【正文】 脫硫 工藝流程圖 三、蒸氨工段： （一）工藝方法： 脫除粗煤氣中的氨，可用水或酸性溶液吸收。常用一下幾種方法： 水吸收法：用大量水與粗煤氣接觸，吸收其中的氨。 硫酸吸收法：分為直接法、間接法和半直接法三種。 （ 1）直接吸收法：粗煤氣不經(jīng)冷凝冷卻直接進(jìn)入硫銨飽和器，與硫酸直接反應(yīng)，由于沒脫焦油，操作不便，一般不用此法。 （ 2）間接吸收法：經(jīng)冷凝冷卻后與洗滌氨水混合進(jìn)行蒸餾，在引入剩余氨水 氨水過濾器 冷鼓煤氣 廢水換熱器 氨水換熱器 廢水冷卻器 蒸氨塔 廢水槽 脫硫塔 溶液 換熱器 冷凝冷卻器 溶液循環(huán)槽 再生塔 溶液緩沖槽 硫胺工段 硫泡沫槽 生化工段 脫硫 液封槽 熔硫釜 遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 飽和器與母液反應(yīng)生成硫銨。 （ 3）半直接吸收法：將冷凝冷卻氨水進(jìn)行蒸餾，蒸出的氨氣與粗氣一起進(jìn)入飽和器與母液反應(yīng)生成硫銨。 磷酸吸收法：用磷酸吸收粗氣中的氨，然后進(jìn)行解吸。 （二）工藝流程： 脫硫過程中的剩余氨水引入蒸氨塔內(nèi)進(jìn)行蒸氨 ，蒸出濃氨汽經(jīng)冷凝冷卻后制得含氨 18～ 20%的濃氨水，送入脫硫液槽，兌入脫硫液中，作為補(bǔ)充堿源。 （三）工藝選擇及特點(diǎn)： 對(duì)蒸氨廢氣選用目前國內(nèi)較先進(jìn)的氨裂解處理技術(shù)。在裂解爐內(nèi)，氨氣在觸媒的作用下，通過控制爐溫可將蒸氨廢氣中的氨還原成氫氣、氮?dú)夂鸵谎趸細(xì)猓⑦@部分混合氣體返回煤氣管道中，不僅防止了對(duì)大氣的污染，而且還可增加煤氣量，是一項(xiàng)回收能源、化害為利的控制措施，該技術(shù)成熟、可靠，在國內(nèi)外焦化廠均有使用。 四、硫銨工段 : （一）工藝方法： 目前絕大多數(shù)焦化廠都用硫酸吸收煤氣中的氨來制取硫銨。根據(jù)工藝過程的不同，生產(chǎn)硫銨的方法可分為間接法、直接法和半直接法。 間接法：在用硫酸中和稀氨水，然后蒸發(fā)溶液而來制取固體硫銨即形成了間接法。間接法生產(chǎn)硫銨的工藝過程為：煤氣在洗氨塔中用水洗滌，氨被吸收，得到稀氨水，送去蒸餾。由蒸氨塔逸出的氨，進(jìn)入飽和器后被硫酸吸收而得硫氨。這種方法要消耗大量水蒸氣，而且蒸發(fā)設(shè)備龐大，經(jīng)濟(jì)效果不佳。現(xiàn)今不采用。 直接法：這種方法的工藝過程為：出爐煤氣在煤氣集氣管中被循環(huán)氨水冷卻，除去其中的焦油，進(jìn)入間接式初步冷卻器。煤氣在初步冷卻器冷凝出的氨水補(bǔ)充到循環(huán)氨水中去，而煤氣中所含的水汽 量，恰好相當(dāng)于配煤水分和化合水分的總和。煤氣從初步冷卻器出來，溫度約為60~70℃ ,進(jìn)入電撲焦油器，除去其中之焦油霧滴。然后帶著全部氨經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入飽和器。氨和硫酸結(jié)合而成硫氨。煤氣出飽和器經(jīng)除酸器，進(jìn)入冷卻到直接式冷卻器，冷卻到適宜溫度，進(jìn)入鼓風(fēng)氣。采用直接法生產(chǎn)硫銨雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但因過多的設(shè)備處于負(fù)壓狀態(tài)，在生產(chǎn)上不安全，故在工業(yè)上未被采用。 