化產(chǎn)回收的學(xué)習(xí)教案

化產(chǎn)回收的學(xué)習(xí)教案第1頁/共103頁一、概述

煤在煉焦時(shí)，75%左右變成焦炭，25%左右生成荒焦?fàn)t煤氣(亦稱荒煤氣、出爐煤氣)，荒煤氣是組成極復(fù)雜的混合物。主要成分及含量如表1。成分焦油苯族烴氨萘H2S含量g/m380-12034-458-16106-30成分硫化物氰化物吡啶H2O其它含量g/m32-2.51-2.50.4-0.6250-450表1荒煤氣的主要組成第2頁/共103頁回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的意義回收荒煤氣中的某些組份(如焦油、氨、硫、苯族烴等)，一些國(guó)家的焦化產(chǎn)品已達(dá)200多種；凈化煤氣，凈煤氣的主要成分及含量如表2。成分H2CH4N2重?zé)NCOCO2O2含量/%54-5923-283-52-35.5-7.01.5-2.50.3-0.7表2凈煤氣的主要組成第3頁/共103頁圖1a一回收煤氣流程線路圖出爐煤氣氣液分離器橫管初冷器煤氣鼓風(fēng)機(jī)電捕焦油器82℃22℃飽和器橫管終冷器洗苯塔燃?xì)鈴S凈焦?fàn)t煤氣650-750℃42℃23℃第4頁/共103頁圖1b二回收煤氣流程線路圖出爐煤氣氣液分離器橫管初冷器電捕焦油器煤氣鼓風(fēng)機(jī)82℃22℃42℃H2S洗滌塔洗氨塔洗苯塔燃?xì)鈴S23℃凈焦?fàn)t煤氣650-750℃第5頁/共103頁二、煤氣的初步冷卻及輸送

焦?fàn)t煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時(shí)的溫度為650～750℃。此時(shí)煤氣中含有焦油汽、苯族烴、水汽、氨、硫化氫、萘及其化合物，為回收和處理這些化合物，首先應(yīng)將煤氣冷卻，這是因?yàn)椋孩購(gòu)拿簹庵谢厥栈瘜W(xué)產(chǎn)品時(shí)，要在較低的溫度下（20～30℃）才能保證較高的回收率；第6頁/共103頁二、煤氣的初步冷卻及輸送(續(xù))②若含有大量水汽的高溫煤氣體積大，所需輸送煤氣管道直徑、鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力和功率均增大，不經(jīng)濟(jì)；③在煤氣冷卻過程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和萘也被分離出來，部分硫化物、氰化物等腐蝕性介質(zhì)溶于冷凝液中，從而可減少回收設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕。第7頁/共103頁煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步是在橋管和集氣管中用大量循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到82～86℃；第二步再在煤氣初冷器中冷卻到25～35℃（生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)）或低于25℃（生產(chǎn)氨水系統(tǒng)）。二、煤氣的初步冷卻及輸送(續(xù))第8頁/共103頁煤氣的初冷及輸送工藝流程第9頁/共103頁煤氣的初冷及輸送工藝流程簡(jiǎn)述1、從焦?fàn)t集氣管流出的氨水、重質(zhì)焦油及焦?fàn)t煤氣，沿著每米長(zhǎng)度不小于10mm傾斜度的吸氣管，進(jìn)入氣液分離器。從氣液分離器下部出口分離出的混合液，自流到機(jī)械刮渣槽。從氣液分離器頂部分離出約80℃煤氣，進(jìn)入橫管初冷器頂部，在初冷器內(nèi)被間接冷卻，溫度降至25℃左右，含萘量少于0.7g/m3。初冷器排出的冷凝液，經(jīng)水封槽自流到冷凝液槽由液下泵送至煤氣吸氣管內(nèi)，與循環(huán)氨水及重質(zhì)焦油混合。第10頁/共103頁圖2橫管冷卻器第11頁/共103頁

橫管冷卻器是一直立的長(zhǎng)方體型外殼，冷卻水管略帶傾斜的橫向配置，各管束固定在冷卻器兩側(cè)管板上，并有兩側(cè)管板外若干水箱連接起來分成上下兩大組，冷卻水管由下至上構(gòu)成冷卻水折流流道。煤氣由橫管冷卻器頂部進(jìn)入器內(nèi)管間，被冷卻后自底室排出。圖橫管冷卻器工藝過程中的設(shè)備介紹第12頁/共103頁圖橫管冷卻器該冷卻器流動(dòng)情況較合理，傳熱效率比較高，但初冷器內(nèi)容易積萘造成阻力升高，而且水管不易清洗，對(duì)冷卻水質(zhì)要求較高。因此，橫管初冷器一般用含有一定焦油的氨水噴灑洗萘，從而達(dá)到凈化煤氣，降低阻力的目的。第13頁/共103頁水封槽：從煤氣管道或設(shè)備中排出冷凝液時(shí)，通過冷凝液水封槽可避免煤氣和空氣的互相串漏,又可將冷凝液排出。圖中為正壓操作時(shí)的水封槽。其水封高度H應(yīng)大于煤氣設(shè)備內(nèi)可能產(chǎn)生的最大壓力。第14頁/共103頁煤氣的初冷及輸送工藝流程簡(jiǎn)述2、初冷器后的煤氣，經(jīng)電捕焦油器捕集焦油霧后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)，由鼓風(fēng)機(jī)以25000pa壓力送至煤氣洗滌凈化工段。從電捕焦油器排液管導(dǎo)出的輕質(zhì)焦油,從鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)液管排出的冷凝液，分別經(jīng)水封槽流至地下槽，由液下泵送至冷凝液槽。第15頁/共103頁

