煤化專業(yè)的畢業(yè)論文

1、河 北 化 工 醫(yī) 藥 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué)院畢 業(yè) 論 文煤氣凈化工藝的應(yīng)用及發(fā)展 姓名 程楚 學(xué)號(hào) 1204090203 專 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù)（煤化工方向） 班 級(jí) 煤化30902 指導(dǎo)教師邸青 完成時(shí)間 2011.12.18 化 學(xué) 與 環(huán) 境 工 程 系目錄摘要.2前言.3一、 焦?fàn)t煤氣凈化工藝經(jīng)歷的發(fā)展歷程.4二、 焦?fàn)t煤氣凈化工藝.61、 傳統(tǒng)的煤氣凈化工藝流程.61.1煤氣凈化系統(tǒng)組成.71.2煤氣凈化系統(tǒng)主要工藝特點(diǎn).82、 煤氣凈化的內(nèi)容及技術(shù)現(xiàn)狀.82.1 焦?fàn)t煤氣凈化的方法.82.2煤氣凈化工藝的主要工序.93、 現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)存在的問題.114、 煤氣凈化新技術(shù)探討

2、.124.1 焦?fàn)t煤氣的構(gòu)成.124.2 煤氣凈化新工藝簡(jiǎn)述.12) oa( s- j ?444.3 煤氣凈化新工藝特點(diǎn).144.4 煤氣凈化新工藝的積極效果.144.5 工藝流程與原理.16三、焦?fàn)t煤氣凈化工藝研究進(jìn)展.171、 國(guó)內(nèi)外焦?fàn)t煤氣凈化工藝的發(fā)展.172、對(duì)焦?fàn)t煤氣凈化工藝的建議.18四、總結(jié).20參考文獻(xiàn).21致謝.22摘要： 本文對(duì)我國(guó)煤氣凈化技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展進(jìn)行了探討，又對(duì)焦?fàn)t煤氣凈化工藝做出了全面分析，對(duì)煤氣凈化新工藝做了簡(jiǎn)單的介紹而且講述了煤氣凈化工藝的研究進(jìn)展，并推薦采用的焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程以及各單元中應(yīng)采用的行之有效的環(huán)保、節(jié)能技術(shù)。關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣

3、，凈化工藝，脫硫，工藝研究進(jìn)展前言 焦炭作為冶金工業(yè)的主要原料被煉鐵廠大量使用。煉焦用煤在復(fù)雜的地質(zhì)狀況下含有上百中成分，這樣煤在焦?fàn)t中成焦的同時(shí)，其中多種成分將隨煤氣一起進(jìn)入下面的工序。隨著用戶對(duì)煤氣需求質(zhì)量的不斷提高，對(duì)煤氣凈化并除去其中多種成分的凈化工藝便產(chǎn)生了，這樣經(jīng)過處理后的煤氣稱之為凈煤氣。1792年蘇格蘭人發(fā)明用鐵甑干餾煙煤以來(lái)，煤氣制造技術(shù)得到了發(fā)展。法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、荷蘭先后建立起能夠回收化學(xué)產(chǎn)品的焦?fàn)t，并以?shī)W托一霍夫曼型焦?fàn)t最為著名，從此煉焦工業(yè)不僅生產(chǎn)焦炭，同時(shí)也產(chǎn)生凈煤氣。焦?fàn)t煤氣凈化工藝流程的選擇，主要取決于脫氨和脫硫的方法。眾所周知，在煉焦過程中，煤中約有30的硫進(jìn)

4、入焦?fàn)t煤氣，95的硫以硫化氫的形式存在。焦?fàn)t煤氣中一般含有硫化氫68g /m3 , 氰化氫 1. 52g/m。若不事先脫除，就有50%的氰化氫和1040的硫化氫進(jìn)入氨、苯回收系統(tǒng)，加劇了設(shè)備的腐蝕，還會(huì)增加外排污水中的酚、氰含量。含有硫化氫和氰化氫的煤氣作為燃料燃燒時(shí)，會(huì)生成大量so2和no2而污染大氣。為了防止氨對(duì)煤氣分配系統(tǒng)、煤氣主管以及煤氣設(shè)備的腐蝕和堵塞，在煤氣作為燃料使用之前必須將其脫除。20世紀(jì)70年代以前，由于焦?fàn)t煤氣主要供冶金廠作工業(yè)燃料，因此，大部分焦化廠的煤氣凈化工藝都沒有設(shè)置脫硫裝置，而回收氨的裝置幾乎全采用半直接法飽和器生產(chǎn)硫銨流程。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及我國(guó)環(huán)保法規(guī)的

5、不斷完善和日益嚴(yán)格，在焦?fàn)t煤氣凈化工藝過程設(shè)置脫硫脫氰裝置和改進(jìn)脫氨工藝就勢(shì)在必行。進(jìn)入80年代以后，改革開放逐步深入，我國(guó)焦化行業(yè)和煤氣行業(yè)相繼從國(guó)外引進(jìn)了多種煤氣凈化裝置，國(guó)內(nèi)科技人員在原有基礎(chǔ)上也開發(fā)研制了新型脫硫工藝，大大推動(dòng)了我國(guó)焦?fàn)t煤氣凈化工藝的發(fā)展。一、焦?fàn)t煤氣凈化工藝經(jīng)歷的發(fā)展歷程我國(guó)焦?fàn)t煤氣凈化發(fā)展是與煉焦工業(yè)的發(fā)展緊密相連的。建國(guó)以來(lái)，隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，煤氣凈化工藝從無(wú)到有，蓬勃發(fā)展，技術(shù)水平和裝備水平得到了不斷提高。大體上經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期是從20世紀(jì)50年代末到60年代中期，我國(guó)焦化廠的焦?fàn)t煤氣凈化工藝主要是以50年代從原蘇聯(lián)引進(jìn)的工藝為基礎(chǔ)、消化翻板飽和器法

6、生產(chǎn)硫銨的老流程，以當(dāng)時(shí)的武鋼焦化廠、包鋼焦化廠、鞍鋼化工總廠、太鋼焦化廠、馬鋼焦化廠等一批大型廠為代表。但該工藝存在流程陳舊、能耗高、環(huán)保措施不健全、裝備水平低等問題。主要表現(xiàn)在初冷采用立管冷卻器，冷卻效率低；硫銨裝置設(shè)備龐大，煤氣阻力大，產(chǎn)品質(zhì)量差，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；沒有配套建設(shè)脫硫裝置，終冷系統(tǒng)不能閉路，對(duì)大氣和水體污染嚴(yán)重；在粗苯蒸餾系統(tǒng)采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保證。第二時(shí)期是從60年代中期至70年代末期，隨著我國(guó)自行設(shè)計(jì)的58型焦?fàn)t不斷推廣及炭化室高5.5米焦?fàn)t的誕生，對(duì)煤氣凈化工藝開展了與石油、化工行業(yè)找差距進(jìn)行技術(shù)革新的階段。在廣大技術(shù)人員的努力下，在此期間我們

