1、炼焦化学产品回收与精制工艺学炼焦化学产品回收与精制工艺学 全册配套完整课件全册配套完整课件 讲 次 日 期 周 次 授 课 章 节 内 容 学时分配 讲 课 实 验 上 机 设 计 其 他 1 10.24 9 第一章 绪论 2 2 10.28 9 第二章 煤气的冷却和冷凝 2 3 10.31 1 0 第三章 煤气的输送和焦油雾的清除 2 4 11.04 1 0 第四章 硫酸铵的生产 2 5 11.07 1 1 第五章 剩余氨水的加工与粗轻吡啶的制取 2 6 11.11 1 1 第六章 水洗氨与无水氨生产 2 7 11.14 1 2 第七章 粗苯的回收与制取 2 8 11.18 1 2 第八章
2、煤气中硫化氢的清除 2 9 11.21 1 3 第八章 煤气中硫化氢的清除 2 10 11.25 1 3 第九章 粗苯的精制 2 11 11.28 1 4 第九章 粗苯的精制 2 12 12.02 1 4 第十章 煤焦油初步蒸馏 2 13 12.05 1 5 第十章 煤焦油初步蒸馏 2 14 12.09 1 5 第十一章 萘的分离精制 2 15 12.12 1 6 第十二章 粗酚和粗吡啶的制取及精制 2 绪 论 第一章第一章 绪 论 第一节 炼焦化学产品概述 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产率 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型流程 第一节 炼焦化学产品概述 一、煤(化石燃料) 根据煤
3、中含有挥发性成分分类 贫煤 （无烟煤：含挥发分12%） 瘦煤 （含挥发分12-18%） 气煤 （含挥发分35-44%） 长烟煤 （42%） 焦煤焦煤 （18-26%） 肥煤肥煤 （26-35%） 第一节 炼焦化学产品概述 二二、炼焦化学炼焦化学 炼焦化学是研究以煤为原料，经高温干馏获得焦炭和荒煤气， 并用经济合理的方法将荒煤气分离和精制成化学产品的技术 和工艺原理的学科。 第一节 炼焦化学产品概述 三、炼焦化学产品用途三、炼焦化学产品用途: 焦炉煤气：燃料，化工原料 煤焦油： 化肥、农药、和成纤维、合成橡胶、油漆、染料、 医药、炸药 焦炭： 高炉炼铁和铸造，也可用于制造氮肥、电石 第一节 炼焦
4、化学产品概述 表 1-1 国 内 生 产 的 主 要 炼 焦 化 学 产 品 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 煤料在焦炉炭化室内进行高温干馏时，煤质发生了一 系列的物理、化学变化。 1. 第一阶段(室温-300 ) 主要是煤干燥、脱吸阶段，煤 没有发生外形上的变化。 2. 第二阶段(300-600 ) 该阶段以煤热分解、解聚为主， 形成胶质体并固化而形成半焦。 3. 第三阶段(600-1000 ) 该阶段以缩聚反应为主体， 由半焦转变成焦炭。 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 第一阶段：室温 120 200 300 水 CO2、CH4、N2等 CO2、 CO、 H2S，热解水
5、 第二阶段：300 450 600 焦油和气体 半焦 第三阶段：600 750 1000 二次气体 H2和CH4 焦炭 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 初次分解产物：甲烷，二氧化碳、氧化碳、化合水及初 焦油，少量氢。 初焦油主要的组成大致如下，% 链烷烃(脂肪烃) 烯烃 芳烃 酸性物质 盐基类 树脂状物质 其他 8.0 2.8 58.9 12.1 1.8 14.4 2 二次裂解：经过裂解反应如 缩合反应： 脱氢反应： 氢化反应： 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 炼焦过程析出的初次分 解产物，在炭化室内的流动 途径如右图1所示，约85