電捕焦油器的沉淀管為沉淀極，與電源正極相接。電暈導(dǎo)線稱為電暈極，與電源負(fù)極相接。當(dāng)通入高壓直流電后，兩極之間形成非均勻電場(chǎng)，電暈極周圍成為電暈區(qū)產(chǎn)生電暈現(xiàn)象（電暈極附近氣體發(fā)生撞擊電離的現(xiàn)象），區(qū)內(nèi)煤氣分子電離為帶正電荷離子和帶負(fù)電荷離子。電暈區(qū)外充滿帶負(fù)電荷離子，它附于煤氣中的焦油霧滴上，使焦油霧粒向沉淀管內(nèi)壁移動(dòng)，沉淀在壁面上，沿壁以重力下降到電捕焦油器底部。煤氣離子在兩極放電后，重新變成煤氣分子，從電捕焦油器頂部逸出。

二回收是蜂窩式電捕焦油器。第16頁/共103頁圖3GD型管式電捕焦油器示意圖沉淀管斷面圖2-煤氣分布篩板4-重錘5-下吊架7-沉淀積管8-電暈導(dǎo)線10-上吊架21-吊柱第17頁/共103頁

焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)有離心式和容積式兩種：離心式用于大型焦?fàn)t，離心式鼓風(fēng)機(jī)又稱渦輪式鼓風(fēng)機(jī)，由汽輪機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，離心式鼓風(fēng)機(jī)如圖4。圖4離心鼓風(fēng)機(jī)示意圖第18頁/共103頁焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)容積式常用的是羅茨鼓風(fēng)機(jī)，用于中、小型焦?fàn)t。焦化廠的鼓風(fēng)機(jī)操作非常重要，既要輸送煤氣，又要保持炭化室和集氣管的壓力穩(wěn)定。在正常情況下，集氣管壓力用壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)調(diào)節(jié)范圍不能滿足生產(chǎn)變化的要求時(shí)，即需對(duì)鼓風(fēng)機(jī)操作進(jìn)行必要的調(diào)整。第19頁/共103頁焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)當(dāng)焦?fàn)t剛開工投產(chǎn)或因故大幅度延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間時(shí)，煤氣發(fā)生量過少，低于鼓風(fēng)機(jī)前后煤氣管路的交通管進(jìn)行調(diào)節(jié)的限度時(shí)，可采用：“大循環(huán)”的調(diào)節(jié)方法，即將鼓風(fēng)機(jī)后的部分煤氣引入初冷器前的煤氣管道，經(jīng)冷卻后，再進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)。大循環(huán)調(diào)節(jié)法可防止煤氣升溫過高，但增加鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和初冷器的負(fù)荷。小循環(huán)：部分煤氣引入鼓風(fēng)機(jī)前的煤氣管道。第20頁/共103頁煤氣的初冷及輸送工藝流程簡(jiǎn)述3、經(jīng)機(jī)械刮渣槽分離出焦油渣的氨水焦油混合液，自流到焦油氨水分離槽中部。

上部的油水混合液，由泵送至橫管初冷器噴灑管內(nèi)。沉降到分離槽內(nèi)槽尖底部的焦油，經(jīng)溢流瓶自流到焦油中間槽，由焦油泵送至焦油車間。經(jīng)分離槽分離出的氨水，從槽頂部出水堰流至外壁與內(nèi)槽所形成的槽內(nèi)貯放，再由循環(huán)氨水泵將氨水送至煉焦?fàn)t的橋管和集氣管內(nèi)噴灑冷卻荒煤氣。第21頁/共103頁

從循環(huán)氨水管上引出支管，由高壓氨水泵，將氨水壓力增到3-3.5MPa后，作為高壓氨水，在煉焦?fàn)t炭化室裝煤時(shí)，噴入到橋管彎頭處，因產(chǎn)生強(qiáng)大吸力，將裝煤作業(yè)所產(chǎn)生的煙塵吸至集氣管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無煙裝煤來改善焦?fàn)t頂部空氣污染。分離槽多余的氨水，滿流到剩余氨水貯槽，由氨水泵送至砂石過濾器。煤氣的初冷及輸送工藝流程簡(jiǎn)述第22頁/共103頁剩余氨水的凈化

