焦化厂化产生产问答第二版Word格式.docx
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焦炭
焦油
化合水
粗苯
氨
净煤气
其他
缩合反应
裂解反应
用,又进一步分解:
影响炼焦化学产品产率和质量
密度
荒煤气中除净煤气外的组成大致是():
水蒸气
焦油气
硫化氢
氰化物
轻吡啶盐基
萘
其他
):
净煤气(经回收化学产品后的煤气,又称回炉煤气)的组成大
致是(体积
热值/
的因素有哪些?
影响炼焦化学产品产率和质量的因素主要是炼焦煤料的质量
和焦炉操作的各项工艺制度,现分述如下:
(炼焦煤料质量的影响
主要是炼焦配煤的各项指标变化产生的影响,其中煤料中挥
发分含量及煤料中的氧、氮、硫等元素对化学产品的产率和质量影
响更大。
配煤的挥发分高,焦油、粗苯以及煤气的产率就高;
煤料中
含氧多,则炼焦过程中产生的化合水的量就大,一般情况下有
,
的氧与炼焦过程中产生的氢化合成水;
煤中的氮含量
则决定氨、氰化物及吡啶等化合物的产率。
一般,煤中含氮约
和其他
在炼焦时左右的氮残存于焦炭中,有的氮与氢反
应化合成氨,其余部分则呈挥发物的形式,如氰化氢、吡
中硫化物的含量,一般炼焦时配煤中的硫有
含氮化合物存在于煤气和焦油中。
煤中硫的含量决定煤气和焦油
转入煤气
中,配合煤的挥发分越高,炼焦温度越高,转入煤气中的硫就越多。
炼焦煤气的产率取决于炼焦煤料的挥发分,在高温炼焦时,煤的挥
发分含量越高,煤气产率就越大。
炼焦操作及加热制度的影响
在炼焦煤料性质稳定的情况下,炼焦操作及加热制度的变化
对炼焦化学产品的质量和产率产生影响。
例如,炼焦温度提高,炭
化室炉墙温度升高,初次产物的二次热解程度也增大,其结果是焦
油中的酚类及中性油类的产率降低,而萘、蒽、沥青的产率增加,焦
油的密度增大,游离碳的含量增高。
此外,二次热解温度超过
时,在苯类产品中,甲苯、二甲苯等产率减少,苯产率增高。
又
如,在炼焦生产的操作中,由于装入炭化室的煤量不足,炉顶空间
增大,这样,炉顶空间温度便升高,煤气在炉顶空间停留时间延长,
加深了炼焦化学产品二次热解的程度,结果,焦油、苯、氨的产率下
降,而化合水、氰化氢的产率增加。
同时,由于甲烷分解,重烃含量
降低,氢含量增加,煤气的热值也下降。
还有,炼焦炉的压力制度对
炼焦化学产品的产率也发生影响,炭化室内的压力大,增加了煤气
泄漏的可能;
炭化室内产生负压,则空气便被吸入炭化室内,部分
化学产品在炭化室内燃烧,结果,煤气数量与质量发生变化,煤气
中二氧化碳和氮含量增加,煤气的热值降低。
焦化厂为什么要对焦炉煤气进行精制?
煤在炭化室内炼焦产生的煤气(荒煤气)含有许多杂质,这种
煤气不经加工处理,或者说不经精制是不能作为气体燃料使用的。
煤气精制的目的是除去荒煤气中的焦油雾、氨、苯类、轻油、硫化
物、氰化物、萘和煤气中的液体(即冷凝氨水等),最后获得以氢、甲
烷等不凝性气体为主的精制焦炉煤气。
根据用户不同,焦炉煤气精制的程度也不同,由此而设计的煤
有所差别。
图和图
气精制工程的工艺流程也不同。
钢铁厂的焦炉煤气精制流程与城市煤气精制的流程有何区
别?
为什么?