7、將初冷流程改為二段冷卻；開發(fā)了多種油洗萘代替終冷水洗萘；研制成功了終冷水脫氰生產(chǎn)黃血鹽，解決了終冷水的污染問題；推廣采用了溶劑脫酚和生物脫酚裝置；以管式爐脫苯代替蒸汽脫苯，開發(fā)了雙塔、單塔脫苯新工藝；在個(gè)別焦化廠設(shè)置了改良ada脫硫裝置（如：梅山焦化廠、北京焦化廠等）。除此之外，為了適應(yīng)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)硫酸供應(yīng)緊張的情況，開發(fā)和推廣了一大批采用氨水流程的焦化廠（如：濟(jì)鋼、萊鋼、邯鋼、杭鋼、安鋼、攀鋼等）。當(dāng)時(shí)，我國(guó)生產(chǎn)濃氨水的廠家曾占了整個(gè)焦化廠總數(shù)的三分之一。但是，氨水流程也存在著設(shè)備腐蝕、堵塞嚴(yán)重、濃氨水產(chǎn)品質(zhì)量低劣、產(chǎn)品滯銷、開工率低等致命問題。因此，雖然經(jīng)過我國(guó)工程技術(shù)人員的不斷努力，焦?fàn)t煤氣

8、凈化工藝有了一些進(jìn)展，而從環(huán)保、能耗、技術(shù)水平、工藝裝備、產(chǎn)品質(zhì)量等方面來(lái)看，仍然未能擺脫落后的局面。第三時(shí)期從改革開放以來(lái)算起，隨著寶鋼工程的建設(shè)，我國(guó)6米大容積焦?fàn)t的誕生，焦化廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，以及通過與國(guó)外技術(shù)交流，聯(lián)合設(shè)計(jì)、技術(shù)引進(jìn)等方式，先后引進(jìn)了各種規(guī)模、不同工藝的多套裝置，我國(guó)工程技術(shù)人員基本上掌握了全負(fù)壓煤氣凈化工藝、as洗滌脫硫工藝、脫酸蒸氨工藝、氨分解硫回收工藝、無(wú)飽和器法硫銨工藝、frc法和th法脫硫脫氰工藝、索爾菲班法脫硫工藝、真空空碳酸鹽法脫硫工藝、冷法和熱法弗薩姆無(wú)水氨工藝以及與之相配套的生產(chǎn)濃硫酸和78%硫酸的工藝等國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，并在設(shè)備和材料國(guó)產(chǎn)化方面取得了突破

9、性進(jìn)展。在此期間我國(guó)焦化技術(shù)人員還自行開發(fā)了hpf法脫硫新工藝，消化創(chuàng)新了噴淋式飽和器代替半直接法飽和器生產(chǎn)硫銨裝置。隨著工藝技術(shù)的不斷更新，生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制水平也得了提高，dcs集散型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而使我國(guó)煤氣凈化技術(shù)和裝備有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，邁向了國(guó)際先進(jìn)行列。二、焦?fàn)t煤氣凈化工藝在煉焦過程中原料煤中約 30 %35 %的硫轉(zhuǎn)化成 h2s 等硫化物 ,與nh3 和 hcn 等一起形成煤氣中的雜質(zhì) ,煤氣中的h2s的含量一般為 58g/ m3, hcn 的含量為 1215g/ m3。而 h2s和 hcn 具有很強(qiáng)的腐蝕性、毒性 ,在空氣中含有 011 %的 h2s就能使人

10、致命,當(dāng)焦?fàn)t煤氣最終用作燃料時(shí) ,硫化氫及燃燒產(chǎn)物二氧化硫均有毒 ,會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境 ,所以煤氣作為燃料使用之前必須進(jìn)行凈化。煉焦工業(yè)不僅生產(chǎn)焦炭 ,同時(shí)也生產(chǎn)凈煤氣。1、傳統(tǒng)的煤氣凈化工藝流程通常，焦?fàn)t煤氣凈化的流程為：荒* - yq7 r* n! b5 y荒煤氣氣液分離器初冷器電捕焦油器鼓風(fēng)機(jī)預(yù)冷-初脫萘脫硫飽和器法脫氨終冷洗萘脫苯凈煤氣；) z/ u% c& z5 7 p7 ?, t! ; z0 為滿足城市煤氣等需要，凈煤氣深度凈化系統(tǒng)的流程為：凈煤氣加壓輸送冷卻深脫萘深脫硫城市煤氣。 在焦?fàn)t的中需要要凈化的是干餾生產(chǎn)焦炭的過程，原料煤在焦?fàn)t的炭化室中在11001300左右的情況下，生成焦

11、炭，并伴有大量荒煤氣產(chǎn)生。焦炭作為高爐煉鐵的主要原料；而荒煤氣經(jīng)過凈化處理可以作為城市供氣，同時(shí)回收生成粗笨等副產(chǎn)品。 焦?fàn)t系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部分：燃?xì)庀到y(tǒng)、廢氣系統(tǒng)、集氣管系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。 對(duì)于單燒焦?fàn)t煤氣的焦?fàn)t來(lái)說(shuō)流程是這樣的：從焦?fàn)t煤氣主管來(lái)的煤氣，從廢氣盤的焦?fàn)t煤氣入口處進(jìn)入煤氣蓄熱室內(nèi)，再經(jīng)斜道進(jìn)入燃燒室立火道底部進(jìn)行燃燒，并形成廢氣流（上升氣流），高溫的廢氣通過熱輻射和熱對(duì)流的行式，把熱量傳給溫度較低的燃燒室側(cè)的爐墻表面，然后熱量以熱傳導(dǎo)的方式通過爐磚傳到炭化室煉焦。換熱后的廢氣在煙囪吸力的作用下，經(jīng)雙聯(lián)立火道的另一火道進(jìn)入斜道（下降氣流），再進(jìn)入蓄熱室與空氣換熱后經(jīng)小煙道、分煙道

12、、總煙道，最后從煙囪排出。焦?fàn)t生產(chǎn)產(chǎn)生的荒煤氣中含有大量的焦油和h2s，還有在橋管部分冷卻荒煤氣時(shí)噴灑了大量的氨水，所以這時(shí)的荒煤氣是不能直接送給用戶使用的，要經(jīng)過化產(chǎn)回收的各個(gè)工段，對(duì)煤氣進(jìn)行凈化。1.1煤氣凈化系統(tǒng)組成 （1）、冷凝部分：荒煤氣中含有大量的焦油，首先要經(jīng)過初冷器冷凝回收大部分的焦油，產(chǎn)生的冷凝液循環(huán)冷凝回流量要調(diào)節(jié)。 （2）、電捕部分：電捕焦油器對(duì)從初冷器出來(lái)的煤氣進(jìn)一步去除含有的少量焦油，這里面電部絕緣箱的溫度要控制在一定的范圍內(nèi)，超過范圍要聯(lián)鎖，停鼓風(fēng)機(jī)，電捕后煤器含氧量如果過高的話也要聯(lián)鎖停鼓風(fēng)機(jī)。 （3）、槽區(qū)部分：初冷器冷凝產(chǎn)生的焦油，電捕焦油器捕到的焦油都匯集到