剩余氨水凈化中含有懸浮物和焦油。為了防止脫硫、脫酸、蒸氨等裝置的堵塞和污染，必須將剩余氨水凈化中的懸浮物和焦油除去。剩余氨水中懸浮物和焦油的去除分兩步，首先經(jīng)過砂石過濾，然后用輕苯萃取焦油。1、砂石過濾砂石過濾的流程如圖5所示。鼓冷工段來的約70℃的氨水從過濾器頂部進(jìn)入，經(jīng)過一次過濾后，從其底部壓入串聯(lián)的過濾器頂部，經(jīng)過二次過濾后去輕苯萃取塔。第23頁/共103頁圖5氨水過濾系統(tǒng)（串聯(lián)）去輕苯萃取塔第24頁/共103頁剩余氨水的凈化2、輕苯脫除氨水中焦油輕苯脫除氨水中焦油的工藝流程如圖6所示。粗苯工段生產(chǎn)的輕苯送到輕苯(貧油)槽，用泵從槽中打入萃取塔的下部，沿塔自下而上運(yùn)動(dòng)，從砂石過濾器來的氨水從萃取塔頂部進(jìn)入，沿塔自上而下流動(dòng)。因比重不同而逆向流動(dòng)的輕苯與氨水相界面上就產(chǎn)生傳質(zhì)過程，即氨水中的焦油溶解于輕苯中。第25頁/共103頁圖6輕苯除氨水中焦油的工藝流程圖6-輕苯蒸出塔7-輕苯冷凝冷卻器8-油水分離器9-氨水中間槽10-氨水泵11-焦油槽1-輕苯(貧油)槽2-貧油泵3-萃取塔4-污苯槽5-污苯泵第26頁/共103頁剩余氨水的凈化經(jīng)脫除焦油的氨水被送到氨水中間槽或直接送到洗滌系統(tǒng)中H2S洗滌塔頂部。

輕苯再生：溶解有焦油的輕苯流到污苯槽，然后用污苯泵打到輕苯蒸出塔中部,用蒸汽加熱蒸餾。

重組分—焦油從塔底排到焦油槽，用泵送到鼓冷工段；

輕組分—輕苯從塔頂逸出，經(jīng)冷卻后進(jìn)入油水分離器，從分離器上部排至輕苯(貧油)槽。第27頁/共103頁圖7氨水萃取塔(篩板塔)和輕苯回收塔(泡罩塔)第28頁/共103頁三、煤氣的凈化煤氣中除氫、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，其他成分含量雖少，卻會(huì)產(chǎn)生有害的作用。焦油：變質(zhì)硬化，堵塞設(shè)備及煤氣管道；萘：以固體結(jié)晶析出，堵塞設(shè)備及煤氣管道；硫化氫及硫化物：腐蝕設(shè)備及煤氣管道，生成的硫化鐵會(huì)引起堵塞，燃燒生成的SO2會(huì)引起污染；氨：氨水溶液會(huì)腐蝕設(shè)備和管路，生成的銨鹽會(huì)引起堵塞。第29頁/共103頁煤氣用途成分（g/m3煤氣）氨苯類萘焦油H2S有機(jī)硫HCN鋼鐵廠自用﹤0.03-0.12-40.2-0.7﹤0.05﹤0.2﹤0.5﹤0.05-0.5民用﹤0.05-0.20-0.020.05-0.20-0.10表3焦?fàn)t煤氣凈制標(biāo)準(zhǔn)第30頁/共103頁圖1煤氣流程線路圖焦?fàn)t煤氣氣液分離器橫管初冷器電捕焦油器煤氣鼓風(fēng)機(jī)82℃22℃42℃H2S洗滌塔洗氨塔洗苯塔燃?xì)鈴S23℃凈焦?fàn)t煤氣650-750℃復(fù)習(xí)第31頁/共103頁煤氣凈化工藝流程第32頁/共103頁工藝流程如圖8所示：①H2S洗滌塔下段：煤氣冷卻段(40℃→22℃)來自煤氣鼓風(fēng)機(jī)的溫度約40℃的焦?fàn)t煤氣，被送入H2S洗滌塔的下段。此段作為焦?fàn)t煤氣冷卻段，將焦?fàn)t煤氣冷卻至洗滌流程所要求的溫度。在此段內(nèi)，焦?fàn)t煤氣被閉路循環(huán)的冷卻水直接冷至22℃。1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫第33頁/共103頁圖8脫硫塔工藝流程圖1-脫硫塔2-H2S洗滌水冷卻器3-H2S洗滌水泵4-脫酸水二段冷卻器5-脫酸水一段冷卻器6-富液槽7-富液泵8-砂石過濾器9-循環(huán)水泵10-循環(huán)水冷卻器煤氣入口去脫酸蒸氨工段煤氣去洗氨塔第34頁/共103頁

由H2S洗滌塔底部引出的循環(huán)冷卻水為23.8℃，用泵打走（冷卻水循環(huán)泵），經(jīng)循環(huán)水深冷器冷至22℃后，進(jìn)入H2S洗滌塔下段，通過一個(gè)噴頭噴出。為保證焦?fàn)t煤氣和循環(huán)冷卻水之間有較大的傳熱傳質(zhì)面積，H2S洗滌塔內(nèi)裝有鋼板網(wǎng)填料。1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫第35頁/共103頁1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫

焦?fàn)t煤氣冷卻后產(chǎn)生的冷凝液進(jìn)入循環(huán)冷卻水中，不可避免地增加了一些污染物和鹽類，需要不斷更換。因此，要向循環(huán)冷卻水中加入剩余氨水大約15m3/h。這樣由液位自調(diào)裝置將多余的液體，送至荒煤氣管線中，且盡可能送至氣液分離器之前。為避免萘沉積下來，向循環(huán)冷卻水中加入焦油氨水混合液。第36頁/共103頁1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫②H2S洗滌塔中段：

