒸馏的任务是回收洗涤工段富油中的苯粗苯蒸馏的任务是回收洗涤工段富油中的苯族烃。族烃。在洗苯塔内洗油吸收煤气中的苯族烃，在洗苯塔内洗油吸收煤气中的苯族烃，离开洗苯塔其含苯量达离开洗苯塔其含苯量达2%左右的洗油称左右的洗油称富油；富油；富油送至粗苯工段脱除苯族烃后称富油送至粗苯工段脱除苯族烃后称贫油。贫油。富油送至粗苯工段脱除的苯族烃制成轻苯、富油送至粗苯工段脱除的苯族烃制成轻苯、精重苯、萘溶剂油等产品。精重苯、萘溶剂油等产品。萘溶剂油含萘萘溶剂油含萘40-50%；精重苯主
34、要组份是；精重苯主要组份是古马隆和茚，其量占古马隆和茚，其量占40%以上，其它有以上，其它有二甲苯、二甲苯、三甲苯、萘等；三甲苯、萘等；轻苯和洗油组成见表轻苯和洗油组成见表4、表、表5。成分成分苯苯甲苯甲苯 二甲苯二甲苯 三甲苯三甲苯其它其它含量含量%76-8515-202-61-20.5-1.0表表4 轻苯轻苯的主要组份的主要组份成分成分萘萘-甲基萘甲基萘-甲基萘甲基萘联苯联苯含量含量%5-610-1120-214-3成分成分苊苊二甲基萘二甲基萘氧芴氧芴其它其它含量含量%14-153-42-339-40表表5 洗油洗油的主要组成的主要组成粗苯蒸馏工艺流程粗苯蒸馏工艺流程 洗涤工段送来的洗涤工
35、段送来的富油富油进入富油槽，由富油泵进入富油槽，由富油泵连续地经过连续地经过油汽换热器、贫富油换热器、管式油汽换热器、贫富油换热器、管式炉炉，加热到，加热到180185后，进入脱苯塔第后，进入脱苯塔第16块块塔板上。从管式炉后富油管上引出塔板上。从管式炉后富油管上引出1.5左右的左右的富油，进入再生器内再生，经管式炉加热的过富油，进入再生器内再生，经管式炉加热的过热直接蒸汽，入再生器将富油蒸吹，再生器顶热直接蒸汽，入再生器将富油蒸吹，再生器顶蒸汽及油汽，进入脱苯塔底部的第一块塔板上，蒸汽及油汽，进入脱苯塔底部的第一块塔板上，作为脱苯塔直接蒸汽蒸馏富油，再生器底部残作为脱苯塔直接蒸汽蒸馏富油，再
36、生器底部残渣油，定期排至残渣槽。渣油，定期排至残渣槽。粗苯蒸馏工艺流程粗苯蒸馏工艺流程(续一续一)脱苯塔底的热脱苯塔底的热贫油贫油自流到贫富油一段（浮头自流到贫富油一段（浮头式列管）换热器后，进入塔下部热贫油槽，然后式列管）换热器后，进入塔下部热贫油槽，然后由热贫油泵送至贫富油二段（螺旋板）换热器与由热贫油泵送至贫富油二段（螺旋板）换热器与富油换热，进富油换热，进一段螺旋贫油冷却器一段螺旋贫油冷却器由循环冷却水由循环冷却水间冷到间冷到45，再进，再进二段螺旋贫油冷却器二段螺旋贫油冷却器由低温水由低温水间冷到间冷到28后，去后，去洗涤工段洗涤工段。脱苯塔顶脱苯塔顶轻苯轻苯蒸汽，进油汽换热器和冷凝
37、冷蒸汽，进油汽换热器和冷凝冷却器冷却，冷凝液进油水分离器分离出水后成为却器冷却，冷凝液进油水分离器分离出水后成为轻苯产品，分离水集中后进冷凝鼓风工段。轻苯产品，分离水集中后进冷凝鼓风工段。粗苯蒸馏工艺流程粗苯蒸馏工艺流程(续二续二)轻苯中间槽部分轻苯，由回流泵送至脱苯轻苯中间槽部分轻苯，由回流泵送至脱苯塔顶第塔顶第55块塔板上作为回流液。从脱苯塔第块塔板上作为回流液。从脱苯塔第50块塔板上引出冷凝水，经分离出的油回到第块塔板上引出冷凝水，经分离出的油回到第49块塔板上。在脱苯塔第块塔板上。在脱苯塔第35或或37、39块塔板上引块塔板上引出出精重苯精重苯、第、第25或或27、29块塔板上引出块塔