13、槽區(qū)部分。（4）、鼓風(fēng)機(jī)部分：經(jīng)過冷凝、電捕后煤氣中大部分的焦油已經(jīng)被去除了，進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的環(huán)節(jié)，鼓風(fēng)機(jī)在整個(gè)煤氣凈化過程中起著非常重要的作用，是煤氣流動(dòng)的動(dòng)力所在，不同的廠家的鼓風(fēng)機(jī)略有不同，但這里的聯(lián)鎖控制很復(fù)雜，比如: 鼓風(fēng)機(jī)軸承溫度聯(lián)鎖，盤車電機(jī)的聯(lián)鎖等。 （5）、脫硫部分：主要工藝設(shè)備是預(yù)冷塔和脫硫塔，通過和氨水的反應(yīng)除掉煤氣中含有的硫，主要流程及控制如下： （6）、硫銨部分：從脫硫出來(lái)的煤氣中含有大量的氨，主要是因?yàn)樵诿摿蜻^程中用到了氨水，所以下一步就要去除這的氨，這里的主要設(shè)備是飽和器和蒸氨塔，飽和 器加入大量的濃硫酸，和氨反應(yīng)生成硫酸氨晶體，蒸氨塔則是通過蒸汽加熱的方式使氨氣揮發(fā)

14、出來(lái)，這里需要控制的是蒸氨塔頂?shù)臏囟?，是通過進(jìn)蒸氨塔的蒸汽量調(diào)節(jié)的。 （7）、終冷洗苯部分：是煤氣凈化出場(chǎng)的最后一道工序，主要是洗掉煤氣中含有的苯，主要的工藝設(shè)備是終冷塔，通過冷凝水冷凝，洗出苯。 經(jīng)過上面幾個(gè)工段，煤氣可以出場(chǎng)送入氣柜了。 從終冷洗苯工段洗出來(lái)的富油再進(jìn)入粗笨蒸餾工段，這里的主要設(shè)備是管式爐、再生器、蒸餾塔，在蒸餾塔中不同塔層的溫度不同，產(chǎn)生不同的蒸餾組份。除了這幾個(gè)主要工段以外，整個(gè)焦化回收部分還包括一些輔助的工段，如制冷站、空壓站、循環(huán)水等，主要是供給焦?fàn)t和回收部分需要的冷卻水、制冷水、壓縮空氣等。1.2煤氣凈化系統(tǒng)主要工藝特點(diǎn)（1）初冷器采用高效橫管冷卻器，將煤氣冷卻到

15、2122，在初冷器中分段噴灑焦油氨水混合物，使煤氣中的大部分萘通過初冷脫除，從而實(shí)現(xiàn)了煤氣降溫、除油、除萘的目的，確保后序設(shè)備無(wú)堵塞之患，又大幅度降低了操作費(fèi)用和工程投資。（2）電捕焦油器為蜂窩式，蜂窩為不銹鋼，塔頂有絕緣箱。（3）煤氣鼓風(fēng)機(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，大多采用離心式鼓風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)采用調(diào)速措施，適合焦化廠煤氣量周期性波動(dòng)的特點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)前煤氣管道吸力、壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)操作調(diào)節(jié)靈活，高效節(jié)能。（4）剩余氨水經(jīng)除焦油器浮選后焦油含量大大降低，減輕焦油在蒸氨塔塔盤上的聚合，保證蒸氨塔穩(wěn)定操作，蒸氨廢水質(zhì)量穩(wěn)定，有利于環(huán)境保護(hù)。（5）煤氣的脫氨采用噴淋飽和器法。（6）終冷采用直接終冷，洗苯塔為

16、金屬網(wǎng)波填料。（7）焦油氨水的分離采用機(jī)械化氨水澄清槽的工藝。（8）粗苯蒸餾采用管式爐、一塔生產(chǎn)兩種苯的工藝。（9）煤氣凈化系統(tǒng)的泵類，當(dāng)采用雙端面機(jī)械密封時(shí)，增設(shè)熱虹吸軟水密封設(shè)施。（10）煤氣凈化系統(tǒng)的主要泵類，設(shè)計(jì)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在控制室內(nèi)操作。2、煤氣凈化的內(nèi)容及技術(shù)現(xiàn)狀2.1 焦?fàn)t煤氣凈化的方法根據(jù)焦?fàn)t本體和鼓冷系統(tǒng)流程圖,從焦?fàn)t出來(lái)的荒煤氣進(jìn)入之前,已被大量冷凝成液體,同時(shí),煤氣中夾帶的煤塵, 焦粉也被捕集下來(lái),煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機(jī)械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環(huán)使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進(jìn)入初冷器被直接冷卻或

17、間接冷卻至常溫,此時(shí),殘留在煤氣中的水分和焦油被進(jìn)一步除去。出初冷器后的煤氣經(jīng)機(jī)械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機(jī)械的方法除去,然后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以后的煤氣精制的操作,例如硫銨帶色、脫硫液老化等,使煤氣通過電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時(shí)從煤氣中結(jié)晶析出,煤氣進(jìn)入脫硫塔前設(shè)洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內(nèi)用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時(shí),煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內(nèi)被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。煤氣經(jīng)過吸氨塔時(shí),由于硫酸吸收氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經(jīng)終冷塔降溫

18、后進(jìn)入洗苯塔內(nèi),用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點(diǎn)的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點(diǎn)的物質(zhì),與此同時(shí),有機(jī)硫化物也被除去了。2.2 煤氣凈化工藝的主要工序煤氣凈化主要是脫除煤氣中有害成分 ,具體包括冷卻和輸送出爐煤氣、 脫除煤氣中 h2s ,hcn 等酸性氣體和 nh3 類堿性氣體、 脫除及回收煤氣中焦油類、 苯類等物質(zhì)以及萘等。因此一般的凈化工藝包括鼓冷、 洗滌、 解析、 后處理等主要工序內(nèi)容。2.2.1 煤氣的初冷煤氣的初冷是指出爐煤氣通過集氣管噴灑氨水和設(shè)置初冷器將出爐煤氣由 650800降至25左右的處理過程。初冷器卻方法通常有間接式、直接式、間 - 直結(jié)合式