H2S洗滌段

焦?fàn)t煤氣中絕大部分的H2S在此段被除掉。冷卻的焦?fàn)t煤氣上升至H2S洗滌塔的中段，在此段內(nèi)，焦?fàn)t煤氣流過鋼板網(wǎng)填料，并被洗滌水沖洗。來自蒸氨裝置和脫酸塔的經(jīng)過冷卻的脫酸廢水通過流量調(diào)節(jié)后，和來自H2S洗滌塔上部的富氨洗滌水一起進(jìn)入H2S洗滌塔中部，經(jīng)由一噴頭噴出。洗滌塔排出的富H2S洗滌水，溫度約25℃，自流進(jìn)入富液槽內(nèi)。

第37頁/共103頁1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫③H2S洗滌塔上部：脫除焦?fàn)t煤氣中絕大部分氨

由洗氨塔來的含氨洗滌水（半富氨洗滌水）和經(jīng)過輕苯萃取塔的剩余氨水一起混合后，打至H2S洗滌塔頂部經(jīng)由一噴頭噴出。剩余氨水的供給量由流量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。H2S洗滌塔上部，即所謂的“剩余氨水段”，將焦?fàn)t煤氣中絕大部分氨脫除。富氨洗滌水經(jīng)冷卻后去H2S洗滌塔中部。第38頁/共103頁1、用氨水脫除煤氣中的硫化氫H2S洗滌塔頂部出來的焦?fàn)t煤氣，H2S和NH3含量較少，進(jìn)入洗氨塔內(nèi)。為避免洗滌水在鋼板網(wǎng)填料層內(nèi)分配不均，塔內(nèi)安有分布盤。第39頁/共103頁焦?fàn)t煤氣經(jīng)過脫硫塔后，大部分氨氣、硫化氫、氰化氫已被脫除，但仍有少部分殘存在煤氣中，使煤氣達(dá)不到用戶的要求，因此必須進(jìn)一步脫除，工藝如圖9所示。

洗氨塔分為兩段，上段為脫氨段，下段為脫硫段。2、水洗氨第40頁/共103頁圖9洗氨塔工藝流程圖1-洗氨塔2-一段冷卻器3-二段冷卻器4-調(diào)pH值器5-酸泵6-堿泵7-堿液稀釋水冷卻器8-堿液循環(huán)泵第41頁/共103頁①洗氨塔上段：脫氨段在脫氨段，脫氨所用的水為揮發(fā)氨塔的汽提水。因?yàn)槠崴泻?.01%的游離氨，為了提高它的洗氨效率，進(jìn)洗氨塔前，用稀硫酸中和游離氨，使其pH值保持在9~10(偏堿性)。汽提水在調(diào)pH值前，先經(jīng)一段冷卻器用循環(huán)水冷卻，然后經(jīng)二段冷卻器用低溫水冷卻至22℃由塔頂進(jìn)入。脫氨后的煤氣去洗苯塔，洗氨后的半富氨水經(jīng)換熱后去脫硫塔頂。2、水洗氨第42頁/共103頁②洗氨塔下段：脫硫段脫硫段即堿洗段，脫硫劑為稀堿液。稀堿液用循環(huán)堿泵打到脫硫段的頂部由噴頭噴出。堿液循環(huán)使用，并不斷補(bǔ)充新的稀堿，塔底多余的堿液由液位控制裝置將其送到固定氨蒸出塔，用以分解固定銨鹽。焦?fàn)t煤氣從脫硫段底部進(jìn)入。2、水洗氨第43頁/共103頁洗油吸收煤氣中苯族烴的工藝如圖10所示。脫硫脫氨后的煤氣依次進(jìn)入兩臺(tái)串連的洗苯塔底部，在洗苯塔中與逆向流動(dòng)的洗油接觸，使煤氣中的苯族烴不斷地向洗油轉(zhuǎn)移，送往燃?xì)鈴S的煤氣含苯量要求在3g/m3以下。洗苯塔底排出的富油，經(jīng)過換熱和管式爐加熱后被送往脫苯塔脫苯。富油中粗苯含量依操作條件而異，一般為2.5％左右。

3、洗油吸收煤氣中的苯族烴第44頁/共103頁圖10洗苯塔工藝流程圖1-洗苯塔2-洗油槽3-貧油泵4-二次洗油泵5-富油泵第45頁/共103頁四、粗苯蒸餾粗苯蒸餾的任務(wù)：回收洗滌工段富油中的苯族烴。在洗苯塔內(nèi)洗油吸收煤氣中的苯族烴，離開洗苯塔其含苯量達(dá)2%左右的洗油稱富油；富油送至粗苯工段脫除苯族烴后稱貧油。富油送至粗苯工段脫除的苯族烴制成輕苯、精重苯、萘溶劑油等產(chǎn)品。萘溶劑油含萘40-50%；精重苯主要組份是古馬隆和茚，其量占40%以上，其它有二甲苯、三甲苯、萘等；輕苯和洗油組成見表4、表5。第46頁/共103頁成分苯甲苯二甲苯三甲苯其它含量%76-8515-202-61-20.5-1.0表4輕苯的主要組份成分萘α-甲基萘β-甲基萘聯(lián)苯含量%5-610-1120-214-3成分苊二甲基萘氧芴其它含量%14-153-42-339-40表5洗油的主要組成第47頁/共103頁粗苯蒸餾工藝流程