6、% 的产物是通过赤热的半焦及 焦炭层和沿温度为1000左 右的炉墙到达炭化室顶部空 间的，其余约25的产物则 通过温度一般不超过400， 处在两侧胶质层之间的煤料 层逸出。 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 通过上述许多复杂反应和其他反应，煤气中的甲烷和重 烃(主要为乙烯)的含量降低，氢的含量增高，煤气的密度变 小，并形成一定量的氨，苯族烃、萘和蒽等，在炭化室顶部 空间最终形成一定组成的焦炉煤气。 荒煤气中除净焦炉煤气外的主要组成（g/m3）： 水蒸气 250450 硫化氢 630 焦油气 80120 其他硫化物 22.5 苯族烃 3045 氰化氢等氰化物 1.02.5 氨 816 吡
7、啶盐基 0.40.6 萘 812 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 煤气中氢、甲烷、一氧化碳、不饱和烃是可燃成分，氮、 二氧化碳、氧是惰性组分。净焦炉煤气的低热值为 1758018420kJ/m3,密度为0.450.48kg/m3。 经回收化学产品和净化后的煤气，称为净焦炉煤气，也称 回炉煤气。 其组成如表1-1所示。 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 三、炼焦化学产品的产率三、炼焦化学产品的产率 炼焦化学产品的数量和组成随炼焦温度和原料煤质量的 不同而波动。在工业生产条件下，煤料高温干馏时各种产物 的产率，% (对干煤的质量)： 焦炭 7078； 净焦炉煤气 1519； 焦油
8、 34.5； 化合水： 24； 苯族烃 0.81.4； 氨 0.250.35 其他 0.91.1。 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 四、影响化学产品产率和组成的因素四、影响化学产品产率和组成的因素 炼焦化学产品的产率取决于炼焦配煤的性质和炼焦过程 的技术操作条件。 1配煤性质和组成的影响配煤性质和组成的影响 在配煤的干燥无灰基（daf）挥发分Vdaf=20%30%的范 围内，可依下式求得焦油产率X(%)； X=18.361.53Vdaf0.026 Vdaf （1-1） 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 苯族烃的产率随配煤中的（C/H）的增加而增加。且 配煤挥发分含量越高，所得
9、粗苯中甲苯的含量就越少。在 上述配煤的干燥无灰基挥发分范围内，可由下式求得苯族 烃的产率Y(%)： Y=1.60.144 Vdaf0.0016Vdaf （1-2） 氨来源于煤中的氮。一般配煤约含氮2%左右，其中约 60%存在于焦炭中，15%20%的氮与氢化合生成氨，其余 生成氰化氢，吡啶盐基或其他含氮化合物。这些产物分别 存在于煤气和焦油中。 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 煤气的产率Q()同配煤挥发分有关，可依下式求 得： （1-3） 式中系数(对气煤a=3，对焦煤a=3.3) Vdaf 配煤的干燥无灰基挥发分，。 由于湿煤的含水量不稳定，不易作基准，所以上述 产率均是对干煤的质量
10、%。 daf VaQ 第二节 炼焦化学产品的生成与组成和产 率 2焦炉操作条件的影响焦炉操作条件的影响 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型流 程 一、在正压下操作的焦炉煤气处理系统一、在正压下操作的焦炉煤气处理系统 比较典型的处理方法和工艺系统有两大类。根据鼓风机设置位置 不同分为正压和半负压工艺系统。 1 1. . 正压操作系统正压操作系统 焦炉煤气净化精制处理系统中鼓风机设在初冷器的后面。如图1-4 所示: 图1-4 正压下操作的焦炉煤气处理系统 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型流 程 2 . 半负压操作系统半负压操作系统 焦炉煤气净化精制处理系统中鼓风机设在电捕焦油器 的后面。