38、板上引出萘溶剂萘溶剂油油。在第一块塔板下部有过热直接蒸汽，用于。在第一块塔板下部有过热直接蒸汽，用于调节塔内蒸汽量。调节塔内蒸汽量。图图11 粗苯蒸馏工艺流程线路图粗苯蒸馏工艺流程线路图洗洗涤涤工工段段富富油油富富油油槽槽油汽换热器油汽换热器贫富油二段换热器贫富油二段换热器贫富油一段换热器贫富油一段换热器富油泵富油泵70-75油水分离器油水分离器精重苯槽精重苯槽萘油槽萘油槽25-30管式加热炉管式加热炉15-30130洗油再生塔洗油再生塔185脱脱苯苯塔塔热热贫贫油油槽槽图图1 2 贫油贫油流程线路图流程线路图贫富油二段换热器贫富油二段换热器贫富油一段换热器贫富油一段换热器175脱脱苯苯塔塔热
39、热贫贫油油槽槽150贫油泵贫油泵一段贫油冷却器一段贫油冷却器二段贫油冷却器二段贫油冷却器贫贫油油槽槽洗涤工段洗涤工段4528图图13 轻苯轻苯线路图线路图油汽换热器油汽换热器脱脱苯苯塔塔热热贫贫油油槽槽轻苯冷却器轻苯冷却器油水分离器油水分离器轻苯回流泵轻苯回流泵回流柱回流柱轻苯槽轻苯槽轻苯产品泵轻苯产品泵图图14 管式炉和换热器管式炉和换热器1-1-烟囱烟囱 2-2-对流室顶盖对流室顶盖 3-3-对流室富油入口对流室富油入口4-4-对流室炉管对流室炉管 5-5-清扫门清扫门 6-6-饱和蒸汽入口饱和蒸汽入口 7-7-过热蒸汽出口过热蒸汽出口 8-8-辐射段富油出口辐射段富油出口 9-9-辐射段
40、炉门辐射段炉门 10-10-看火门看火门 11-11-火嘴火嘴 12-12-人孔人孔 13-13-手摇鼓轮手摇鼓轮图图15 洗油再生器洗油再生器(筛板塔筛板塔)和脱苯塔和脱苯塔(泡罩塔泡罩塔)五、脱硫富液的净化五、脱硫富液的净化 脱硫塔排出的脱硫富液中含有挥发铵盐脱硫塔排出的脱硫富液中含有挥发铵盐和固定铵盐，挥发铵盐主要有和固定铵盐，挥发铵盐主要有(NH4)2S、NH4CN、(NH4)2CO3，固定铵盐主要有，固定铵盐主要有NH4Cl、(NH4)2 SO4，含硫、氰、氨的水溶液，含硫、氰、氨的水溶液不能外排，必须将其中的不能外排，必须将其中的H2S、HCN、CO2和和NH3去除。去除。1、脱酸
41、脱酸 经过砂石过滤器的脱硫富液经过流量调节装置经过砂石过滤器的脱硫富液经过流量调节装置进入脱酸塔（聚丙烯填料塔）。脱酸的进入脱酸塔（聚丙烯填料塔）。脱酸的目的目的是脱除是脱除脱硫富液中的酸性气体脱硫富液中的酸性气体H2S、HCN、CO2等。等。富富H2S洗涤水（洗涤水（25-26）约约2/3量量进入脱酸塔进入脱酸塔中段，且经过换热器预热，温度上升至中段，且经过换热器预热，温度上升至77左右。左右。所有这些换热器都是板式热交换器，预热过程是利所有这些换热器都是板式热交换器，预热过程是利用用热热脱酸贫液、蒸氨废水和气提水脱酸贫液、蒸氨废水和气提水进行间接换热的。进行间接换热的。1、脱酸脱酸 1、脱