煤气用户不同,对焦炉煤气精制时所含杂质清除的程度要求
也不同。
例如,钢铁联合企业中的焦化厂,焦炉煤气除供焦炉加热
用以外,剩余的煤气供钢铁企业中用户使用。
由于煤气烧嘴大,煤
气输送距离比较短,煤气供给设备的修理、清扫等也比较容易,故
煤气精制程度相对于供城市煤气用时的精制程度低一些。
在城市
煤气用的焦炉煤气精制时,为了保证千家万户的安全和稳定供气,
煤气中含有的致使管路堵塞和腐蚀设备的杂质必须清除到要求的
程度。
为此在焦炉煤气精制工程的工艺流程上,因煤气用户不同而
分别示出钢铁企业和城市煤气系统的
焦炉煤气精制的工艺流程。
钢铁企业自用的焦炉煤气精制流程
所
钢铁联合企业中焦炉煤气精制工程的工艺流程是怎样的?
钢铁联合企业中的焦炉煤气精制工程的工艺流程如图
图
示。
根据上述流程,从焦炉出来的荒煤气进入集气管之前,已被大
量的氨水喷洒冷却。
在此过程中,煤气中的焦油雾和水蒸气大部分
冷凝成液体,同时,煤气中夹带的煤尘、焦粉也被捕集下来,煤气中
水溶性的成分也溶入氨水中。
焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流
械的方法除去,然后进入鼓风机被升压至
入机械化焦油氨水分离池。
分离后氨水循环使用,焦油送去集中加
工,焦油渣可回配到煤料中炼焦。
煤气进入初冷器被直接冷却或间
接冷却至常温,此时,残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。
出冷却器后的煤气经机捕焦油器使悬浮在煤气中的焦油雾通过机
左右。
为了不
影响以后的煤气精制的操作,例如硫铵带色、脱硫液老化等,使煤
气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。
为了防止萘在温度低时从
煤气中结晶析出,煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用洗油吸收萘。
在脱
硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时,煤气中的氰化氢
也被吸收了。
煤气中的氨则在吸氨塔内被水或硫酸水溶液吸收产
生液氨或硫铵。
煤气经过吸氨塔时,由于硫酸吸收氨的反应是放热
反应,煤气的温度升高,为不影响粗苯回收的操作,煤气经终冷塔
降温后进入洗苯塔内,用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及
环戊二烯等低沸点的碳氢化合物和苯乙烯、古马隆、萘等高沸点的
物质,与此同时,有机硫化物也被除去了。
一结晶槽离心机;
一脱水塔管式炉;
蒸馏塔
焦炉煤气柜;
一机械化焦油氨水分离池氧化塔一过滤器;
电捕焦油器;
洗萘塔;
脱硫塔一吸氨塔;
终冷塔洗苯塔;
焦炉集气管初冷器;
一机械捕焦油器;
一鼓风机;
图钢铁企业内焦炉煤气精制流程
等。
苯加工车间的任务是对粗苯进行加工,以获
甲基萘、古马隆
焦化厂的构成及其生产流程是怎样的?
甲基萘、
焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、
苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成。
备煤车间和炼焦车间
的任务在《炼焦生产问答》一书中已叙述了。
回收车间一般包括鼓
风冷凝工段、硫铵工段、吡啶工段、溶剂脱酚工段和粗苯工段。
回收
车间的任务是冷却煤气,回收煤气中的焦油、氨、苯等化学产品。
焦
油加工车间的任务是使焦油通过加工和分离后得到如轻油、酚油,
萘油、洗油、一蒽油、二蒽油和沥青等粗产品,将这些粗产品进一步
加工可得到更多的产品,如苯酚、邻甲酚、间对甲酚、二甲酚、工业
萘、茚树脂、精蒽、咔唑、工业菲、吡啶、
炭黑、萤蒽、芘和
得纯苯、甲苯、二甲苯和溶剂油等产品。
脱硫车间的主要任务是脱
除煤气中的硫,以获得元素硫、硫代硫酸钠和硫氰酸钠等化学产
品。
废水处理车间的任务是对全厂产生的废水集中处理,回收废水
中的氨、氰、锗、酚等,同时使外排废水达到排放标准。
焦化厂的生产流程如图所示。
图焦化厂生产流程图
直冷联合的初冷工艺。
煤气经初冷器后温度可降至
的呈细雾状的氨水接触,高温
煤气中的焦油
气约有
起构成焦油渣。
经过循环氨水喷洒后,煤气的温度虽然降到,但仍
然过高,焦油气和水气尚未完全冷凝下来。
为了进一步回收化学产
品,便于输送和减少煤气风机的动力消耗,在鼓风机前将煤气通过
初冷器进一步冷却。
初冷一般有间接冷却和直接冷却两种,近年来
也发展了间
左右,此时,轻质焦油和氨水就冷凝下来了。
焦化厂的焦炉煤气初冷流程是怎样的?