11、如下页图1-5 图1-5 半负压下操作的焦炉煤气处理系统 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型 流程 经处理后的煤气净制程度可达到表1-2所列标准。 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型 流程 二、在负压下操作的焦炉煤气处理系统二、在负压下操作的焦炉煤气处理系统 在采用水洗氨的系统中，因洗氨塔操作温度尽可能低些（2225） 为宜，故鼓风机可设在煤气净化系统的最后面，这就是全负压工艺流程。 负压下操作的焦炉煤气处理系统如图1-6所示。 图1-6 负压下操作的焦炉煤气处理系统 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型 流程 三、粗苯加工生产流程系统三、粗苯加工生产流程系统 粗苯工段生产的粗苯，经
12、两苯塔分馏为轻苯和重苯。苯、 甲苯、二甲苯的绝大部分和硫化物的大部分及50%的不饱和化 合物聚集与轻苯中，苯乙烯、古马隆和茚等高沸点不饱和化合 物聚集于重苯中。轻苯和重苯分别加工。粗苯精制加工生产流 程系统见图1-7。 第三节 回收与加工化学产品的方法及典型 流程 四、焦油加工生产流程系统四、焦油加工生产流程系统 冷凝工段生产的煤焦油是具有刺激性臭味的黑色或黑褐色 的黏稠状液体，其中含有上万种的物质，须经过予处理蒸馏切 取组分集中的各种馏分，再对各种馏分用酸碱洗涤、蒸馏、聚 合、结晶等方法进行处理提取纯产品。焦油加工生产流程系统 见图1-8和图1-9。 图1-9 焦油馏分精制加工系统 第三节
13、回收与加工化学产品的方法及典型流程 煤气的初冷和冷凝 第二章第二章 第二章 作业 名词解释： 露点温度、重质焦油、剩余氨水 初冷器主要沉积物? 煤气初冷的原因？ 煤气初冷分为几步，以及温度分布情况？ 煤气的初冷和冷凝 第一节 煤气在集气管内的冷却 第二节 煤气在初冷器的冷却 第三节 焦油氨水的分离 第四节 物料平衡与热平衡 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 名词解释 露点温度：煤气被水汽饱和的温度，即煤气的冷却极限温度。 初冷器：由集气管出来的煤气应继续冷却到25-35 或低于25 。这个 任务要在化产回收车间的初冷器内完成。因焦化厂内该冷却器位于煤气 输送系统的开始部位，故称为煤气初步冷却
14、器，简称初冷器。 冷凝液：焦油和冷凝氨水的混合液。 重质焦油：用循环氨水于集气管内喷洒荒煤气时，约有60%的焦油气冷 凝下来的集气管焦油。 水封槽：为了排除煤气管道和煤气设备中由于煤气冷却时所形成的冷凝 液，同时又不使煤气漏至大气或空气漏入煤气设备和管道，需要在冷凝 液聚积处设置的冷凝液排出装置。 煤气的初冷和冷凝 焦炉煤气从炭化室经上升管逸出时的温度为650 750此时煤气中含有焦油气，苯族烃、水汽，氨、硫 化氢、氰化氢，萘及其他化合物，为回收和处理这些化 合物，首先应将煤气冷却. 图1-4 正压下操作的焦炉煤气处理系统 煤气的初冷和冷凝的原因 1. 从煤气中回收化学产品时，应在较低的温度下
15、(25 35)才能保证较高的回收率; 2. 含有大量水汽的高温煤气体积大，温度高,使输送煤气管 道直径、鼓风机的输送能力和功率均增大，这是不经济的; 3. 在煤气冷却过程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和 萘也被分离出来，部分硫化物，氰化物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; 4. 有利于氨的回收,改善硫酸铵的产品质量,并减少洗苯时对 循环洗油的影响. 煤气的初冷和冷凝操作 煤气的初步冷却分两步进行： 第二步在回收车间的初冷器初冷器中冷却2535或25 以下. 第一步是在集气管及桥管集气管及桥管中用大量70-75 循环氨水 喷洒，使煤气冷却到8090； 第一节 煤气
