焦炉煤气净化文章.pdfVIP

  1. 1.1.   焦炭是冶金工业炼铁的主要原料。全国共有焦化企业200 余家， 其中约10％生产能力超过100 万t/a ，总生产能力超过亿t/a ，中国焦 炭产量居世界第一位，焦化产品百余种。炼焦用煤在复杂的地质状况 下含有上百种成分，在焦炉中成焦时，其中多种成分随煤气一起进入 随后的工序。在炼焦过程中原料煤中约30 ％~35 ％的硫转化成H S 等 硫化物，与NH 和HCN 等一起形成煤气中的杂质，煤气中的H S 的 含量一般为5g/m ~8g/m ，HCN 的含量为1g/m ~2.5g/m 。而H S 和 0 H HCN 具有很强的腐蚀性、毒性，在空气中含有 .1 ％的 S 就能使人 致命，当焦炉煤气最终用作燃料时，硫化氢及燃烧产物二氧化硫均有 毒，会严重污染环境，所以煤气作为燃料使用之前必须进行净化。1792 年苏格兰人发明用铁罐干馏烟煤以来，煤气制造技术发展较快。法国、 德国、英国、荷兰先后建立起能够回收化学产品的焦炉，并以奥托— —霍夫曼型焦炉最为著名，从此炼焦工业不仅生产焦炭，同时也生产 净煤气。 1.2.   煤气净化主要是脱除煤气中有害成分，具体包括冷却和输送出炉 H H 类碱性气体、脱除 煤气、脱除煤气中 S，HCN 等酸性气体和N 及回收煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。因此一般的净化工艺包 括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。 1.2.1 煤气的初冷是指出炉煤气通过集气管喷洒氨水和设置初冷器将 出炉煤气由650~800℃降至25 ℃左右的处理过程。初冷器冷却方法通 常有间接式、直接式、间直结合式3 种。冷却设备有直冷式喷淋塔、 立管式初冷器和横管式初冷器。间接式煤气冷却过程冷却水不与煤气 接触，通过换热器完成两相传热。由于冷却介质——水没有受到煤气 中有害介质的污染，循环使用次数多。间冷式适用于大多数缺水地区 的焦化厂。由于煤气初冷时有大量萘的结晶析出，所以采用立管式初 冷器的工艺要求初冷器后集合温度不低于25 ℃，以防冷凝液管堵塞。 而在采用横管多级喷洒洗萘初冷器的工艺中，由于喷洒液对萘的吸收 而大大降低了萘结晶堵塞管道。直冷煤气设备通常采用塔，由煤气与 冷介质的逆相直接接触，完成热量和物质传递，因此煤气直接冷却， 不但冷却了煤气，而且具有净化的效果。据测定，在直冷过程中可有 效除去煤气中90 ％以上的焦油、80 ％左右的氨、60 ％的萘、80 ％的HS 等。鉴于间、直冷各自优点，多数厂家采用间——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 ℃，冷却后煤气含萘降至1g/m 以下。 1.2.2 煤气中大部分焦油在喷洒过程中随氨水冷却下来，其余部分随着 煤气的初冷及焦油捕集装置混合在氨水中。目前各厂家采用的氨水焦 油分离装置主要是依靠氨水、焦油两相比重不同而分层分离，在分离 过程中也有效去除了渣尘。根据设备的不同，可分为机械化澄清槽和 焦油氨水分离槽两种形式。操作要点主要是温度及分离时间。相对来 说，分离时间越长则分离效果越好，而分离温度却由于静置冷却作用 而变低(温度高时焦油粘度小有利于分离) 。一般焦油氨水分离槽有保 温系统，能够