煤化工工艺 教学课件 ppt 作者 陈启文 主编 李聪敏 主审第5章.ppt

第二篇 化学产品回收与利用 第五章 炼焦化学产品回收与精制 第一节 炼焦化学产品回收概述 一、炼焦化学产品回收意义 炼焦化学产品在国民经济中占有重要地位，炼焦化学工业是国民经济的一个重要部门，是钢铁联合企业的主要组成部分之一，是煤炭的综合利用工业。 一、炼焦化学产品回收意义 煤在炼焦过程中，生成焦炭的同时，还产生了大量煤焦油。煤焦油加工作为近代有机化学工业的先导,至今已有100多年的历史。目前，煤焦油加工业再度引起人们的重视，由于随着经济和技术的发展,不仅传统的焦油加工产品如萘、蒽、苊、芴、酚类及沥青开发出了新的用途,而且应用新技术提取或进一步加工出的煤焦油产品更具市场竞争力。如蒽氧化制得高档染料中间体,市场前景很好；咔唑除了作重要的染料中间体,还可以用于合成导光、导电材料,合成活性物质；吲哚除了用作香料工业中不可缺少的香味保持剂,还用作植物生长激素； 一、炼焦化学产品回收意义 由苊开发出的红色染料具耐热、耐晒特点,倍受人们关注；α-甲基萘,β-甲基萘用于印染助剂；洗油可以取代工业萘制取高效减水剂；煤焦油加工的大量产品沥青,随着世界电炉钢产量的增加及信息产业的发展,经其加工制得的改质沥青、针状焦、碳素纤维等具有了更好的市场。煤焦油是组成复杂的混合物,其中很多有机物是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、耐高温材料等行业的贵重原料,甚至是唯一的来源。 国内现有炼焦化学产品如表5-1所示。 二、炼焦化学产品回收的典型工艺流程 回收工艺是将荒煤气中的氨、苯族烃、硫化物、煤焦油等有用的化学产品加以回收，同时除去煤气中有害物质的过程。要除去的煤气中有害物质的危害如：萘会以固体结晶析出，堵塞设备及煤气管道； 二、炼焦化学产品回收的典型工艺流程 氨水溶液会腐蚀设备和管道，生成的铵盐会引起堵塞；硫化氢及硫化物会腐蚀设备；不饱和碳氢化合物在有机硫化物的触媒作用下，能聚合生成“液相胶”而引起障碍。这些都不利于煤气输送、贮存以及煤气的利用。 在煤气应用方面，根据煤气的不同用途，有不同的纯度要求。煤气用于钢铁联合企业时，得到净煤气的典型工艺流程如图5-1和图5-2所示。在供城市民用的焦炉煤气时，煤气的纯度要求很高，典型的工艺流程如图5-3所示。 第二节 煤气的冷凝、冷却 从炭化室上升管出来的焦炉煤气温度约650~700℃，煤气中含有焦油气、苯族烃、水汽、氨、硫化氢及其他化合物。为回收这些化学产品并净化煤气，应将煤气进行冷却，因为： 首先在较低的温度（25~35℃）下从煤气中回收化学产品时，能保证较高的回收率；其次含有大量水汽的焦炉煤气体积大，在输送煤气时所需要的煤气管道直径、鼓风机的负荷和功率消耗都增大。 第二节 煤气的冷凝、冷却 煤气在桥管和集气管内的冷却，是表压为150~200kpa的循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的（如图5-4），被喷成细雾状的氨水与煤气充分接触，氨水大量蒸发，煤气被冷却。在此过程中，煤气温度由650~750℃降至80~85℃，有50%~60%的焦油气冷凝下来，这部分焦油与热氨水一起流入焦油氨水澄清槽内，被冲洗下来的还有固体煤粒和焦炭粒，它们与焦油一起进入焦油氨水澄清槽，构成了沉积在槽底的焦油渣。 可见，煤气的冷却主要靠氨水的蒸发。氨水蒸发的程度主要和氨水喷嘴喷洒效果、循环氨水的温度以及配煤的水分有关。氨水的喷洒雾化程度高，循环氨水的温度较高，配煤中水分较低，则氨水蒸发量就大，煤气冷却效果就好。另外为保证煤气的冷却，应有足够的循环氨水量和压力，保证氨水喷嘴有较好的喷洒效果，一般对单集气管的焦炉，每吨干煤需5m3循环氨水，对双集气管焦炉则需6 m3 。 图5-4 上升管、桥管和集气管1-集气管；2-氨气喷嘴；3-无烟装煤用蒸汽入口；4-桥管；5-上升管盖；6-水封阀翻板；7-上升管 一、煤气在集气管内的冷却 煤气在集气管内冷却的正常操作是用氨水而不用冷水喷洒集气管，因为冷水温度低不易蒸发，煤气冷却效果不好，还容易使集气管底部剧烈冷却，焦油黏度增大，造成集气管堵塞。用氨水冷却的优势在于氨水是碱性，能中和焦油酸，保护了煤气管道；氨水还具有润滑性，易于焦油流动，可以防止焦油集聚而堵塞煤气管道。为保证集气管正常操作，应定期检查和清扫集气管，并保持循环氨水喷洒系统畅通，氨水温度、压力、循环量力求稳定。 二、煤气在初冷器中的冷却 煤气从集气管沿煤气主管流向煤气初冷器，煤气主管起着空气冷却器的作用，煤气可降温1~3℃。到初冷器前的煤气温度还相当高，由于煤气中含有大量的煤焦油气和水蒸汽，将它们先从煤气中除去，有利于回收其他化学