洗滌工段送來的富油進(jìn)入富油槽，由富油泵連續(xù)地經(jīng)過油汽換熱器、貧富油換熱器、管式爐，加熱到180－185℃后，進(jìn)入脫苯塔第16塊塔板上。從管式爐后富油管上引出1.5％左右的富油，進(jìn)入再生器內(nèi)再生，經(jīng)管式爐加熱的過熱直接蒸汽，入再生器將富油蒸吹，再生器頂蒸汽及油汽，進(jìn)入脫苯塔底部的第一塊塔板上，作為脫苯塔直接蒸汽蒸餾富油，再生器底部殘?jiān)?，定期排至殘?jiān)?。?8頁/共103頁粗苯蒸餾工藝流程第49頁/共103頁粗苯蒸餾工藝流程(續(xù)一)脫苯塔底的熱貧油自流到貧富油一段（浮頭式列管）換熱器后，進(jìn)入塔下部熱貧油槽，然后由熱貧油泵送至貧富油二段（螺旋板）換熱器與富油換熱，進(jìn)一段螺旋貧油冷卻器由循環(huán)冷卻水間冷到45℃，再進(jìn)二段螺旋貧油冷卻器由低溫水間冷到28℃后，去洗滌工段。脫苯塔頂輕苯蒸汽，進(jìn)油汽換熱器和冷凝冷卻器冷卻，冷凝液進(jìn)油水分離器分離出水后成為輕苯產(chǎn)品，分離水集中后進(jìn)冷凝鼓風(fēng)工段。第50頁/共103頁粗苯蒸餾工藝流程(續(xù)二)輕苯中間槽部分輕苯，由回流泵送至脫苯塔頂?shù)?5塊塔板上作為回流液。從脫苯塔第50塊塔板上引出冷凝水，經(jīng)分離出的油回到第49塊塔板上。在脫苯塔第35或37、39塊塔板上引出精重苯、第25或27、29塊塔板上引出萘溶劑油。在第一塊塔板下部有過熱直接蒸汽，用于調(diào)節(jié)塔內(nèi)蒸汽量。第51頁/共103頁圖11粗苯蒸餾工藝流程線路圖洗滌工段富油富油槽油汽換熱器貧富油二段換熱器貧富油一段換熱器富油泵70-75℃油水分離器精重苯槽萘油槽25-30℃管式加熱爐↑15-30℃130℃洗油再生塔185℃脫苯塔熱貧油槽第52頁/共103頁圖12貧油流程線路圖貧富油二段換熱器貧富油一段換熱器175℃脫苯塔熱貧油槽150℃貧油泵一段貧油冷卻器二段貧油冷卻器貧油槽洗滌工段45℃28℃第53頁/共103頁圖13輕苯線路圖油汽換熱器脫苯塔熱貧油槽輕苯冷卻器油水分離器輕苯回流泵回流柱輕苯槽輕苯產(chǎn)品泵第54頁/共103頁圖14管式爐和換熱器1-煙囪2-對(duì)流室頂蓋3-對(duì)流室富油入口4-對(duì)流室爐管5-清掃門6-飽和蒸汽入口7-過熱蒸汽出口8-輻射段富油出口9-輻射段爐門10-看火門11-火嘴12-人孔13-手搖鼓輪第55頁/共103頁圖15洗油再生器(篩板塔)和脫苯塔(泡罩塔)第56頁/共103頁五、脫硫富液的凈化脫硫塔排出的脫硫富液中含有揮發(fā)銨鹽和固定銨鹽，揮發(fā)銨鹽主要有(NH4)2S、NH4CN、(NH4)2CO3，固定銨鹽主要有NH4Cl、(NH4)2SO4，含硫、氰、氨的水溶液不能外排，必須將其中的H2S、HCN、CO2和NH3去除。第57頁/共103頁五、脫硫富液的凈化第58頁/共103頁1、脫酸經(jīng)過砂石過濾器的脫硫富液經(jīng)過流量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入脫酸塔（聚丙烯填料塔）。脫酸的目的：脫除脫硫富液中的酸性氣體H2S、HCN、CO2等。富H2S洗滌水（25-26℃）約2/3量進(jìn)入脫酸塔中段，且經(jīng)過換熱器預(yù)熱，溫度上升至77℃左右。所有這些換熱器都是板式熱交換器，預(yù)熱過程是利用熱脫酸貧液、蒸氨廢水和氣提水進(jìn)行間接換熱的。第59頁/共103頁1、脫酸

