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第一章煤气的初冷、输送及初步净化焦炉煤气为什么要进行初冷和初步净化？1)1）从煤气中回收化学产品时，要在较低的温度下(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（例如由附表20℃时1m干煤气，在80℃经水汽饱和后的体积为2.429m33，，前者比后者大25℃经水汽饱和的体积为1.126m3倍），显然所需输送煤气管道直径，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蚀。

煤气的初步冷却分两步进行：第一步：在集气管及桥管中用大量循环氨水喷洒，使煤气冷却到82～86℃；第二步：在煤气初冷器中冷却到25～35℃（生产硫铵系统）或低于25℃（生产氨水系统）。

第一节煤气的初冷一、煤气在集气管内的冷却1、煤气在集气管内冷却的机理冷却过程如图所示。煤气在桥管和集气管内的冷却，是用表压为147～196kPa的循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的。当细雾状的氨水与煤气充分接触时，由于煤气温度很高而湿度又很低，故煤气放出大量显热，氨水大量蒸发，快速进行着传热和传质过程。传热过程取决于煤气与氨水的温度差，所传递的热量为显热，约占煤气冷却所放出总热量的10～15%。传质过程的推动力是循环氨水液面上的水汽分压与煤气中水汽分压之差，氨水部分蒸发，煤气温度急剧降低，以供给氨水蒸发所需的潜热，此部分热量约占煤气冷却所放出总热量的75%～80%。另有约占所放出总热量10%的热量由集气管表面散失。

通过上述冷却过程，煤气温度由650～750℃降至82～86℃，同时有60%左右的焦油气冷凝下来。实际生产上，煤气温度可冷却至高于其最后达到的露点温度1～3℃。

2、煤气露点与煤气中水汽含量的关系Dewpoint:Thetemperatureatwhichairbecomessaturatedandproducesdew.煤气的露点与煤气水分含量的关系如图所示。煤气的冷却及所达到的露点温度同下列因素有关：煤气的水分、进集气管前煤气的温度、循环氨水量和进出口温度以及氨水喷洒效果等，其中以煤料水分影响最大。由于煤气的冷却主要是靠氨水的蒸发，所以，氨水喷洒的雾化程度好，循环氨水的温度较高（氨水液面上水汽分压较大），氨水蒸发量大，煤气即冷却得较好；反之则差。

进入集气管前的煤气露点的温度也同装入煤料的水分含量有关，当装入煤料总水分为8～11%时，相应的露点度为65～70℃为保证氨水蒸发的推动力，进口水温应高于煤气露点温度5～10℃所以采用72～78℃的循环氨水喷洒煤气。对不同型式的炼焦炉所需的循环氨水量也有所不同，按经验确定的定额数值为：单集气管焦炉需氨水5m3/t（干煤）；双集气管焦炉需循环氨水6m/t（干煤）。3

集气管技术操作的主要数据如下：集气管前煤气温度，℃离开集气管的煤气温度，℃循环氨水温度，℃650～75082～8672～7874～8080～835～6离开集气管氨水温度，℃煤气露点，℃循环氨水量，m/t干煤3蒸发的氨水量，%（占循环氨水量）2～3冷凝焦油量，%（占煤气中焦油量）～60

二、煤气初冷工艺流程1、煤气的间接冷却图1-2所示为煤气间接初冷工艺流程。焦炉煤气与喷洒氨水、冷凝焦油等沿吸煤气主管首先进入气液分离器，煤气与焦油、氨水、焦油渣等在此分离。分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入焦油氨水澄清槽，经过澄清分为三层：上层为氨水；中层为焦油；下层为焦油渣。沉淀下来的焦油渣由刮板输送机连续刮送至漏斗处排出槽外。焦油则通过液面调节器流至焦油中间槽，由此泵往焦油贮槽，经初步脱水后泵往焦油车间。氨水由澄清槽上部满流至氨水中间槽，再用循环氨水泵送回焦炉集气管以冷却荒煤气。这部分氨水称为循环氨水。

几个概念：集合温度——从各台初冷器出来的煤气温度是有差别的，汇集一起后的煤气温度称为集合温度。在生产硫铵系统中，要求集合温度低于35℃；在生产浓氨水系统中，则要求集合温度低于25℃冷凝液——冷凝焦油和冷凝氨水的混合液称为冷凝液。轻质焦油——由冷凝液分离出来的焦油称为轻质焦油。

2、间冷直冷结合的煤气初冷煤气的直接初冷，是在直接初冷塔内，由煤气和冷却水（经冷却后的氨水焦油混合液）直接接触传热而完成的。此法不仅冷却了煤气，且具有净化煤气效果好、冷却效率较高及煤气阻力小等优点。如图1-5所示，由集气管来的82℃左右的煤气经气、液分离后，进入横管式间接冷却器被冷却到50～55℃，再进入直冷空喷塔冷却到25～35℃，在直冷空喷塔内，煤气由下向上流动，与分两段喷淋下来的氨水焦油混合液密切接触而得到冷却。

三、煤气冷却设备1、立管式间接冷却器2、横管式间接冷却器

第二