焦化厂煤气初冷流程分间接初冷、直接初冷和间直联合初冷
的流程。
这三种流程分别示于图
在间接冷却的流程中,初冷器有直管冷却器和横管冷却器两种。
第二章 焦炉煤气的冷却
为什么要对焦炉煤气进行初步冷却?
从炭化室导出的荒煤气温度达,其中含有许多焦
油气、苯类蒸气、水蒸气、氨蒸气及硫化氢等。
在高温下,这些化学
产品不能回收,杂质不能清除,一定要降低煤气的温度才能有效地
进行煤气精制和回收化学产品。
另外,高温气体体积大,管道直径
需要加大,鼓风机的负荷及能量消耗增加。
高温气体在管道内输送
是危险的,也不允许其进入煤气鼓风机。
因此,为了回收化学产品
和净化煤气,为了安全和合理输送煤气,在煤气进入鼓风机之前要
进行初步冷却。
如何进行焦炉煤气的初步冷却?
从炭化室出来的荒煤气首先在桥管处被大量的循环氨水喷
洒。
在此过程中,热煤气与
煤气放出热量,使氨水雾滴迅速升温和汽化,结果,煤气温度降到
,未被汽化的氨水温度升高到
被冷凝下来,部分焦油与煤尘和焦炭粒混在一
煤气入
冷凝液泵
一冷却水进
煤气出口;
直联合冷却的初冷流程
一冷凝液冷却器;
冷却水进口;
直冷段冷凝液池;
去直冷段的冷凝液管
直冷段冷凝液入口;
一冷却水出口
冷凝液满流管;
冷却水管;
煤气间
氨水冷却器;
氨水池;
一焦油氨水澄清池;
泵
气液分离器;
焦油盒;
一直接式木格填料初冷塔;
一鼓风机;
图煤气直接冷却的初冷流程
左右,再进入直接式冷却器,以使煤
焦油中间槽
焦油贮槽
近年来,采用直冷和间冷联合初冷工艺的厂家增多。
该工艺先
使焦炉煤气间接冷却至
气温度能降到以下。
由于间接初冷器在温差大的情况下工
作,故传热效率高,所需的传热面积大为减少,占地面积也少了。
直
接冷却放在间冷后,可使用低温水将煤气冷却到较低的温度,这样
不仅降低了煤气的含萘量,而且对鼓风机的正常运转很有好处。
在回收车间中焦油是怎样被回收的?
荒煤气中的焦油气大部分是在桥管及集气管处在循环氨水喷
洒的情况下冷凝下来的,这部分焦油与热氨水一起流入焦油氨水
澄清槽内。
其余的焦油也相继地在初冷器、鼓风机、电捕焦油器等
处回收下来(见图。
由各装置回收下来的焦油全部进入焦油
氨水澄清槽内,在此氨水与焦油及焦油渣分层,从澄清槽上层排出
的氨水大部分循环返桥管和集气管处喷洒冷却煤气,剩余氨水(约
占装炉煤的)取出后经处理外排。
机械化焦油氨水澄清槽内
设排焦油渣的刮板机,连续地排出焦油渣。
焦油回收的流程
一气液分离器;
冷凝液水封槽
一初冷器;
一机械捕焦油器;
一鼓风机;
焦油氨水分离器;
氨水中间槽;
氨水泵焦油泵;
一离心分离机;
氨水贮槽
,除了使入口煤气和进水温
出的焦油尚含
预热煤炼焦时,焦油渣的数量更大,约为无烟装煤时的
(无烟装煤时焦油渣的量约为入炉煤的
强化清除焦油渣的设备。
在焦炉煤气初冷过程中在操作方面应注意些什么?