16、在集气管内的冷却 一、煤气在集气管内的冷却一、煤气在集气管内的冷却 1. 煤气在集气管内冷却的机理煤气在集气管内冷却的机理 煤气在桥管和集气管内冷却，是用表压为150200kPa 的循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的（由图2-1所示）。 煤气由650 750降 至80-85 煤气放出总热量分配: 循环氨水蒸发消耗的热量:70-80% 氨水升温所消耗的热量:15-20% 管道散热损失:10-15% 第一节 煤气在集气管内的冷却 第一节 煤气在集气管内的冷却 影响煤气在集气管冷却效果的因素: 1.氨水的喷洒效果: 氨水喷洒的物化程度高,可形成足够的蒸发面 积,氨水蒸发面积大,煤气冷却效果好 2.循环氨
17、水量: 单集气管 (5m3/t干煤）； 双集气管(6m3/t干煤） 3.采用70 75 热循环的氨水喷洒：有利于氨水蒸发，强化煤 气冷却效果。不会导致集气管底部冷却太剧烈，使得冷凝的焦 油黏度增大，造成堵塞。也有中和及润滑的作用。 第一节 煤气在集气管内的冷却 第一节 煤气在集气管内的冷却 在集气管中不用冷水冷却的原因: 1. 冷水温度低，不易蒸发，使煤气冷却效果不好，所带入的矿 物杂质会增加沥青的灰分； 2. 水温低导致集气管底部冷却太剧烈，使得冷凝的焦油黏度增 大，造成堵塞； 3. 由于氨水是碱性，能中和焦油酸，保护煤气管道；又有润滑 性，便于焦油流动，可以防止煤气冷却过程中煤粉、焦粒、
18、焦油混合形成的焦油渣因积聚，而堵塞煤气管道。 第二节 煤气在初冷器的冷却 焦炉煤气气液分离器初冷器鼓风机电捕焦油器 焦油 氨水 澄清槽 煤气 煤气+雾状焦油（少量） 第二节 煤气在初冷器的冷却 煤气冷却的流程可分为： 间接冷却 （中国目前广泛采用） 直接冷却 间直混合冷却三种。 间壁式冷却器，简称为间接冷却器或间接冷却: 被冷却 的煤气与冷却介质分别从固体壁面的两侧流过，煤气将 热量传给壁面，再由壁面传给冷却介质的冷却器。 第二节 煤气在初冷器的冷却 影响煤气在初冷器冷却效果的因素： 1 冷却数量、水温和冷却数量、水温和 水质水质 2 初冷器煤气通道阻力初冷器煤气通道阻力 为减缓冷却水管内壁结
19、垢 控制冷却器出水的水温小 于45； 对循环冷却水进行水质处 理 初冷器阻力大小反映了冷却水管沉 积物的多少 沉积物主要是萘和焦油，是煤气向 冷却水传热过程的阻力 第二节 煤气在初冷器的冷却 立管式间接冷却器立管式间接冷却器 横管式间接冷却器横管式间接冷却器 我国过去采用较多（25-35） 现在新建、改建的焦化厂多采用（21- 22） 煤气走管间，冷却水走管内 上端用循环氨水喷洒，中、下段用冷 凝液喷洒 第二节 煤气在初冷器的冷却 立管式间接冷却器：煤气管间，冷却水管内立管式间接冷却器：煤气管间，冷却水管内 集合温度：集合温度： 硫铵系统中低于硫铵系统中低于35，水洗氨生产低于，水洗氨生产低于
20、25 随着煤气的冷却，煤气中绝大部分焦油气、大部随着煤气的冷却，煤气中绝大部分焦油气、大部 分水汽和萘在初冷器中被冷凝下来，萘溶解于焦分水汽和萘在初冷器中被冷凝下来，萘溶解于焦 油中。煤气中一定数量的氨，二氧化碳，硫化氢，油中。煤气中一定数量的氨，二氧化碳，硫化氢， 氰化氢和其他组分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氰化氢和其他组分溶解于冷凝水中，形成了冷凝 氨水。氨水。 冷凝氨水中含有较多的挥发铵盐（如冷凝氨水中含有较多的挥发铵盐（如 (NH4)S、 NH4CN、(NH4)2CO3等），固定铵盐（如等），固定铵盐（如NH4Cl、 (NH4)SO4等）的含量较少。等）的含量较少。 为降低循环氨水中固定
21、铵盐，减轻对焦油蒸馏设为降低循环氨水中固定铵盐，减轻对焦油蒸馏设 备的腐蚀和改善焦油的脱水、脱盐操作，大多采备的腐蚀和改善焦油的脱水、脱盐操作，大多采 用两种氨水混合的分离流程。用两种氨水混合的分离流程。 分离后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨废水还应分离后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨废水还应 经生化处理。经生化处理。 第二节 煤气在初冷器的冷却 由管式初冷器出来的煤气尚含有由管式初冷器出来的煤气尚含有1.52g/m3的的 雾状焦油，被鼓风机抽送至电捕焦油器除去其雾状焦油，被鼓风机抽送至电捕焦油器除去其 中绝大部分焦油雾后，送往下一道工序。中绝大部分焦油雾后，送往下一道工序。 图2-5-2 半负压下横