第60頁/共103頁1、脫酸

富H2S洗滌水（25-26℃）約1/3量進(jìn)入脫酸塔頂部，以控制脫酸塔頂部出去的酸汽溫度。在脫酸塔內(nèi)，主要的酸性組分H2S、CO2和HCN在約97℃時(shí)從富H2S洗滌水中蒸出。脫酸塔底部的脫酸水約97℃，用脫酸水泵打出，一部分經(jīng)板式換熱器被富液冷卻后送至H2S洗滌塔，另一部分經(jīng)過流量調(diào)節(jié)裝置熱態(tài)送至揮發(fā)氨塔和固定氨塔。第61頁/共103頁1、脫酸酸性氣體蒸出的熱源是靠蒸氨塔中的含NH3蒸汽提供的。來自揮發(fā)氨塔和固定銨塔中、上部的含NH3蒸汽，一起送到脫酸塔底部以加熱分解富液中的揮發(fā)銨鹽。被分解為NH3、H2S、HCN、CO2的氣體混合物經(jīng)塔頂填料層時(shí)、被冷態(tài)的富液噴淋冷卻，使大部分NH3被吸收下來，離開脫酸塔的氣體主要含有H2S、HCN、CO2等酸性氣體。第62頁/共103頁2、蒸氨

蒸氨裝置由固定氨塔（泡罩塔）和揮發(fā)氨塔（泡罩塔）組成，其工藝流程如圖16所示。定量的脫酸廢水（這個(gè)量等于本工段外排水量）被送至固定氨塔。在此塔內(nèi)，固定銨鹽被堿液和蒸汽所分解。第63頁/共103頁圖16蒸氨工藝流程第64頁/共103頁2、蒸氨分解固定銨鹽所用的堿液，在洗氨塔的堿洗段內(nèi)為進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煤氣中的硫而預(yù)先使用過，此堿液預(yù)熱至100℃左右后，加入固定氨塔內(nèi)，從固定氨塔中上部蒸出的含氨汽體，供給脫酸塔底部，作為酸性氣體的熱源。第65頁/共103頁2、蒸氨

固定氨塔底部的排出物，通過液位調(diào)節(jié)裝置用廢水泵打走，經(jīng)換熱器被富液冷卻后，送到生化工段處理。

固定氨塔中一部分氨——水蒸汽經(jīng)塔頂分縮器冷卻，冷凝出部分水后的氨蒸汽被送往氨分解爐。第66頁/共103頁2、蒸氨

揮發(fā)氨塔中上部出來的含氨汽體，供給脫氨塔底部，作為酸性氣體的熱源。揮發(fā)氨塔底部排出的液體，通過液位調(diào)節(jié)裝置用蒸氨廢水泵打走，經(jīng)換熱器被富液冷卻，再經(jīng)蒸氨廢水深冷器后進(jìn)入洗氨塔。經(jīng)塔頂分縮器冷凝分縮后的氨氣被送往氨氣分解爐。第67頁/共103頁3、氨分解氨分解法是西方國(guó)家于六十年代由于氨的回收不經(jīng)濟(jì)的原因而研制出的氨蒸汽處理方法。氨在高溫下（1000－1200℃）會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。主要反應(yīng)如下：(1)2NH3=N2+3H2(2)2HCN+2H2O=2CO+N2+3H2(3)CH4+H2O=CO+3H2第68頁/共103頁3、氨分解(4)CnHm+nH2O

=nCO

+(0.5m+n)H2(5)2H2S+3O2=2SO2+2H2O(6)2H2+O2=2H2O(7)SO2+3H2=H2S

+H2O(8)4H2S+2SO2=3S2+4H2O(9)S2+2H2=2H2S第69頁/共103頁圖17氨分解工藝流程第70頁/共103頁3、氨分解來自蒸氨塔的氨汽進(jìn)入氨分解爐的混合室（即燃燒器），與來自煤氣增壓機(jī)的凈煤氣和來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣按一定比例混合燃燒，在氨分解爐的頂部空間溫度高達(dá)1000～1200℃，氨發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)過程延續(xù)到中部大約900℃的催化床。反應(yīng)結(jié)束后的尾氣（因含有可燃成分，故作為低熱值煤氣予以回收，稱為過程氣）經(jīng)過廢熱鍋爐，把軟水汽化升溫成高壓蒸汽。第71頁/共103頁3、氨分解尾氣從鍋爐出來后進(jìn)入軟水換熱器進(jìn)行換熱，此時(shí)尾氣被冷卻到大約200℃左右，被送到尾氣冷卻器，用來自鼓冷的循環(huán)氨水噴淋冷卻，同時(shí)將尾氣中的硫化氫吸收下來。冷卻后的尾氣被送到焦?fàn)t煤氣總管。循環(huán)氨水又回到鼓冷工段。

第72頁/共103頁4、硫回收脫酸塔出來的酸性氣體的處理方法有二種：一種是燃燒法，將其中的H2S氧化成SO2，再催化生成SO3，以制取H2SO4；另一種方法是用克勞斯反應(yīng)機(jī)理將其中的H2S轉(zhuǎn)化成硫磺。

克勞斯反應(yīng)是含H2S酸性氣在O2不足條件下燃燒，并保持H2S與SO2分子比為2:1時(shí)，H2S轉(zhuǎn)化為元素硫。第73頁/共103頁克勞斯反應(yīng)機(jī)理在燃燒爐(克勞斯?fàn)t)內(nèi)高溫(1100-1200℃)催化反應(yīng)。反應(yīng)在約1s內(nèi)完成，主要反應(yīng)如下：3H2S+3/2O2=3S+3H2OΔH=665.1KJ/kgH2S+3/2O2=SO2+H2OΔH=665.1KJ/kg2H2S