19、3種。冷卻設(shè)備有直冷式噴淋塔、立管式初冷器和橫管式初冷器。間接式煤氣冷卻過程冷卻水不與煤氣接觸,通過換熱器完成兩相傳熱。由于冷卻介質(zhì) - 水沒有受到煤氣中有害介質(zhì)的污染,循環(huán)使用次數(shù)多。間冷式適用于大多數(shù)缺水地區(qū)的焦化廠。由于煤氣初冷時(shí)有大量萘的結(jié)晶析出,所以采用立管式初冷器的工藝要求初冷器后集合溫度不低于25,以防冷凝液管堵塞。而在采用橫管多級(jí)噴灑洗萘初冷器的工藝中,由于噴灑液對(duì)萘的吸收而大大降低了萘結(jié)晶堵塞管道。直冷煤氣設(shè)備通常采用塔,由煤氣與冷介質(zhì)的逆相直接接觸,完成熱量和物質(zhì)傳遞,因此煤氣直接冷卻,不但冷卻了煤氣 ,而且具有凈化的效果。據(jù)測(cè)定,在直冷過程中可有效除去煤氣中90 %以上的

20、焦油、80 %左右的氨、60 %的萘、80 %的 h2s等。鑒于間、直冷各自優(yōu)點(diǎn),多數(shù)廠家采用間 - 直冷結(jié)合方式,即煤氣先在間接初冷器中冷卻至45后,再進(jìn)入直接冷卻器進(jìn)一步冷卻至2530,冷卻后煤氣含萘降至1g/ m3以下。2.2.2 煤氣中焦油的脫除及回收煤氣中大部分焦油在噴灑過程中隨氨水冷卻下來(lái) ,其余部分隨著煤氣的初冷及焦油捕集裝置混合在氨水中。目前各廠家采用的氨水焦油分離裝置主要是依靠氨水、 焦油兩相比重不同而分層分離 ,在分離過程中也有效去除了渣塵。根據(jù)設(shè)備的不同 ,可分為機(jī)械化澄清槽和焦油氨水分離槽兩種形式。操作要點(diǎn)主要是溫度及分離時(shí)間。相對(duì)來(lái)說(shuō) ,分離時(shí)間越長(zhǎng)則分離效果越好 ,

21、而分離溫度卻由于靜置冷卻作用而變低(溫度高時(shí)焦油粘度小有利于分離) 。一般焦油氨水分離槽有保溫系統(tǒng) ,能夠同時(shí)滿足溫度和分離時(shí)間兩個(gè)因素的要求。2.2.3 煤氣中氨類的脫除煤在干餾時(shí),其中大部分氮轉(zhuǎn)化成以氨為代表的含氮化合物 ,因此粗煤氣中含有 69g/ m3的氨。由于氨的腐蝕特性 ,作為有害成分必須從煤氣中除去。目前采用的脫氨方法主要有 3 類。(1)水洗法,包括濃氨水法、間接法制(nh4) 2so4、 聯(lián)堿法制nh4cl、 氨分解法等。( 2 )硫酸吸氨法生產(chǎn)(nh4) 2so4 ,有飽和器法和酸洗塔法。(3)磷酸吸氨法 ,包括磷酸氫二銨法和弗薩姆法、 半直接飽和器法。器后含氨可控制在 0

22、103g/ m3以下 ,水洗氨和氨分解聯(lián)合流程 ,目前塔后含氨在 0105g/ m3以下。2.2.4 煤氣中萘的脫除工藝粗煤氣中含萘約 10g/ m3,其中大部分在集氣管初冷器中冷凝下來(lái)并溶于焦油中 ,經(jīng)過初冷后 ,含量約為 2g/ m3的萘處于過飽和狀態(tài) ,初冷后的煤氣沿管道流向后序凈化設(shè)備時(shí) ,一旦流速緩慢或溫度進(jìn)一步下降 ,萘就會(huì)沉積析出并造成堵塞 ,因此煤氣進(jìn)一步脫萘是必要的。目前脫萘主要有兩種方式 ,水洗法和油洗法。所謂水洗法是利用終冷塔中冷水與熱煤氣的逆向接觸 ,降低煤氣溫度使萘析出 ,再利用熱焦油吸收水中的萘而實(shí)現(xiàn)冷水循環(huán)洗萘。油洗萘是利用洗油洗滌煤氣并吸收其中的萘 ,而從洗油中

23、分離萘可以同富油脫苯同時(shí)進(jìn)行 ,該法較水洗法效率高 ,一般可將煤氣含萘降至 015g/ m3以下。2.2.5 煤氣中苯類的脫除及回收煤氣中苯類脫除理論上可以通過冷凍、 吸附、 洗滌3 種方式完成。工業(yè)上主要采用油洗滌方式 ,根據(jù)使用洗油的來(lái)源及組份差別 ,分為焦油洗油洗苯和石油洗油洗苯。有粗焦油加工系統(tǒng)的大型焦化廠均采用自產(chǎn)焦油洗油洗滌方式。在洗滌塔中煤氣與洗油逆向接觸 ,要具備足夠的吸收面積、 吸收時(shí)間、吸收推動(dòng)力(溫度、 塔內(nèi)壓力、 貧油含苯) 、 洗油分子量及噴淋量等 ,洗滌后煤氣中苯可由 2538g/ m3降至 2g/ m3以下。洗苯后的富油經(jīng)蒸餾解析后返回洗滌 ,輕苯和重苯送后續(xù)系統(tǒng)

24、進(jìn)一步加工。2.2.6 煤氣中 h2s的脫除直接從焦?fàn)t中出來(lái)的煤氣約含 58g/ m3的硫化氫和 1215g/ m 的氰化氫。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于h2s和 hcn 的脫除方式主要有 3 類 ,干式氧化工藝 ,濕式氧化工藝和濕式吸收工藝。干式氧化工藝常見的是氧化鐵箱法。氧化鐵脫硫最早在德國(guó)應(yīng)用 ,是 19 世紀(jì) 40 年代隨著城市煤氣工業(yè)的誕生而產(chǎn)生的。干法脫硫工藝簡(jiǎn)單、 凈化程度高。但僅適用于那些煤氣須在高壓下凈化 ,符合城市煤氣質(zhì)量的工廠。干法脫硫工藝及功能的局限性 ,制約了其在焦化生產(chǎn)中的應(yīng)用。焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的濕式氧化法工藝技術(shù)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展過程 ,從早期比較落后的砷堿法、 對(duì)苯二酚法等 ,