在焦炉煤气初冷的过程中,操作应注意如下几个方面:
循环氨水泵的出口压力应保持氨水的温度应保证
在的范围,这样才能使氨水达到足够的雾化程度和使焦
炉煤气达到降温的效果。
在氨水焦油澄清槽内应注意氨水、焦油和焦油渣的分层情
况,应做到分离出的氨水中不夹带焦油和少带浮油,分离出的焦油
应不带焦油渣和少带氨水。
为此,氨水在澄清槽内的停留时间应不
少于,液面不得忽高忽低,有条件时应连续压油。
。
为此,应经常检查凉水架的清洁和通风情
为了使煤气初冷器正常工作,应经常注意循环氨水的质量
和循环氨水泵的压力,力求入煤气初冷器的煤气温度较低。
与此同
时,应保证入初冷器的冷却水有较稳定的水量和较低的温度,一般
要求进水温度为
况。
在夏天时,可补入一部分低温水,以保证进水温度的要求。
为
了保证出初冷器的煤气达到
度较低外,还应定期检查清扫冷却管的内外壁,保持冷却管的传热
效果,或改善冷却水的水质,防止在直管内壁结上水垢。
改进初冷器冷却水的水质有什么措施?
为防止在冷却器内管子的内壁结垢,可采取下述措施:
根据冷却水的硬度控制初冷器出水的温度,硬度越高,初冷
器出水的温度应越低。
一般情况下,硬度(德国度)为
;
硬度为时,出水水温应低于
以上,冷却器出水的水温应低于
水水温应低于
掺入部分含酚废水,既可补充水的蒸发损失,也可防止结垢
澄清后的焦油通过液面调节器排出至焦油中间槽,然后可用
焦油泵送焦油加工车间的焦油贮槽。
国外有的厂测定从澄清槽排
的焦油渣,故加上离心机分离工序。
采用
倍
故应采用
时,出
硬度
六次甲基四胺
左右的温度下冲洗
的甲醛或每升酸中加入
的盐酸,酸中加入
和长青苔。
在进水主管安装永磁器,使水以一定的速度通过磁场,这
样,水中的一些碳酸盐在切割磁力线的过程中受到磁化,结晶生长
受到破坏,亦即水垢生成困难。
有些焦化厂对循环冷却水进行水质处理,也达到减少或防
止结垢的目的。
例如加入防垢剂,使水中的物质不结硬垢,而变成
沉渣排除。
如何清扫间接初冷器?
直管间接初冷器使用一段时间后,冷却效果变差,主要原因是
管外壁和管内壁沉积了污物或生长了水垢,从而降低了传热效率。
在生产中,通常采用下面的方法清扫。
之间(煤气的流量约
管外壁清扫。
冷却水管的外壁沉积的萘、焦油等,可用水蒸
气或煤气清扫。
但最好用热煤气清扫,因为用水蒸气清扫时会增加
酚水处理的量,另外,焦油汽化后会在管壁上沉积一层不易清除的
油垢。
而用热煤气清扫操作简单,不产生废水。
方法是:
先将初冷
器内的冷却水放空,开大煤气入口阀,出口阀保持一定的开度,使
初冷器内温度维持在
,这样,粘在管壁上的萘、焦油等便被热煤气熔化除去。
管内壁的清扫。
初冷器直管内通过冷却水,故管内壁往往有
水垢和沉砂等沉积物。
这种沉积物一般用机械法和酸洗法清扫。
机
械法清扫劳动强度大。
酸洗法是用浓度为
的浓度为
,又名乌洛托品)作缓蚀剂,在
管内壁,水垢中的碳酸盐和盐酸反应生成可溶性的氯化钙和二氧
化碳,水垢消失。
焦化厂间接直管初冷过程中的设备有立管式煤气初冷器、机
械化焦油氨水澄清槽、冷凝液水封槽、循环氨水中间槽、冷凝液中
么?