22、管式煤气初冷工艺流程 1气液分离器；2横管冷却器；3电捕焦油器；4鼓风机；5机械化氨水澄清槽； 6机械化焦油澄清槽；7煤气水封槽；8上段冷凝液封槽；9上段冷凝液循环泵； 10下段冷凝液循环泵；11下段冷凝液封槽；12电捕水封槽；13液下泵；14 地下放空槽；15焦油泵16循环氨水泵17循环氨水中间槽；18循环氨水事故槽； 19剩余氨水槽；20剩余氨水泵；21剩余氨水中间槽；22剩余氨水中间槽；23 除焦油器；24高压氨水；25氮气加热器；26鼓风机水封槽 第二节 煤气在初冷器的冷却 从焦炉来的焦油氨水与煤气的混合从焦炉来的焦油氨水与煤气的混合 物约物约80入气液分离器，煤气与焦入气液分离器，煤
23、气与焦 油氨水等在此分离。油氨水等在此分离。 分离出的粗煤气并联进入三台横管分离出的粗煤气并联进入三台横管 式初冷器，当其中任一台检修或吹式初冷器，当其中任一台检修或吹 扫时，其余两台基本满足正常生产扫时，其余两台基本满足正常生产 时的工艺要求。时的工艺要求。 初冷器分上、下两段，在上段，用初冷器分上、下两段，在上段，用 循环水将煤气冷却到循环水将煤气冷却到45，然后煤，然后煤 气入初冷器下段与制冷水换热，煤气入初冷器下段与制冷水换热，煤 气被冷却到气被冷却到22 冷却后的煤气并联进入两台电捕焦冷却后的煤气并联进入两台电捕焦 油器，当一台检修或冲洗时，另一油器，当一台检修或冲洗时，另一 台基本
24、满足正常生产时的工艺要求。台基本满足正常生产时的工艺要求。 图2-5-2 半负压下横管式煤气初冷工艺流程 1气液分离器；2横管冷却器；3电捕焦油器；4鼓风机；5机械化氨水澄清槽； 6机械化焦油澄清槽；7煤气水封槽；8上段冷凝液封槽；9上段冷凝液循环泵； 10下段冷凝液循环泵；11下段冷凝液封槽；12电捕水封槽；13液下泵；14 地下放空槽；15焦油泵16循环氨水泵17循环氨水中间槽；18循环氨水事故槽； 19剩余氨水槽；20剩余氨水泵；21剩余氨水中间槽；22剩余氨水中间槽；23 除焦油器；24高压氨水；25氮气加热器；26鼓风机水封槽 第二节 煤气在初冷器的冷却 捕集焦油雾滴后的煤气送煤气鼓
25、风捕集焦油雾滴后的煤气送煤气鼓风 机进行加压，煤气鼓风机一开一备，机进行加压，煤气鼓风机一开一备， 加压后煤气送往脱硫及硫回收工段。加压后煤气送往脱硫及硫回收工段。 图2-5-2 半负压下横管式煤气初冷工艺流程 1气液分离器；2横管冷却器；3电捕焦油器；4鼓风机；5机械化氨水澄清槽； 6机械化焦油澄清槽；7煤气水封槽；8上段冷凝液封槽；9上段冷凝液循环泵； 10下段冷凝液循环泵；11下段冷凝液封槽；12电捕水封槽；13液下泵；14 地下放空槽；15焦油泵16循环氨水泵17循环氨水中间槽；18循环氨水事故槽； 19剩余氨水槽；20剩余氨水泵；21剩余氨水中间槽；22剩余氨水中间槽；23 除焦油器
26、；24高压氨水；25氮气加热器；26鼓风机水封槽 第二节 煤气在初冷器的冷却 为了保证初冷器的冷却效果，在上、下为了保证初冷器的冷却效果，在上、下 段连续喷洒焦油氨水混合液，在其顶部段连续喷洒焦油氨水混合液，在其顶部 用热氨水不定期冲洗，以清除管壁上的用热氨水不定期冲洗，以清除管壁上的 焦油、萘等杂质。焦油、萘等杂质。 第三节 焦油氨水的分离 第三节 焦油氨水的分离 澄清分离设备： 卧式焦油氨水澄清槽（应用最为广泛） 立式焦油氨水分离器或锥形底氨水澄清槽（适用于小型焦化厂） 双锥形氨水分离器 卧式焦油氨水澄清槽 立式焦油氨水分离器 第四节物料平衡与热平衡物料平衡与热平衡 集气管的物料平衡与热平