+SO2=3S+2H2O

ΔH=665.1KJ/kg2H2S+CO2=CS2+2H2O

在

反應(yīng)器(克勞斯反應(yīng)器)內(nèi)低溫(270-300℃)催化反應(yīng)：CS2+2H2O＝2H2S+CO2第74頁/共103頁4、硫回收從酸性氣體中生產(chǎn)硫磺的工藝如圖18所示。該工藝是由德國(guó)克勞斯發(fā)明的，故酸性氣體的燃燒爐和反應(yīng)器，分別稱為克勞斯?fàn)t和克勞斯反應(yīng)器。來自脫酸塔的酸性氣體與來自煤氣增壓機(jī)的凈煤氣和來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣（壓縮空氣）在克勞斯?fàn)t頂部的氣體混合室按一定比例混合后從噴嘴噴出燃燒，在該爐中約60%的H2S轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫。第75頁/共103頁圖18硫回收工藝流程第76頁/共103頁4、硫回收從克勞斯?fàn)t出來的過程氣流經(jīng)廢熱鍋爐與軟水換熱，軟水汽化升溫成過熱蒸汽，過程氣本身冷卻到270-300℃后進(jìn)入克勞斯反應(yīng)器一段的下部。在反應(yīng)器一段的下部，過程氣中的H2S、SO2繼續(xù)反應(yīng)，生成單質(zhì)硫，而反應(yīng)器一段的上部除發(fā)生生成單質(zhì)硫的反應(yīng)外，還發(fā)生如下反應(yīng)

CS2+2H2O＝2H2S+CO2

。第77頁/共103頁4、硫回收從反應(yīng)器一段出來的過程氣經(jīng)過與硫冷凝器上段出來的溫度較低的過程氣換熱，然后進(jìn)入硫冷凝器，用軟水冷卻到154℃左右，硫蒸汽被冷凝成液態(tài)，經(jīng)過氣液分離器(硫分離器)，硫被分離下來，過程氣經(jīng)過與反應(yīng)器一段又出來的過程氣換熱后，溫度在220-237℃的過程氣流到反應(yīng)器二段，H2S、SO2繼續(xù)反應(yīng)，生成單質(zhì)硫。第78頁/共103頁4、硫回收

經(jīng)過反應(yīng)器二段后的過程氣含H2S甚微(H2S的轉(zhuǎn)化率約95%)，此時(shí)的過程氣流經(jīng)硫冷凝器的下段，被冷卻到154℃左右，流經(jīng)氣液分離器(硫分離器)，硫被分離下來。

第79頁/共103頁4、硫回收從硫分離器出來的過程氣（尾氣）與氨分解出來的尾氣（與軟水換熱器進(jìn)行換熱后的200℃左右尾氣）匯合，被送到尾氣冷卻器，用來自鼓冷的循環(huán)氨水噴淋冷卻，同時(shí)將尾氣中的H2S吸收下來，冷卻后的尾氣被送到焦?fàn)t煤氣總管，循環(huán)氨水又回到鼓冷工段。第80頁/共103頁六、污水處理1、污水來源：一回收煤氣終冷洗滌水，二回收蒸氨廢水，產(chǎn)品分離水等。2、污水特點(diǎn)排污量大：200－400t/h；含有毒物種類多：主要有揮發(fā)酚、多元酚、揮發(fā)銨、固定銨、氰化物、硫化物、苯族烴、焦油等；溫度不均：有的約100℃，有的約30-50℃;水色發(fā)黑、混濁、有刺鼻氣味。第81頁/共103頁3、污水處理方法(老)

普通活性污泥法：吸附再生深度曝氣懸浮式活性污泥生物脫酚法，其微生物為中溫好氧細(xì)菌(菌膠團(tuán)、球衣細(xì)菌、白硫細(xì)菌、硫絲細(xì)菌等)和原生動(dòng)物(鐘蟲類、輪蟲、裂口蟲、漫游蟲、腹毛蟲類等)，活性污泥中的微生物，對(duì)污水中的酚等有機(jī)物進(jìn)行吸附和分解，以滿足其生存和生長(zhǎng)的特點(diǎn)，把酚等有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO2和H2O。第82頁/共103頁圖19生物脫酚工藝流程圖二次沉淀池混合反應(yīng)槽浮選池均合池混凝沉淀池污水除油池調(diào)節(jié)池濃縮池處理后水槽外排水曝氣池第83頁/共103頁4、污水處理工藝流程（老）污水處理工藝流程圖如圖19所示。（1）除油池：除輕油、重油，停留3－4h，沉降分離；（2）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水質(zhì)(必要時(shí)用生化處理后的二次水稀釋)和水量；（3）浮選池：氣浮除浮油；第84頁/共103頁4、污水處理工藝流程浮選池前部為反應(yīng)段，底部裝有6個(gè)釋放器(釋放溶有壓縮空氣的二次水)，溶有壓縮空氣的二次水均勻分布到污水中，因壓力降低，在水中呈微氣泡釋放出來，攜同乳化油浮上水面，又隨水進(jìn)入浮選池后部沉淀段。浮油和重油渣分開。第85頁/共103頁4、污水處理工藝流程（4）均合池：用空氣預(yù)曝污水，使溶于水中的氨、氰化氫、硫化氫等有毒物部分揮發(fā)，并使水質(zhì)混勻。使水質(zhì)達(dá)到進(jìn)曝氣池的水質(zhì)技術(shù)指標(biāo)(必要時(shí)用生化處理后的二次水稀釋)；第86頁/共103頁4、污水處理工藝流程（5）曝氣池：污水經(jīng)預(yù)處理，達(dá)到進(jìn)曝氣池的水質(zhì)技術(shù)指標(biāo)后，由均合池自流到曝氣池，污水在曝氣池內(nèi)停留20－22h，生物脫酚；（6）二次沉淀池：污泥沉淀，污泥送回曝氣池，多余污泥送濃縮池；第87頁/共103頁4、污水處理工藝流程（7）混合反應(yīng)槽：除去水中漂游的污泥，在堿性條件下，加入無機(jī)絮凝劑(鐵鹽)，以形成氫氧化鐵絮凝物，同時(shí)水中氰化物、硫化物的大部分與氫氧化鐵反應(yīng)生成鐵氰絡(luò)鹽和硫化鐵等，隨絮凝物沉淀，污水中氰化物、硫化物得到進(jìn)一步去除；（8）混凝沉淀池：污泥沉淀。第88頁/共103頁