半直接法：現(xiàn)代焦化廠廣泛采用的是半直接法生產(chǎn)硫銨。我國多以飽和器作為氨的吸收器，國外則有以硫酸洗氨塔代替飽和器的趨勢，即所謂無飽和器法生產(chǎn)硫銨。采用飽和器或硫酸洗 氨塔生產(chǎn)硫銨，實(shí)質(zhì)上都屬于半直接法。半直接法生產(chǎn)硫銨的工藝過程為：出爐煤氣在初步冷卻器中冷卻到 25~30℃，進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)。加壓后，經(jīng)電捕焦油器，煤氣預(yù)熱器 .進(jìn)入飽和器。在初步冷卻器中冷凝下來的氨水全部與集氣管循環(huán)氨水混合。多余的混合氨水送如氨蒸餾器中，蒸餾出的氨氣也送入飽和遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 器，并和煤氣中的氨一起為硫酸吸收而得硫銨。由于該法工藝過程簡單，生產(chǎn)成本低，故為國內(nèi)外焦化廠普遍采用。 （二）工藝流程： 由脫硫工段來的煤氣首先經(jīng)煤氣預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入 2 臺(tái)并聯(lián)的噴淋式飽和器。飽和器 2 臺(tái)操作， 1 臺(tái)備用。煤氣在飽和器的上段分兩股 進(jìn)入環(huán)形室 ,與循環(huán)母液逆流接觸，其中的氨被母液中的硫酸吸收，生成硫酸銨。脫氨后的煤氣在飽和器的后室合并成一股 ,經(jīng)小母液循環(huán)泵連續(xù)噴灑洗滌后，沿切線方向進(jìn)入飽和器內(nèi)旋風(fēng)式除酸器，分出煤氣中所夾帶的酸霧后，送至終冷洗苯工段。 飽和器下段上部的母液經(jīng)大母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至飽和器上段環(huán)形噴灑室循環(huán)噴灑，噴灑后的循環(huán)母液經(jīng)中心降液管流至飽和器的下段。在飽和器的下段，晶核通過飽和介質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)，使晶體長大，并引起晶粒分級(jí)。當(dāng)飽和器下段硫銨母液中晶比達(dá)到 25%40%（ v%）時(shí)，用結(jié)晶泵將其底部的漿液抽送至室內(nèi)結(jié)晶槽。飽 和器滿流口溢出的母液自流至滿流槽，再用小母液循環(huán)泵連續(xù)抽送至飽和器的后室循環(huán)噴灑，以進(jìn)一步脫出煤氣中的氨。 飽和器定期加酸加水沖洗時(shí)，多余母液經(jīng)滿流槽滿流到母液貯槽；加酸加水沖洗完畢后，再用小母液循環(huán)泵逐漸抽出，回補(bǔ)到飽和器系統(tǒng)。當(dāng)飽和器母液系統(tǒng)水不平衡（水分過剩）時(shí)，可通過煤氣預(yù)熱器提高煤氣溫度，對(duì)母液操作溫度進(jìn)行調(diào)整，以保證系統(tǒng)水平衡及結(jié)晶適宜操作溫度。 室內(nèi)結(jié)晶槽中的硫銨結(jié)晶積累到一定程度時(shí)，將結(jié)晶槽底部的硫銨漿液經(jīng)視鏡控制排放到硫銨離心機(jī)，經(jīng)離心機(jī)離心分離后，硫銨結(jié)晶從硫銨母液中分離出來。