25、到現(xiàn)代的日本研制的th法(塔卡哈克斯法) 、 frc法(苦味酸法)等。其中關(guān)于氨水濕式氧化脫硫,國(guó)外進(jìn)行了大量的研究。早在 1972 年 ,德國(guó)就 “氨水濕式氧化法脫硫和廢液加入煉焦煤” 的工藝申請(qǐng)了專利。日本大阪公司發(fā)明了 fumaks2rhodacs 2compacks (frc) 法 脫 硫 脫 氰 技術(shù)。在濕式氧化工藝中 ,st ret ford (斯淳梯福特)法也是一種較為廣泛采用的工藝。英國(guó)的霍姆公司、 法國(guó)的瑟雷芒日焦化廠、 加拿大、 意大利等國(guó)的焦化廠大多采用這種工藝。焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的濕式吸收法有vacuum carbonate (真空碳酸鹽) 法、 as 循環(huán)洗滌法、 su

26、l2fiban法(索爾菲班法)等。真空碳酸鹽法脫硫系統(tǒng)的操作是基于吸收 - 解析的原理 ,焦?fàn)t煤氣與碳酸鈉混合物接觸 ,只有酸性氣體被溶液吸收 ,吸收了h2s ,hcn 和 co2的溶液循環(huán)到再生塔 ,調(diào)節(jié)塔內(nèi)的溫度和壓力 ,把酸性氣體從溶液中趕出來(lái)。此法在原蘇聯(lián)烏克蘭大多數(shù)的焦化廠采用 ,美國(guó)、 德國(guó)等國(guó)家焦化廠也采用此法。以氨為堿源的濕式吸收法目前在國(guó)外應(yīng)用最為廣泛 ,其中最典型的工藝as循環(huán)洗滌法。sulfiban 法是一種高效的脫硫脫氰工藝 ,脫硫效率在 98 %以上 ,脫氰率也高于90 % ,同時(shí)還能脫除焦?fàn)t煤氣中的有機(jī)硫。索爾菲班法與其它脫硫法相比,工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、 操作彈性大、 材

27、質(zhì)要求低、 投資費(fèi)用小 ,但由于單乙醇胺昂貴 ,且運(yùn)轉(zhuǎn)中有損耗 ,因此 ,該法操作費(fèi)用大。2.2.7 煤氣的輸送及調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)是煤氣輸送裝置,按結(jié)構(gòu)分為容積式和離心式兩種。離心式鼓風(fēng)機(jī)按動(dòng)力源又分為電動(dòng)式和透平式。在離心式鼓風(fēng)機(jī)使用廠家中 ,按機(jī)前、 機(jī)后壓力調(diào)節(jié)方式可分為循環(huán)煤氣調(diào)節(jié)、 自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)調(diào)節(jié)和改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速法調(diào)節(jié)。大型焦化廠多數(shù)采用離心式鼓風(fēng)機(jī)。3、 現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)存在的問題隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng) ,傳統(tǒng)的煤氣凈化技術(shù)已不能滿足需要 ,日益顯示出資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等缺陷。尤其是氨和苯多未回收或回收率低 ,高熱值煤氣未合理利用 ,因而經(jīng)濟(jì)效益差。焦

28、爐煤氣中 h2s , hcn及其燃燒產(chǎn)物對(duì)大氣環(huán)境的污染問題日益突出 ,嚴(yán)重影響了焦化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,改造現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣凈化工藝技術(shù)刻不容緩。(1)消除焦?fàn)t加熱煤氣管道的堵塞、 腐蝕等問題 ,改善焦?fàn)t加熱條件 ,同時(shí)使合理利用焦?fàn)t煤氣 ,促進(jìn)焦?fàn)t生產(chǎn)正?；?。(2)確保氨、 苯烴及焦?fàn)t煤氣等資源的合理利用 ,節(jié)能降耗 ,降低焦炭生產(chǎn)成本 ,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(3)降低中小型焦化廠生產(chǎn)過程中廢水、 廢氣、 煙塵和有毒物質(zhì)的排放量 ,保護(hù)環(huán)境。4、 焦?fàn)t煤氣凈化新技術(shù)探討4.1 焦?fàn)t煤氣的構(gòu)成焦?fàn)t煤氣，又稱焦?fàn)t氣。是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)過高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時(shí)所產(chǎn)

29、生的一種可燃性氣體，是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。焦?fàn)t氣是混合物，其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和焦化過程條件不同而有所差別，一般每噸干煤可生產(chǎn)焦?fàn)t氣300350m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。其主要成分為氫氣（55%60%）和甲烷（23%27%），另外還含有少量的一氧化碳（5%8%）、c2以上不飽和烴（2%4%）、二氧化碳（1.5%3%)、氧氣(0.3%0.8%)、氮?dú)?3%7%)。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、c2以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮?dú)?、氧氣為不可燃組分。 焦?fàn)t氣為有毒和易爆性氣體，空氣中的爆炸極限為6%30%。焦?fàn)t煤氣主要由氫氣和甲烷構(gòu)成，分別占56%和27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣和?/p>

30、他烴類；其低發(fā)熱值為18250kj/nm3，密度為0.40.5kg/nm3，運(yùn)動(dòng)粘度為2510(-6)m2/s。根據(jù)焦?fàn)t本體和鼓冷系統(tǒng)流程圖,從焦?fàn)t出來(lái)的荒煤氣進(jìn)入之前,已被大量冷凝成液體,同時(shí),煤氣中夾帶的煤塵, 焦粉也被捕集下來(lái),煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機(jī)械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環(huán)使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進(jìn)入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫,此時(shí),殘留在煤氣中的水分和焦油被進(jìn)一步除去。在脫硫塔內(nèi)用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時(shí),煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內(nèi)被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。

31、煤氣經(jīng)過吸氨塔時(shí),由于硫酸吸收氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經(jīng)終冷塔降溫后進(jìn)入洗苯塔內(nèi),用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點(diǎn)的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點(diǎn)的物質(zhì),與此同時(shí),有機(jī)硫化物也被除去了。% ( | u d- 9 m! w444.2 煤氣凈化新工藝簡(jiǎn)述* 1 h+ b1 |+ i1 v9 a! h% c在簡(jiǎn)化工藝流程、減少投資占地、降低生產(chǎn)成本的前提下，為滿足城市煤氣標(biāo)準(zhǔn)要求，在對(duì)傳統(tǒng)煤氣凈化工藝?yán)淠娘L(fēng)工段后各工序利弊分析的基礎(chǔ)上，通過合并其同類功能、取消某些單元操作或調(diào)整相關(guān)工序的前后順序，推出了焦?fàn)t煤氣凈化新工藝。下面以