42、酸脱酸 富富H2S洗涤水（洗涤水（25-26）约）约1/3量进入脱酸量进入脱酸塔顶部，以塔顶部，以控制脱酸塔顶部出去的酸汽温度控制脱酸塔顶部出去的酸汽温度。在脱酸塔内，主要的酸性组分在脱酸塔内，主要的酸性组分H2S、CO2和和HCN在约在约97时从富时从富H2S洗涤水中蒸出。洗涤水中蒸出。脱酸塔底部的脱酸水约脱酸塔底部的脱酸水约97，用脱酸水泵，用脱酸水泵打出，打出，一部分一部分经板式换热器被经板式换热器被富液冷却后送富液冷却后送至至H2S洗涤塔洗涤塔，另一部分经过流量调节装置热态送另一部分经过流量调节装置热态送至挥发氨塔和固定氨塔。至挥发氨塔和固定氨塔。1、脱酸脱酸 酸性气体蒸出的酸性气体蒸
43、出的热源热源是靠蒸氨塔中的含是靠蒸氨塔中的含NH3蒸汽提供的。来自挥发氨塔和固定铵塔蒸汽提供的。来自挥发氨塔和固定铵塔中、上部的含中、上部的含NH3蒸汽，一起送到脱酸塔底蒸汽，一起送到脱酸塔底部以加热分解富液中的挥发铵盐。被分解为部以加热分解富液中的挥发铵盐。被分解为NH3、H2S、HCN、CO2的气体混合物经塔顶的气体混合物经塔顶填料层时、被冷态的富液喷淋冷却，使填料层时、被冷态的富液喷淋冷却，使大部大部分分NH3被吸收下来，离开脱酸塔的气体主要被吸收下来，离开脱酸塔的气体主要含有含有H2S、HCN、CO2等酸性气体。等酸性气体。2、蒸氨、蒸氨 蒸氨装置由固定氨塔（泡罩塔）和挥发蒸氨装置由固
44、定氨塔（泡罩塔）和挥发氨塔（泡罩塔）组成，其工艺流程如图氨塔（泡罩塔）组成，其工艺流程如图16所所示。示。定量的脱酸废水（这个量等于本工段外定量的脱酸废水（这个量等于本工段外排水量）被送至固定氨塔。在此塔内，固定排水量）被送至固定氨塔。在此塔内，固定铵盐被碱液和蒸汽所分解。铵盐被碱液和蒸汽所分解。图图16 蒸氨工艺流程蒸氨工艺流程2、蒸氨、蒸氨 分解固定铵盐所用的碱液，在洗氨塔的分解固定铵盐所用的碱液，在洗氨塔的碱洗段内为进一步脱除焦炉煤气中的硫而预碱洗段内为进一步脱除焦炉煤气中的硫而预先使用过，此碱液预热至先使用过，此碱液预热至100左右后，加入左右后，加入固定氨塔内，固定氨塔内，从从固定氨
45、塔固定氨塔中上部蒸出的含氨中上部蒸出的含氨汽体，供给脱酸塔底部，作为酸性气体的热汽体，供给脱酸塔底部，作为酸性气体的热源。源。2、蒸氨、蒸氨 固定固定氨氨塔底部的排出物，通过液位调节塔底部的排出物，通过液位调节装置用废水泵打走，经换热器被富液冷却后，装置用废水泵打走，经换热器被富液冷却后，送到生化工段处理。送到生化工段处理。固定固定氨氨塔中一部分氨塔中一部分氨水蒸汽经塔顶水蒸汽经塔顶分缩器冷却，冷凝出部分水后的氨蒸汽被送分缩器冷却，冷凝出部分水后的氨蒸汽被送往氨分解炉。往氨分解炉。2、蒸氨、蒸氨 挥发氨塔挥发氨塔中上部出来的含氨汽体，供给中上部出来的含氨汽体，供给脱氨塔底部，作为酸性气体的热源
46、。脱氨塔底部，作为酸性气体的热源。挥发氨塔底部排出的液体，通过液位调挥发氨塔底部排出的液体，通过液位调节装置用蒸氨废水泵打走，经换热器被富液节装置用蒸氨废水泵打走，经换热器被富液冷却，再经蒸氨废水深冷器后进入洗氨塔。冷却，再经蒸氨废水深冷器后进入洗氨塔。经塔顶分缩器冷凝分缩后的氨气被送往经塔顶分缩器冷凝分缩后的氨气被送往氨气分解炉。氨气分解炉。3、氨分解、氨分解 氨分解法是西方国家于六十年代由于氨分解法是西方国家于六十年代由于氨的回收不经济的原因而研制出的氨蒸汽氨的回收不经济的原因而研制出的氨蒸汽处理方法。氨在高温下（处理方法。氨在高温下（10001200）会发生分解反应。主要反应如下：会发生