27、衡集气管的物料平衡与热平衡 通过集气管的物料平衡和热平衡的计算，可以了解集 气管内物料转移的情况以及求得冷却后的煤气温度。若冷 却后的煤气温度已确定，就可以求得必需的循环氨水用量 及其蒸发量。也可用以评定集气管操作好坏。 （一）某厂实际生产数据（一）某厂实际生产数据 1. 产品产率，(对干煤质量) 焦炉煤气 15.80 水分(化合水2；配煤水分8) 10 焦油 4.0 粗苯 1.1 氨 0.3 硫化氢 0.3 焦炭 76.5 总计 108.0 2. 操作指标 冷凝焦油量占总焦油量， 60 进入集气管的煤气；温度， 650 离开集气管的煤气温度， 82 进入集气管的循环氨水温度， 75 离开集气
28、管的循环氨水温度， 78 标准状态下的煤气密度，kg/m3 0.465 集气管内压强, Pa 1.013105 3. 热量分配情况，%(占总放出热量) 氨水蒸发所吸收的热量 75 氨水升温所吸收的热量 15 集气管的散热损失 10 4.各种组分在82650之间的平均比热容(由有关图表 查到) 焦炉煤气，kJ/(m3 ) 1.591 水汽，kJ/(kg ) 2.010 苯族烃，kJ/(kg ) 1.842 氨，kJ/(kg ) 2.613 硫化氢，kJ/(kg ) l.147 焦油蒸汽，kJ/(kg ) 2.094 82时焦油平均汽化潜热，kJ/kg 330.8 水在82时的汽化潜热，kJ/kg
29、 2303.9 （二）循环氨水量的计算（二）循环氨水量的计算 以1t干煤作计算基准，煤气在集气管内进行冷却时放出 的总热量，可按如下计算得： 煤气放出的显热(KJ) 焦油汽放出的显热(KJ ) 1000*0.04*2.094*(650-82)=47564 307060)82650( 465.0 591.1 158.01000 焦油汽放出的冷凝热(KJ ) 1000*0.04*0.6*330.8=7939 水汽放出的显热(kJ) 10000.1*2.010*(650-82)=114168 苯族烃放出的显热(kJ) 1000*0.011*1.842* (650-82)=11509 氨放出的显热(k
30、J) 1000*0.003*2.613*(650-82)=4453 硫化氢放出的显热(kJ) 1000*0.003*1.147*(650-82)=1954 则放出的总热量为： Q=307060+47564+7939+114168+11509+4453+1954=494647kJ 根据热平衡，则得： 因循环氨水蒸发所吸收的热量q1=0.75Q，所以蒸发水量 为： G1=q1/2303.9=0.75*494647/2303.9=161 kg 因氨水升温所吸收的热量q2=0.15Q，则循环氨水量为： G2=q2/4.187*(78-75)=0.15*494647/4.187*(78-75)=5907
31、kg 式中 4.187为水的比热容，kJ/(kg ) 所以，以每吨干煤计的循环氨水总量为： 161+5907=6068kg 氨水蒸发量占循环氨水总量： 161/6068*100%=2.65% Q =q1 +q2 +q3 =494647 （三）煤气露点温度的确定（三）煤气露点温度的确定 根据已知数据及计算结果，可求得离开集气管的煤气露 点温度。 进入集气管的气态炼焦化学产品按体积计数量为: m3/(t 干煤) 式中 18、200、83、17、34分别为水、焦油、苯族烃、 氨及硫化氢的相对分子质量。 4784 .22) 34 003. 0 17 003. 0 83 011. 0 200 04. 0
32、 18 1 . 0 (1000 465. 0 158. 01000 在集气管内冷凝的焦油体积为： m3/(t干煤) 1000*0.04/200*0.6*22.4=2.69 在集气管内蒸发的氨水体积为： m3/(t干煤) 161*22.4/18=200 在无烟装煤时喷射的蒸汽量对干煤的百分数为：单集 气管15；双集气管3%，现按双集气管的喷射蒸汽量求 得体积为：m3/(t干煤) 1000*0.03*22.4/18=37.33 则离开集气管的水汽总体积为：m3/(t干煤) 1000*0.1*22.4/18+200+37.33=361.77 离开集气管的煤气总体积为： m3/(t干煤) 478+20
