煤氣的初冷和煤焦油氨水的分離-煤氣冷卻和冷凝的主要設備（煤化工技術(shù)課件）

煤氣的直接冷卻工藝《煉焦化學產(chǎn)品回收》學校名稱：

煤氣冷卻和冷凝設備1.立管式間接冷卻器構(gòu)造及性能

如圖2-11所示，立管式間接冷卻器的橫斷面呈長橢圓形，直立的鋼管束裝在上下兩塊管柵板之間，被五塊縱檔板分成六個管組，因而煤氣通路也分成六個流道。煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)，二者逆向流動。冷卻水從冷卻器煤氣出口端底部進入，依次通過各組管束后排出器外。圖2-11立管式間接煤氣冷卻器

由圖可見，六個煤氣流道的橫斷面積是不一樣的，是因為煤氣流過初冷器時溫度逐步降低，并冷凝出液體，煤氣的體積流量逐漸減小。為使煤氣在各個流道中的流速大體保持穩(wěn)定，所以沿煤氣流向，各流道的橫斷圖2-11立管式間接煤氣冷卻器面積依次遞減；而冷卻水沿其流向各管束的橫斷面積則相應地遞增。所用鋼管規(guī)格為φ76×3mm。立管式冷卻器一般均為多臺并聯(lián)操作，煤氣流速為3~4m/s，煤氣通過阻力約為0.5~lkPa。當接近飽和的煤氣進入初冷器后，即有水汽和焦油氣在管壁上冷凝下來，冷凝液在管壁上形成很薄的液膜，在重力作用下沿管壁向下流動，并因不斷有新的冷凝液加入，液膜逐漸加厚，從而降低了傳熱系數(shù)。在初冷器前幾個流道中，因冷凝焦油量多，溫度也較高，萘多溶于焦油中；在其后通路中，因冷凝焦油量少，溫度低，萘晶體將沉積在管壁上，使傳熱系數(shù)降低，煤氣流通阻力亦增大。在煤氣上升通路上。冷凝物還會因接觸熱煤氣而又部分蒸發(fā)，因而增加了煤氣中萘的含量。上述問題都是立管式冷卻器的缺點。為克服這些缺點，可在初冷器后幾個煤氣流道內(nèi)，用含萘較低的混合焦油進行噴灑，可解決萘的沉積堵塞問題，還能降低出口煤氣中的萘含量，使之低于集合溫度下萘在煤氣中的飽和濃度。

2．橫管式間接冷卻器（1）構(gòu)造及性能如圖2-12所示，橫管初冷器具有直立長方體形的外殼，冷卻水管與水平面成3°角橫向配置。管板外側(cè)管箱與冷卻水管連通，構(gòu)成冷卻水通道，可分兩段或三段供水。兩段供水是供低溫水和循環(huán)水，三段供水則供低溫水、循環(huán)水和采暖水。煤氣自上而下通過初冷器。冷卻水由每段下部進入，低溫水供入最下段，以提高傳熱溫差，降低煤氣出口溫度：在冷卻器殼程各段上部，設置噴灑裝置，連續(xù)噴灑含煤焦油的氨水，以清洗管外壁沉積的焦油和萘，同時還可以從煤氣中吸收一部分萘。在橫管初冷器中，煤氣和冷凝液由上往下同流動，較為合理。由于管壁上沉積的萘可被冷凝液沖洗和溶解下來，同時于冷卻器上部噴灑氨水，自中部噴焦油，能更好地沖洗掉沉積的萘,從而有效的提高了傳熱系數(shù)。此外，還可以防止冷凝液再度蒸發(fā)。在煤氣初冷器內(nèi)90%以上的冷卻能力用于水汽的冷凝，從結(jié)構(gòu)上看，橫管式冷卻器更有利于蒸汽的冷凝。橫管冷卻器用φ54×3mm的鋼管，管徑細且管束小，因而水的流速可達0.5~0.7m/s。又由于冷卻水管在冷卻器斷面上水平密集布設，使與之成錯流的煤氣產(chǎn)生強烈湍動，從而提高了傳熱系數(shù)，并能實現(xiàn)均勻的冷卻，煤氣可冷卻到出口溫度只比進口水溫高2℃。橫管冷卻器雖然具有上述優(yōu)點，但水管結(jié)垢較難清掃，要求使用水質(zhì)好的或經(jīng)過處理含萘低的冷卻水。橫管冷卻器與豎管冷卻器兩者相比，橫管冷卻器有更多優(yōu)點，如對煤氣的冷卻、凈化效果好，節(jié)省鋼材，造價低，冷卻水用量少，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積省。因此，近年來，新建焦化廠廣泛采用橫管冷卻器，已很少再用豎管冷卻器了。

3.直接式冷卻塔煤氣與冷氨水直接接觸換熱的冷卻器。用于煤氣初冷的直接式冷卻塔有木格填料塔，金屬隔板塔和空噴塔等多種型式，其中空噴塔已在大型焦化廠的間接—直接初冷流程中得到使用。如圖2-14所示，空噴塔為鋼板焊制的中空直立塔，在塔的頂段和中段各安設六個噴嘴來噴灑25~28℃的循環(huán)氨水，所形成的細小液滴在重力作用下于塔內(nèi)降落，與上升煤氣密切接觸中，使煤氣得到冷卻。煤氣出口溫度可冷卻到接近于循環(huán)氨水入口溫度(溫差2~4℃)；且有洗除部分焦油、萘、氨和硫化氫等效果。由于噴灑液中混有焦油，所以可將煤氣中萘含量脫除到低于煤氣出口溫度下的飽和萘的濃度?？?/p>