47、分解反应。主要反应如下：(1)2NH3=N2+3H2(2)2HCN+2H2O=2CO+N2+3H2(3)CH4+H2O=CO+3H23、氨分解、氨分解(4)CnHm+nH2O=nCO+(0.5m+n)H2(5)2H2S+3O2=2SO2+2 H2O(6)2H2+O2=2H2O(7)SO2+3H2=H2S+H2O(8)4H2S+2SO2=3S2+4 H2O(9)S2+2H2=2 H2S图图17 氨分解工艺流程氨分解工艺流程3、氨分解、氨分解 来自蒸氨塔的来自蒸氨塔的氨汽氨汽进入氨分解炉的混合室进入氨分解炉的混合室（即燃烧器），与来自煤气增压机的（即燃烧器），与来自煤气增压机的净煤气净煤气和和来自
48、空气鼓风机的来自空气鼓风机的空气空气按一定比例混合燃烧，按一定比例混合燃烧，在氨分解炉的顶部空间温度高达在氨分解炉的顶部空间温度高达10001200，氨发生分解反应，反应过程延续到中部大约氨发生分解反应，反应过程延续到中部大约900的催化床。反应结束后的尾气（因含有可的催化床。反应结束后的尾气（因含有可燃成分，故作为低热值煤气予以回收，称为过燃成分，故作为低热值煤气予以回收，称为过程气）经过废热锅炉，把软水汽化升温成高压程气）经过废热锅炉，把软水汽化升温成高压蒸汽。蒸汽。3、氨分解、氨分解 尾气从锅炉出来后进入软水换热器进行尾气从锅炉出来后进入软水换热器进行换热，此时尾气被冷却到大约换热，此时
49、尾气被冷却到大约200左右，被左右，被送到尾气冷却器，用来自鼓冷的循环氨水喷送到尾气冷却器，用来自鼓冷的循环氨水喷淋冷却，同时将尾气中的硫化氢吸收下来。淋冷却，同时将尾气中的硫化氢吸收下来。冷却后的尾气被送到焦炉煤气总管。循环氨冷却后的尾气被送到焦炉煤气总管。循环氨水又回到鼓冷工段。水又回到鼓冷工段。4、硫回收、硫回收 脱酸塔出来的酸性气体的处理方法有脱酸塔出来的酸性气体的处理方法有二种：一种是燃烧法，将其中的二种：一种是燃烧法，将其中的H2S氧化成氧化成SO2，再催化生成，再催化生成SO3，以制取，以制取H2SO4；另；另一种方法是用克劳斯反应机理将其中的一种方法是用克劳斯反应机理将其中的H
50、2S转化成硫磺。转化成硫磺。克劳斯反应克劳斯反应是含是含H2S酸性气在酸性气在O2不足条不足条件下燃烧，并保持件下燃烧，并保持H2S与与SO2分子比为分子比为2:1时，时，H2S转化为元素硫。转化为元素硫。克劳斯反应机理克劳斯反应机理 在在燃烧炉燃烧炉(克劳斯炉克劳斯炉)内内高温高温(1100-1200)催催化反应。反应在约化反应。反应在约1s内完成，主要反应如下：内完成，主要反应如下：3H2S+3/2O2=3S+3H2O H=665.1KJ/kgH2S+3/2O2=SO2+H2O H=665.1KJ/kg2H2S+SO2=3S+2H2O H=665.1KJ/kg2H2S+CO2=CS2+2H