32、硫銨流程為例，對(duì)新工藝簡(jiǎn)介如下：新工藝流程為：粗煤氣氣液分離初冷脫苯萘捕洗油脫硫煤氣輸送脫氨凈煤氣（城市煤氣）。來(lái)自焦?fàn)t集氣管的粗煤氣，經(jīng)汽液分離器進(jìn)入橫管冷卻器被冷卻至25-27。即當(dāng)前的終冷溫度。歐洲技術(shù)人員認(rèn)為，理論計(jì)算表明28是最佳值，芬蘭（1995）和瑞典（1985）的生產(chǎn)實(shí)踐即采用該值。當(dāng)前初冷集合溫度降至趨于20-23，甚至有18的。因此，對(duì)初冷工序的節(jié)能大有裨益。經(jīng)過橫管冷卻器，煤氣中絕大部分的焦油汽、大部分水蒸氣和萘被冷凝后以焦油氨水冷凝液的形式排出。顯然，若煤氣輸送工序設(shè)在脫苯兼脫萘工序之前，則需在輸送工序后、脫苯兼脫萘工序前設(shè)置吸收煤氣加壓絕熱升溫顯熱的冷卻設(shè)施。離開橫管

33、冷卻器的粗煤氣進(jìn)入脫苯兼脫萘工序的12臺(tái)貧油洗苯兼洗萘（以下簡(jiǎn)稱為洗苯萘）塔，其煤氣含苯量通常為23g/m3。由于該工藝將脫苯兼脫萘工序設(shè)置在脫硫、脫氨工序前，因此脫苯蒸餾系統(tǒng)需采用相應(yīng)的耐腐蝕材料。當(dāng)粗煤氣進(jìn)入脫苯萘工序的洗苯萘塔后, 初冷后粗煤氣中通常所含15g/m3的輕焦油霧滴的絕大部被洗滌到洗苯萘貧油中。洗苯萘貧油從煤氣中吸收了苯、萘后，作為富油離開洗苯萘塔。在富油脫苯萘裝置中，富油所含的源自于輕焦油霧滴中的苯、萘類輕組分經(jīng)富油脫苯萘的蒸餾塔被分離到粗苯產(chǎn)品中，并提高了苯、萘類產(chǎn)品的收率或銷售收入。為此，為了保證粗苯產(chǎn)品質(zhì)量，宜在富油脫苯的蒸餾塔上設(shè)有采出萘溶劑油的出料側(cè)線；源自于輕焦

34、油霧滴中的洗油類組分被分離到用作煤氣脫苯吸收劑的循環(huán)使用的洗苯萘貧油中，并降低了洗苯洗油消耗或生產(chǎn)成本；源自于輕焦油霧滴中的其正常沸點(diǎn)高于洗油類組分的重組分，在一次性發(fā)揮了其洗苯萘能力后，作為在富油脫苯萘裝置中的再生器排渣被分離出，這亦對(duì)降低洗苯洗油耗量有利。在初冷與脫苯萘工序之間不設(shè)有捕焦油工序，對(duì)120 km3/h的煤氣凈化裝置，年可增收減耗粗苯、萘溶劑油或洗苯洗油千余噸。3 y* v- ?5 n) s r; a+ l2 ) o3 y脫硫工序采用以氨為堿源的液相催化氧化法進(jìn)行煤氣脫硫。由于將脫硫工序設(shè)置在脫苯兼脫萘工序之后，并在脫苯萘與脫硫工序之間增設(shè)電捕洗油器，最大限度地減少了待脫硫煤氣

35、中的萘、焦油或洗苯洗油的含量，并提高脫硫效率，減少?gòu)U液生成；徹底解決單級(jí)脫硫或多級(jí)脫硫的第一級(jí)脫硫裝置中的脫硫液的品質(zhì)惡化對(duì)脫硫效率的不利影響。粗煤氣夾帶的油類進(jìn)入煤氣脫硫裝置的堿性溶液中會(huì)發(fā)生的致使脫硫液變質(zhì)的皂化反應(yīng)。通常，多級(jí)脫硫系統(tǒng)的第一級(jí)脫硫裝置所產(chǎn)生的硫泡沫往往明顯小于二、三級(jí)脫硫裝置所產(chǎn)生的泡沫量，有悖于一級(jí)脫硫裝置的泡沫量應(yīng)明顯高于其二、三級(jí)裝置的常理。此前，對(duì)脫氨、脫苯前的煤氣進(jìn)行氨法脫硫，常需三級(jí)脫硫才可達(dá)到20mg/m3的城市煤氣標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)需采用多級(jí)脫硫的工況，在脫苯萘與脫硫工序之間增設(shè)捕洗油工序而明顯減少待脫硫粗煤氣中的油氣后，將會(huì)明顯提高第一級(jí)脫硫裝置的脫硫效率，

36、并具有將所需的多級(jí)脫硫裝置減少一級(jí)的可能性，進(jìn)而可明顯減少建設(shè)投資、占地及脫硫和煤氣輸送工序的動(dòng)力消耗。此外，即使在達(dá)不到減少一級(jí)脫硫裝置的情況下，由于第一級(jí)脫硫效率的明顯提高，也可降低脫硫裝置的脫硫液循環(huán)量而降低動(dòng)力消耗或運(yùn)行成本。采用上述工藝，離開脫氨工序后在脫硫、脫萘等指標(biāo)上達(dá)到城市煤氣標(biāo)準(zhǔn)的凈煤氣，可外送或經(jīng)脫水后外送。) oa( s- j ?444.3 煤氣凈化新工藝特點(diǎn)9 e; n7 _. 1 h3 i0 t% _6 k3 4 a將傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝與生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝合并后的新工藝方法的特點(diǎn)如下：3 x( v8 o6 s! y2 w首先依先重后輕的順序除凈所有的有機(jī)物，

37、即在初冷工序脫除煤焦油后即在脫苯萘工序的煤氣脫苯萘塔中在洗苯的同時(shí)脫除煤氣中的萘；其后結(jié)合氨法脫硫的特點(diǎn)及不同的煤氣脫氨方法，再依次脫除煤氣中的酸性、堿性無(wú)機(jī)物。0 c+ a% t+ j( ?. 為了保證脫硫工序的順行，提高脫硫效果及硫磺產(chǎn)品質(zhì)量，將脫苯工序設(shè)置在粗煤氣凈化流程的初冷工序后，脫硫工序前。在以上工藝中的煤氣鼓風(fēng)機(jī)可根據(jù)脫氨工序所采用的不同工藝，而取不同位置，且可有條件的將傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝初冷工序后的煤氣輸送工序與生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝的加壓輸送工序合并之。將傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝的預(yù)冷-初脫萘、終冷洗萘、脫苯等各工序，與生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝的深脫萘工序的脫萘功能合并，

38、且均在新工藝方法的脫苯兼脫萘工序中一次性完成。（5）取消了將傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝的預(yù)冷-初脫萘、終冷洗萘及生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝的冷卻工序等。（6）對(duì)采用飽和器法生產(chǎn)硫銨的煤氣凈化新工藝，將飽和器前煤氣預(yù)熱器與煤氣輸送工序?qū)γ簹獾闹鲃?dòng)、被動(dòng)的加熱過程相串聯(lián)，以降低能耗。2 x4 a; eh6 |6 g- j. k8 k$ 4.44.4 煤氣凈化新工藝的積極效果：實(shí)施煤氣凈化新工藝將具有以下積極效果：節(jié)能0 a& + w8 o6 r j/ u將傳統(tǒng)工藝初冷工序后的煤氣一、二次凈化中三起三落煤氣升降溫幅100的過程，簡(jiǎn)化為脫氨工序硫銨飽和器前一次性煤氣升溫約15的過程；將初冷溫度由25適當(dāng)提高