普通活性污泥法是目前國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)廢水處理的主要工藝。該法能將焦化廢水中的酚、氰等有效地除去，但由于該技術(shù)的局限性，其處理出口排水中的COD，BOD5，NH3-N等污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，特別是對(duì)NH3-N污染物幾乎沒有降解作用。處理后的NH3-N濃度仍在200mg/L左右、COD也在300mg/L左右。另外該法在活性污泥系統(tǒng)普遍存在污泥結(jié)構(gòu)細(xì)碎，絮凝性差，污泥活性弱，生長(zhǎng)緩慢，抗沖擊能力差，操作運(yùn)行很不穩(wěn)定等問題。老方法缺點(diǎn)第89頁/共103頁污水處理方法（新）武鋼焦化公司廢水處理改造采用HSB高效菌種。該菌種運(yùn)用固定化細(xì)胞技術(shù)、生物流化床技術(shù)和重新開發(fā)的O/A/O處理工藝。生物脫氮的原理：生物脫氮是在微生物的作用下,將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過程：

硝化反應(yīng)是在好氧條件下,將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過程。這兩種菌屬于自養(yǎng)型微生物。其反應(yīng)如下:第90頁/共103頁污水處理方法（新）反硝化反應(yīng)是在無氧條件下,反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原為氮?dú)獾倪^程。其反應(yīng)如下:第91頁/共103頁污水處理方法（新）HSB高效菌種的特點(diǎn)：

HSB高效菌種把自然界的微生物經(jīng)過篩選及馴化后,將由近百種微生物組成的菌群構(gòu)成分解鏈,生生不息地進(jìn)行分解。由于HSB菌種來源廣泛,有許多種類微生物組成,一種難分解的物質(zhì)被一種HSB微生物分解以后的產(chǎn)物可以作為食物被另一種HSB微生物繼續(xù)分解直至最終無害的穩(wěn)定產(chǎn)物。其中含有能分解難降解物質(zhì)的專噬細(xì)菌,并且有較好的抗毒性,且能在一定程度上適應(yīng)廢水的水質(zhì)突變。第92頁/共103頁污水處理方法（新）武鋼焦化公司在改造中選擇了某環(huán)境工程公司的HSB高效菌種,該菌種在工程應(yīng)用中采用了如下形式：固定化細(xì)胞技術(shù)、生物流化床工藝、O/A/O工藝流程。1.固定化細(xì)胞技術(shù)HSB高效菌種在處理氨氮廢水中的優(yōu)勢(shì)在于可通過高濃度的固定細(xì)胞,提高硝化和反硝化速度,同時(shí)還可以使在反硝化過程低溫時(shí)易失活的反硝化菌保持較高的活性。在相同條件下,常規(guī)活性污泥中硝化菌的反應(yīng)速率為0.13～1.51kg/(m3·d),而經(jīng)固定化細(xì)胞技術(shù)處理的HSB高效菌種中硝化菌的反應(yīng)速率可達(dá)0.52～4.53kg/(m3·d),大大提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力,同時(shí)也減小了反應(yīng)器的體積,減少投資成本和運(yùn)行費(fèi)用。第93頁/共103頁污水處理方法（新）2.生物流化床工藝

在廢水生物處理工藝中,生物流化床技術(shù)是一種新型的生物膜法工藝,是繼流化床技術(shù)在化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用后于20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的。其載體在流化床內(nèi)呈流化狀態(tài),使固(生物膜)、液(廢水)、氣(空氣)三相間得到充分接觸,顆粒之間劇烈碰撞,生物膜表面不斷更新,微生物始終處于生長(zhǎng)旺盛階段。該技術(shù)能使床內(nèi)保持高濃度的生物量,傳質(zhì)效率較高,從而使廢水的基質(zhì)降解速度快,水力停留時(shí)間短,運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷高,耐沖擊能力強(qiáng)。在流化床中,載體的合理選擇及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,是關(guān)系到反應(yīng)器快速啟動(dòng)和處理效果的關(guān)鍵因素。常用的載體有:細(xì)砂、活性炭、焦炭、爐渣、玻璃珠、陶粒、多孔高分子顆粒等。