焦化厂间接直管式初冷流程各设备主要的技术性能是什
氨水行程氨水停留时间
,立管规格
机械化焦油氨水澄清槽:
总容积
间槽、冷凝液分离槽、剩余氨水贮槽、焦油贮槽等。
各设备的工艺性
能分述如下:
立管式煤气初冷器:
按传热面积分为
等数种规格。
对的初冷器,处理能力为
为,处理能力为
,阻力约
工作时初冷器内的煤
气流速为
高,宽,长
度
,刮板运输机速
,电动机功率
冷凝液水封槽:
正压操作的水封高度应大于煤气设备内可
能产生的最大压力(表压);
负压操作的水封高度取决于煤气设备
内煤气的吸力,水封高度必须大于可能产生的吸力。
循环氨水中间槽:
容量相当于循环氨水的输送量。
冷凝液中间槽:
冷凝液停留时间为
冷凝液分离槽:
分离时间为
剩余氨水贮槽:
贮存时间为。
一般要求贮存量应能贮存
全部循环氨水及剩余氨水的量。
焦油贮槽:
应能贮存焦油的量,焦油排出时含水不大于
循环氨水不清洁的原因是什么?
如何消除?
往集气管、桥管去的循环氨水比较脏会给喷洒氨水带来麻烦,
由此而使煤气冷却效果降低。
循环氨水不清洁的主要原因是焦油
与氨水分离不好,焦油被带入循环氨水中。
如果焦油氨水澄清槽内
循环水量不够,焦油未及时压出,则循环氨水中更容易带入焦油。
为此,应确保循环氨水量正常,不跑水。
此外,应定时将焦油从澄清
槽压送出去,最好采用连续压送焦油的操作。
冷凝工段泵工岗位有哪些技术规定?
冷凝工段泵工岗位操作规定如下:
保证炼焦炉顶循环氨水压力不低于氨水不带焦
,各轴承温度不高于
的范围,一般以蒸汽加热保
油;
各马达温升不高于
粗焦油水分不大于
焦油槽温度应保持在
持该温度;
机械化澄清槽液面应保持高度,不得忽高忽低,
尽可能连续压油。
)各贮槽、中间槽不得满流,地平不得积水。
氨水中间槽、冷凝
液中间槽的液面应该稳定。
送往硫铵蒸氨的氨水量应稳定、足够和干净。
什么是剩余氨水和循环氨水?
炼焦配煤含
所含的氧在高温下与氢化合生成约占干煤质量
的外在水分,另外在炼焦过程中,煤中
的化合
水。
这两部分水分在炼焦过程中变成水蒸气随荒煤气一起逸出,经
冷凝后,除补充氨水少量损失外,其余部分则为剩余氨水。
剩余氨
水送至蒸氨塔和萃取塔处理。
供桥管、集气管喷洒以便冷却荒煤气的热氨水,由于是按需定
量循环的,故称为循环氨水。
一般循环氨水消耗量约为
配煤。
氨水泵的开、停步骤是怎样的?
开车步骤:
检查基础螺栓是否牢固,联轴节是否松动,接地是否良好,
压力表及安全罩是否上好,搬动对轮是否灵活。
检查绝缘情况是否良好。
检查各处润滑油是否足够,给上轴瓦冷却水。
稍稍打开泵入口孔,用液体赶走空气。
先打开离心泵入口的开闭器,然后给电,用出口开闭器调
节,如果是大氨水泵则用入口开闭器调节;
对于涡轮泵,先开出口
开闭器,用入口开闭器调节。
大氨水泵起动后,应请电工测量电流。
)依次关上煤气出口冷却水入口、煤气入口和冷却水出口的
停车步骤:
大氨水泵停止前,应先起动备用泵。
离心泵先关出口开闭器,再停止给电,然后关上入口开闭
器;
涡轮泵先关入口开闭器,再停止给电,关上出口开闭器。
焦油泵停车后,应用蒸汽清扫管道。
停水、停电和停蒸汽时循环氨水泵应如何操作?