39、至2728。為此，或取消了脫硫前預(yù)冷及煤氣終冷的制冷水能耗，或減少了低溫地下水的消耗，以及相應(yīng)設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力消耗等，節(jié)能效果顯著。$ i3 z0 g0 m% m2 ?1 取消了將傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝的預(yù)冷-初脫萘、終冷洗萘及生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝相關(guān)工序等，簡(jiǎn)化了工藝流程，減小了系統(tǒng)阻力；提高了貧油洗苯和煤氣脫硫效率從而減少了相應(yīng)工序的阻力，盡管對(duì)脫苯兼脫萘工序和脫硫工序采用負(fù)壓流程有增大煤氣輸送工序鼓風(fēng)機(jī)負(fù)荷的因素，但仍使煤氣輸送工序總的動(dòng)力消耗明顯降低。8 _6 , u2 7 k( , ?/ q- c5 提高煤氣一次凈化質(zhì)量新工藝可在氣源廠內(nèi)，通過一次性煤氣凈化，可以達(dá)到城市煤氣使用的

40、標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量.在保證脫苯兼脫萘工序粗苯產(chǎn)品滿足180前餾出量（容）93%這一質(zhì)量指標(biāo)的前提下，粗苯收率及脫硫工序硫磺產(chǎn)品質(zhì)量均有較大幅度的提高，并有助于提高脫氨工序硫銨產(chǎn)品的質(zhì)量。! d8 y* d$ / t/ l( z! v* u# 新流程、低投資、少占地) i$ g* g* d+ z% v3 取消了傳統(tǒng)粗煤氣一次凈化工藝預(yù)冷-初脫萘、終冷洗萘工序及生產(chǎn)城市煤氣二次凈化工藝的相關(guān)工序等，推出了煤氣凈化的新流程，工程建設(shè)投資、占地亦明顯降低。2 z$ t+ p4 z% f t# v: j5 m降低生產(chǎn)成本由原有一、二次煤氣凈化相關(guān)工序歸并后形成的新工藝，不但減少了投資占地

41、、降低了能源動(dòng)力消耗，尚可減少生產(chǎn)操作或設(shè)備維護(hù)人員的勞動(dòng)定員及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用；可較原工藝明顯減少洗苯洗油、脫硫劑的消耗，并減少或取消了二次煤氣凈化對(duì)輕柴油等萘吸收劑的消耗。有利于環(huán)境保護(hù) b+ s# p2 u w& h相對(duì)于原有的煤氣一次凈化流程，可杜絕脫硫工序廢硫渣和終冷洗萘工序冷凝液的排放，并可大幅度減少脫硫工序廢液或脫氨工序酸焦油的排放；對(duì)原有的煤氣二次凈化流程，可杜絕干法脫硫排渣等方面的污染。有利于資源回收5 f& p8 h& u+ x% t* c7 u與三廢排放相反相成的是有利于提高萘、硫磺等資源的回收；粗笨蒸餾裝置采用高效板波紋填料塔，提高其分離效率，亦有利于提高粗苯收率，降低洗苯

42、洗油耗量。4.5 工藝流程與原理焦?fàn)t煤氣凈化新工藝流程如圖1所示。 該技術(shù)關(guān)鍵是準(zhǔn)確控制整個(gè)系統(tǒng)中的溫度分布。從焦?fàn)t出口的煤氣(約 800850 )首先經(jīng)過熱回收器 ,通過熱交換后煤氣被冷卻到 500 左右 , 同時(shí)從熱回收器出來(lái)的熱空氣是一種很好的熱源。而后煤氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器 ,除去煤氣中的粗粉塵 ,再由底部進(jìn)入陶瓷除塵塔 ,經(jīng)過塔內(nèi)陶瓷球的過濾吸附,除去高溫煤氣中直徑在 50 m 左右的細(xì)粉塵顆粒。當(dāng)陶瓷球達(dá)到飽和狀態(tài) ,啟動(dòng)陶瓷球連續(xù)再生裝置 ,清掉陶瓷球表面的灰塵 ,再生循環(huán)使用。從陶瓷塔頂出來(lái)的干凈煤氣進(jìn)入焦油冷卻分離器 ,煤氣溫度控制在 400 左右 ,由于焦?fàn)t煤氣在 400 以下

43、會(huì)產(chǎn)生焦油凝集 ,必須及時(shí)分離冷凝的焦油 ,防止其冷凝在換熱管管壁上 ,堵塞煤氣通道。因此冷卻分離器整體傾斜放置以利于焦油的流動(dòng)。并且 ,分離器底部分段設(shè)置引流槽 ,對(duì)不同溫度段冷凝出來(lái)的焦油分段引出。出焦油冷卻分離器的煤氣溫度控制在 85100 ,進(jìn)入初冷塔脫萘 ,最后煤氣進(jìn)入深冷室 ,冷凍溫度 - 15 - 20 ,分離純化煤氣中的h2s ,so2 ,hcn 等。深冷部分采用自行設(shè)計(jì)的熱制冷系統(tǒng)。三、焦?fàn)t煤氣凈化工藝研究進(jìn)展 據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)共有焦化企業(yè)200 余家,分布于冶金、 化工、 城建、 煤炭等部門,其中年生產(chǎn)能力超過1000kt 的企業(yè)約占 10 %。全國(guó)煉焦年生產(chǎn)能力超過億噸,焦炭

44、產(chǎn)量已躍居世界第一位,焦化產(chǎn)品有百余種。在煉焦過程中,原料煤中約 30 %35 %的硫轉(zhuǎn)化成 h2s 等硫化物,與 nh3 和 hcn 等一起形成煤氣中的雜質(zhì), 其中 h2s 的質(zhì)量濃度一般為 58 g/ m3, hcn 的質(zhì)量濃度為 12. 5 g/ m3 。h2s 和 hcn 具有很強(qiáng)的腐蝕性、 毒性,空氣中 h2s的體積分?jǐn)?shù)為0. 1 %時(shí)就能使人致命。焦?fàn)t煤氣用作燃料時(shí), h2s 及其燃燒產(chǎn)物 so2 均有毒,會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,所以煤氣作為燃料使用之前必須進(jìn)行脫硫脫氰,使煤氣得到凈化。本文主要介紹國(guó)內(nèi)外焦?fàn)t煤氣凈化工藝的研究進(jìn)展。1、 國(guó)內(nèi)外焦?fàn)t煤氣凈化工藝的發(fā)展1.1 國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煤氣凈化