33、0+37.33-2.69=712.64 集气管出口煤气中水汽分压为：Pa P=1.013*105*361.77/712.64=51424 由附录1查得相应的煤气饱和温度(露点)为82.05。 例二：例二： 剩余氨水量的计算剩余氨水量的计算 在氨水循环系统中，由于加入配煤水分和炼焦时产生 的化合水，使氨水量增多而形成所谓的剩余氨水。这部分 氨水从循环氨水泵出口管路上引出，送去蒸氨。 其数量可由下列估算确定。 （1）原始数据 装入煤量(湿煤)，t/h 150 干煤气产量，m3/t(干煤) 340 初冷器后煤气温度， 30 配煤水分， 8.5 化合水(干煤)， 2 1集气管； 2气液分离器；3初冷器
34、； 4机械化氨水澄清槽 （2）计算 如图2-6所示， W1为煤气带入集气管的水量，W8 为循环氨水量，设于集气管喷洒冷却煤 气时蒸发了2.6，剩余部分即为由气 液分离器分离出来的氨水量W2。离开 气液分离器的煤气中所含的水汽量W3， 即煤气带入集气管的水量W1和循环氨 水蒸发部分之和。初冷器后煤气带走的 水量为W4，(W3W4)即为冷凝水量 W5。从冷凝水量W5中减去需补充的循 环氨水量 W6(相当于蒸发部分)，即得 剩余氨水量W7。 从以上分析可见，如图2-6虚线围成的范围，作水的物 料衡算有： W7 = W5 W6 W5 =W3 W4 W6 = W8 W2 将W5，W6代入得： W7 =
35、W3 W4 W8 + W2 而 W8 = W2 + W3 W1， 代入上式可得 W7= W1 W4 则送去加工的剩余氨水量W7，即为W1与W4之差。 W1=1500.085+150(10.085)0.02=15.495 t/h 式中 35.2 g每1m3煤气在30时经水蒸汽饱和后的 水汽含量。 (由附表1查得) 则剩余氨水量为 W7=WlW4=15.4951.643=13.852t/h。 643. 1 10 2 .35 46665 10001000 2 .35 340)085. 01 (150 6 4 W t/h 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 一一 、煤气初冷操作、煤气初冷操作 以横管式
36、煤气初冷工艺为例以横管式煤气初冷工艺为例 （一）初冷的操作（一）初冷的操作 . 初冷器的正常操作初冷器的正常操作 (1)经常检查初冷器上下段的冷却负荷，及时调整循 环水和制冷水进出口流量和温度使之符合工艺要 求。 (2)经常检查初冷器前后煤气温度和煤气吸力，并控 制符合工艺要求。 (3) 定时检查并清扫初冷器上、下段排液管及水封槽， 保持其排液畅通。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 (4) 定期分析初冷器后煤气含萘，使之符合技术要 求。 (5) 经常检查上、下段冷凝液循环泵的运转情况和 循 环槽液位、温度和上、下段冷凝液循环喷 洒情况。 (6) 定期分析上、下段冷凝液含焦油量及含萘情况。
37、(7) 经常检查下段冷凝液循环槽连续补充轻焦油情 况。 (8) 经常注意初冷器阻力，定期清扫初冷器。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 2. 初冷器的开工操作：初冷器的开工操作： （1）检查初冷器各阀门均处于关闭状态。 （2）检查初冷器上、下段水封液位，并注满水。 （3）上、下段冷凝液循环槽初次开工注入冷凝液2/3。 （4）检查初冷器上、下段下液管排液畅通，必要时可 用蒸 汽吹扫。 （5）打开初冷器顶部放散，用氮气或蒸汽赶出器内空 气，经分析 排气含氧合格后,关闭放散。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 （6）赶净空气后立即开启煤气进出口阀门，使煤气顺利 通过初 冷器。 （7）在开启初冷器