從離心機(jī)分 出的硫銨結(jié)晶先經(jīng)溜槽排放到螺旋輸送機(jī)，再由螺旋輸送機(jī)輸送到振動(dòng)流化床干燥器，經(jīng)干燥、冷卻后進(jìn)入硫銨貯斗。從硫銨貯斗出來的硫銨結(jié)晶經(jīng)半自動(dòng)稱量、包裝后送入成品庫。 離心機(jī)濾出的母液與結(jié)晶槽滿流出來的母液一同自流回飽和器的下段。由振動(dòng)流化床干燥器出來的干燥尾氣在排入大氣前設(shè)有兩極除塵。首先經(jīng)兩組干式旋風(fēng)除塵器除去尾氣中夾帶的大部分粉塵，再由尾氣引風(fēng)機(jī)抽送至尾氣洗凈塔，用尾氣洗凈塔泵對(duì)尾氣進(jìn)行連續(xù)循環(huán)噴灑，以進(jìn)一步除去尾氣中夾帶的殘留粉塵，最后經(jīng)捕霧器除去尾氣中夾帶的液滴后排入大氣。 尾氣洗凈塔設(shè)有旁通管。當(dāng)振動(dòng) 流化床干燥器開工調(diào)試時(shí)或經(jīng)一級(jí)干式旋風(fēng)除塵即可達(dá)到除塵指標(biāo)時(shí)，可直接經(jīng)旁通管將尾氣排入大氣，而 無須經(jīng)過尾氣洗凈塔。開工調(diào)試時(shí)走旁通管是為了避免由于振動(dòng)流化床干燥器操作不正常而造成尾氣洗凈塔及管路可能的堵塞。 尾氣洗凈塔排出的循環(huán)母液經(jīng)滿流管流至室外母液槽；同時(shí)經(jīng)流量儀表控制，向尾氣洗凈塔連續(xù)定量補(bǔ)入少量工業(yè)新水。補(bǔ)入的最大水量遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 硫酸泵 以不超過飽和器系統(tǒng)達(dá)到水平衡所需的最大水量為原則。硫銨工段所需的 93%濃硫酸定期由油庫工段送至硫銨工段硫酸高置槽，再經(jīng)流量控制儀表及視鏡加到飽和器系統(tǒng)的滿流槽。 由冷凝鼓風(fēng)工段送至剩 余氨水蒸餾裝置的原料氨水 /廢水換熱器，經(jīng)與塔底出來的蒸氨廢水換熱后進(jìn)入蒸氨塔。蒸氨塔底通入直接蒸汽。蒸氨塔頂出來的氨汽經(jīng)分縮器濃縮后，去脫硫工段預(yù)冷塔增加煤氣中的氨硫比。塔底出來的蒸氨廢水由廢水泵抽出，經(jīng)原料氨水 /廢水換熱器同原料氨水換熱并經(jīng)廢水冷卻器冷卻后，送酚氰污水處理裝置。 油庫送來的氫氧化鈉溶液 40（ w%），用計(jì)量泵抽出送終冷洗本工段的終冷塔上段洗滌煤氣，從上段噴灑液泵后接出的含堿溶液經(jīng)靜態(tài)管道混合器進(jìn)入到入蒸氨塔前剩余氨水中分解剩余氨水固定銨，降低蒸氨廢水中的全氨含量。 蒸氨塔底產(chǎn)生的瀝青定期排至 瀝青坑，冷卻后人工取出送煤廠摻入配煤；排出的蒸氨廢水經(jīng)瀝青坑流入地下槽，再由泵送至初冷前吸煤氣管道。 （三）工藝選擇及特點(diǎn)： 本設(shè)計(jì)采用半直接法，噴淋式飽和器，集酸洗、除酸、結(jié)晶為一體，設(shè)備體積小 ,脫氨效率高； 噴淋式飽和器為空噴結(jié)構(gòu)，煤氣系統(tǒng)阻力小，鼓風(fēng)機(jī)能耗低； 硫銨母液系統(tǒng)設(shè)備均采用超低碳不銹鋼制作 ,使用壽命長 ,可保證裝置長期連續(xù)穩(wěn)定操作，維護(hù)費(fèi)用低； 硫銨干燥采用振動(dòng)流化床，干燥效果好，易于操作維護(hù)； 硫銨干燥外排尾氣采用干式及濕式兩級(jí)除塵，凈化后外排尾氣可達(dá)到無塵排放，環(huán)保效果 好； 用高效螺旋板換熱器，回收廢水余熱，節(jié)約蒸氨直接蒸汽用量； 堿分解固定氨，可大大降低廢水中全氨含量，有利生化廢水處理環(huán)保達(dá)標(biāo)。 