45、工藝的發(fā)展焦?fàn)t煤氣凈化是焦化廠中重要的工藝過程。20世紀(jì) 50 年代初,我國(guó)各焦化廠大部分是沿用由前蘇聯(lián)引入焦?fàn)t爐型相配套的初冷 洗氨 終冷 洗苯的煤氣凈化(或稱煤氣回收)工藝。自20 世紀(jì) 50 年代末起,我國(guó)焦化工作者沖破舊的工藝模式,創(chuàng)造性地開發(fā)和設(shè)計(jì)了與我國(guó)自行設(shè)計(jì)的 58 型焦?fàn)t和其他爐型相適應(yīng)的焦?fàn)t煤氣凈化工藝,如氨水工藝、 硫銨工藝、 a. d. a (蒽醌二磺酸鈉)脫硫工藝、 改良 a. d. a 脫硫工藝、 氨焚燒工藝、 單塔脫苯工藝、 氨法脫硫工藝等。各廠的實(shí)踐表明,這些煤氣凈化工藝存在著凈化效果差、 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、 氨苯回收率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、 環(huán)境污染較嚴(yán)重等缺點(diǎn),與世界

46、先進(jìn)水平相比有較大的差距。20 世紀(jì) 70 年代末以來(lái),我國(guó)一些焦化廠配合大容積焦?fàn)t的投產(chǎn),通過與國(guó)外廠家聯(lián)合設(shè)計(jì)、 技術(shù)引進(jìn)等方式,先后采用了全負(fù)壓煤氣凈化工藝、 as 循環(huán)洗滌(氨2硫化氫循環(huán)洗滌)脫硫 脫 氰 工 藝、 無(wú) 飽 和 器 法 硫 銨 工 藝、克勞斯工藝等國(guó)外先進(jìn)技術(shù),并在設(shè)備和材料國(guó)產(chǎn)化方面取得了突破性的進(jìn)展。1.2 國(guó)外焦?fàn)t煤氣凈化工藝的發(fā)展國(guó)外對(duì)焦?fàn)t煤氣凈化工藝進(jìn)行了較為廣泛深入的研究,所應(yīng)用的不下幾十種,但歸納起來(lái)不外乎下面 3 種類型:干式氧化工藝、 濕式氧化工藝和濕式吸收工藝。干式氧化工藝常見的是氧化鐵箱法。氧化鐵脫硫最早在德國(guó)應(yīng)用,它是 19 世紀(jì) 40 年代隨

47、著城市煤氣工業(yè)的誕生而產(chǎn)生的。干式脫硫工藝簡(jiǎn)單、 凈化程度高,但由于工藝及功能的局限性較大,因而制約了其在焦化生產(chǎn)中的應(yīng)用,一般僅用于那些有剩余煤氣須在高壓下凈化得到符合城市煤氣質(zhì)量的工廠。濕式氧化工藝經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展過程,從早期比較落后的砷堿法、 對(duì)苯二酚法等,到現(xiàn)在日本研究的 th (塔卡哈克斯)法、 frc 法等,其中對(duì)氨水濕式氧化脫硫法國(guó)外已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作,早在1972年,德國(guó)就 “氨水濕式氧化脫硫和廢液加入煉焦煤” 的工藝申請(qǐng)了專利;前蘇聯(lián)東方煤化學(xué)研究所研究了氨氧化催化法制取硫氰酸銨為主要產(chǎn)品等。濕式吸收工藝有真空碳酸鹽法、 as 循環(huán)洗滌法等。真空碳酸鹽系統(tǒng)的操作是基于吸

48、收 解吸的原理,焦?fàn)t煤氣與碳酸鈉溶液接觸,只有酸性氣體被溶液吸收,吸收了 h2s、 hcn 和 co2 的溶液循環(huán)到再生塔,調(diào)節(jié)塔內(nèi)的溫度和壓力,酸性氣體從溶液中解吸出來(lái)。以氨為堿源的濕式吸收法目前在國(guó)外應(yīng)用最為廣泛,其中最典型的為 as 循環(huán)洗滌法。此法以含氨23 %25 %的氨水洗滌煤氣,氨水中的氨與煤氣中的 h2s和 hcn 發(fā)生反應(yīng)后得到富液,將其用蒸汽解吸后得到 n h3、 h2s、 hcn 和水蒸氣為主要成分的混合氣體。此法的脫硫率可達(dá)95 % ,脫氰率達(dá)90 %。2、 對(duì)焦?fàn)t煤氣凈化工藝的建議2.1 焦?fàn)t煤氣凈化工藝的選擇焦化廠焦?fàn)t煤氣凈化工藝的選擇問題應(yīng)作為一個(gè)重要課題來(lái)加以研

49、究,需要結(jié)合焦化廠自身的實(shí)際情況,根據(jù)對(duì)凈化后焦?fàn)t煤氣中 h2s 和 hcn 含量的要求,選擇合適的凈化工藝。例如:在冶金工廠,焦?fàn)t煤氣的絕大部分用作一般軋鋼加熱爐的燃料,此時(shí)要求其中 h2s 的質(zhì)量濃度小于或等于 200500 mg/ m3、 hcn 的質(zhì)量濃度小于或等于 150mg/ m3,因此,選用 as 循環(huán)洗滌法就能滿足要求;當(dāng)焦?fàn)t煤氣用作城市煤氣、 合成氣等時(shí),則必須選擇脫硫效率更高的工藝,如濕式氧化法中的改良 a.d. a 法、 th 法、 frc 法等,新開發(fā)的 pds 法也是非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的方法,它的運(yùn)轉(zhuǎn)成本只有a. d. a法的 30 %左右,且具有優(yōu)于 a. d. a 法的脫硫脫氰能力。另外,需要綜合考慮各方面因素,如技術(shù)的先進(jìn)性與生產(chǎn)的實(shí)用性、 工程投資與生產(chǎn)費(fèi)用、 產(chǎn)品方案與市場(chǎng)需求、 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益等,做幾個(gè)可行的工藝方案,在認(rèn)真分析比較、 科學(xué)考察論證的基礎(chǔ)上優(yōu)選出最佳的焦?fàn)t煤氣凈化工藝。2.2 研究開發(fā)焦?fàn)t煤氣凈化的新工藝 當(dāng)前廣泛采用的濕式氧化工藝和濕式吸收工藝中的各種煤氣凈化法,產(chǎn)生焦化廢水的量大、 成分復(fù)雜,且水量和水質(zhì)不穩(wěn)定,這就增加了廢水處理的難度。對(duì)焦化廢水的處理,廣泛采用普通的生化處理工藝,它雖能將廢水中的酚、 氰等有效地除去,但對(duì)廢水中大量的 nh32n