38、煤气进出口阀门的同时，顺序打开循 环水进出口阀门，打开制冷水出口阀门，慢开制冷 水进口阀门，并调节初冷器煤气出口温度符合工艺 要求。 （8）开通初冷器上、下段冷凝液循环泵，泵前泵后管道， 按规程操作启动上、下段冷凝液循环泵，并根据工 艺要求调整循环流量。 （9）初冷器开工后，要对初冷器前后煤气吸力、温度以 及循环给水、回水、制冷给水、回水的温度进行跟 踪检查，并逐步调整，最终达到工艺要求。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 3. 初冷器的停工操作：初冷器的停工操作： （1）关闭初冷器煤气进出口阀门。 （2）关闭初冷器制冷水、循环水进出口阀门,并放空初 冷器内冷却水。 （3）关闭初冷器上、下段
39、冷凝液喷洒管，停止喷洒。 （4）检查下液管畅通，并用蒸汽清扫下液管。 （5）用热氨水冲洗初冷器上段及下段。 （6）打开初冷器顶部的放散管阀门，用蒸汽吹扫初冷 器。吹扫完毕待冷却后关闭放散管阀门，放空上、 下段水封槽液体，并把水封槽底部清扫干净，重新 注入软水，初冷器经N2惰性化后处于备用状态。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 4. 初冷器的换器操作：初冷器的换器操作： 按初冷器开工步骤先投入备用初冷器，当备用初冷 投入正常后，按初冷器停工步骤，停下在用初冷器。 5. 初冷器的清扫：初冷器的清扫： 当初冷器阻力增大时，投入备用初冷器，再对停下 的初冷器进行清扫处理。 （1）检查上、下段下液管
40、，保证畅通，放空初冷器 内存水。 （2）打开初冷器顶部热氨水喷洒阀门，对初冷器上 段管间进行冲洗。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 （3）上段用热氨水冲洗完毕后，打开初冷器顶部放 散和下部蒸汽阀门对初冷器进行蒸汽吹扫。吹扫前应关 闭下液管，防止冲破水封。 （4）蒸汽吹扫一段时间后，关闭蒸汽，排放冷凝液 后，再关闭下液管，开蒸汽吹扫。如此反复吹扫操作， 直到排出冷凝液基本不带油为止，初冷器清扫完毕。 （5）清扫完毕后，待初冷器温度降低50时，关 闭各阀门，如有条件最好向初冷器内充氮气或净煤气保 持初冷器微正压备用。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处 理 （二）冷凝液系统操作（二）冷凝液系统操
41、作 1. 机械化氨水澄清槽的开工操作：机械化氨水澄清槽的开工操作： （1）关闭澄清槽各放空阀门。 （2）检查人孔及备用口是否已经上好堵板。 （3）打开各路氨水，冷凝液入槽阀门，把焦油氨 水、冷凝液引入澄清槽。 （4）当氨水将满槽时启动链条刮板机运行。 （5）氨水满槽后打开氨水出口阀门，把氨水引进 循环氨水槽。 （6）调整调节器控制合适的油水界面，保证循环 氨水不带油，焦油不带水，并把焦油连续压入焦油中间 槽。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 2. 焦油中间槽焦油脱水操作：焦油中间槽焦油脱水操作： （1）当焦油入槽，油面高度超过槽内加热器后，打开加 热器蒸汽门阀和蒸汽冷凝水引出阀门，并检查冷
42、凝 水排出是否正常。 （2）控制焦油脱水温度9095。 （3）当槽中焦油液位升到槽上部排水口时。打开排水阀 门，把焦油上层分离水排入废液收集槽，然后用液 下泵间断送入机械化氨水澄清槽。 （4）排出焦油分离水后，把焦油泵送到酸碱油品库。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 （四）排气洗净塔操作（四）排气洗净塔操作 （1）向尾气液封槽注满水。 （2）从洗净塔上部向塔注入循环水，使塔底循环槽 水位 达到液位指示2/3处。 （3）打开排气洗净泵循环管路上的全部阀，开通循 环管线。 （4）关闭洗净泵出口阀门，按规程操作启动洗净泵， 并 调节循环喷洒量，满足排气洗净要求。 （5）打开排气风机入口阀门，启动排气风机，把各 储槽 放散排气送入洗净塔。 （6）待排气洗涤循环正常后，适当打开送生化处理 装置 阀门，适量排出洗涤污染废液送生化处理装置，并向塔 内等 量注入新鲜 循环水，保持塔底液位稳定。 第五节 煤气初冷操作和常见事故处理 （五）各水泵、油泵的操作（五）各水泵、油泵的操作 循环氨水泵、剩余氨水泵