停工业水
循环氨水泵照常运转,轴瓦冷却水更换生活用水,如发现氨水
中间槽液面下降,可关小流量,并通知焦炉三班注意。
)停电
停循环氨水泵,切断电流,关死出入口开闭器,通知焦炉。
澄清槽停止压送焦油。
各泵均停止。
停蒸汽
将各加热器的开闭器关死。
(
初冷器的开、停如何进行?
开工
将初冷器的水封槽注满水。
关闭冷却器下部放水管。
打开放散管,通入蒸汽赶尽空气,直至放散管冒白汽
左右,取样作含氧分析,合格为止。
闭器。
力的变化。
含氧分析合格后,停止给汽,关闭放散管,打开煤气入口开
打开冷却水出口开闭器,将热水倒入冷却器再开入口的开
慢慢打开煤气出口开闭器,并通知鼓风机司机注意煤气吸
)停工
开闭器。
蒸汽压力不
的范围,在操作
)打开冷却水放空管,将水放空。
)打开冷却器放散管,慢慢送入蒸汽清扫
允许大于
如何调节初冷器煤气出口温度?
为了保证初冷器煤气出口温度在
,应注意调节进入初冷器的冷却水量。
当煤气出口温度高时,应
开大冷却器冷却水入口的开度。
而当煤气温度偏低时,可关小冷却
水入口的开闭器。
何判别初冷器管外空间是否堵塞严重?
一般来说,初冷器管外空间堵塞严重的征兆是:
)初冷器阻力加大,超过
初冷器进出口的水温温差变小;
冷凝液排出少或无冷凝液;
煤气出口温度增高。
冷却器用的工业水量是根据什么因素确定的?
在冷却器的工作过程中,煤气放出的热量几乎全被冷却用的
工业水所吸收,仅有很小部分的热量通过冷却器的表面散失到四
周的空气中。
根据冷却器工作的原理,冷却用的工业水的用量按下
述的因素来确定:
初冷器前后煤气的温度差;
煤气的流量;
大气温度的变化;
冷却水的温度及冷却作用后热水的温度。
冷凝氨水和焦油有何特点?
各有什么用途?
冷凝氨水的组成随煤气初步冷却的形式、冷却温度及氨水的
产量不同而波动,例如在间接冷却时,冷凝液的平均组成(
为:
全氨量
挥发氨
固定氨
左右的地下水进一步冷却至
间,
二氧化碳
酚
少量
吡啶盐基
萘和轻油
前,我国焦化厂均采用混合氨水系统,挥发氨含量为
,一般为。
水中的氨易挥发,加热时蒸发带走大量的潜热(
在常压下,氨水略带淡黄色,有强烈的刺激气味,略呈碱性。
氨
水主要作焦炉的循环氨水,在上升管和焦气管处冷却煤气;
将剩余
氨水送去蒸馏,产生氨气,氨气在饱和器经硫酸吸收后生产硫铵,
并回收吡啶;
送去脱酚可生产酚盐;
也可以经蒸氨后生产浓氨水。
粗焦油颜色为黑色,密度为)之
(时的比粘度约,一(恩氏粘度),闪点为
般含氨水
焦油本身用途并不大,一般仅作炭黑原料油、燃料油、油膏、涂
料和防腐剂。
但若将焦油蒸馏加工,可得轻油、酚油、萘油、洗油、一
蒽油、二蒽油和沥青等窄馏分;
再进一步加工精制,可获
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- 焦化厂 产生 问答 第二
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