焦?fàn)t煤氣 煤氣預(yù)熱器 離心機(jī) 結(jié)晶泵 脫硫回收 飽和器 母液泵 硫酸槽 結(jié)晶槽 硫酸地下槽 螺旋輸送機(jī) 蒸汽 遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 硫胺工藝流程圖 五、終冷洗苯工段： 焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫銨工段脫除氨后進(jìn)入 終冷洗苯工段 ,主要任務(wù)是將煤氣進(jìn)行煤氣終冷除萘 ,吸收苯族烴 . （一） 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 終冷工藝： 焦?fàn)t煤氣終冷有直接水終冷法、間 接水終冷法和直接抽終冷法。 (1)直接水終冷法 : 直接水終冷法用循環(huán)噴灑的冷卻水直接與煤氣接觸，對(duì)煤氣進(jìn)行最終冷卻。直接水終冷法是焦?fàn)t煤氣終冷工藝中最通用的一種方法。直接水終冷法分敞開式和封閉式兩種。敞開式在煤氣終冷前既無脫萘也無脫硫脫氰裝置。煤氣在終冷中脫萘，煤氣中的氰化氫同時(shí)大量溶解于終冷水中，氰化氫等有害氣體從涼水架上逸散，污染了環(huán)境，并且工藝流程復(fù)雜，因此，敞開式出一些老廠仍在延續(xù)使用外，新廠已不再采用。 在封閉式流程中，煤氣在終冷前已經(jīng)脫除了煤焦油、奈、硫化氫和氰化氫，且回收了氨，因此工藝流程比較 簡單?；厥瞻焙蠹s 60C 左右的煤氣在終冷塔內(nèi)被循環(huán)噴灑的終冷水冷卻至 25C，從塔頂排出，去洗苯塔。在終冷水循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有間接冷卻器，用循環(huán)冷卻水和低溫冷卻水兩端封閉式冷卻。終冷塔內(nèi)產(chǎn)生的冷凝液以終冷水排污方式排出，送往生物托分裝置處理。 (2)間接水終冷法 : 初冷后的煤氣進(jìn)入列管式終冷器內(nèi)，在管束間自上而下的流動(dòng)，被管內(nèi)中冷水冷卻至 25~30C，由下部派出，送往洗苯塔。煤氣冷凝液流入器底，用泵抽出，送入終冷器的頂部和中部循環(huán)噴灑，以沖洗橫管外壁上含沉積物。多余的冷凝液，間歇的送往焦?fàn)t煤氣初冷流程中的焦油氨噴灑泵 母液儲(chǔ)槽 干燥器 送風(fēng)機(jī) 旋風(fēng)除塵器 熱風(fēng)器 母液槽 進(jìn)風(fēng)口 水浴除塵器 放料槽 冷 凝 水 硫銨 遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 水分 離器。間接水終冷在傳熱效果上不如直接水終冷法，因此較少采用。 (3)直接油終冷法 : 直接油終冷法以輕柴油為冷卻介質(zhì)，與煤氣直接進(jìn)行冷卻。脫去煤焦油、奈和氨后的煤氣，在油終冷塔內(nèi)被循環(huán)噴灑的輕柴油由約 55C 冷卻至 25~30C后出塔，送往后續(xù)的洗苯塔。輕柴油和煤氣冷凝液一起進(jìn)入油終冷塔下部的油澄清槽，在冷凝液被分離出后用循環(huán)油泵送經(jīng)油冷卻器冷卻至 24~28C，入油終冷塔循環(huán)使用。油終冷塔分為兩段，上段引出的輕柴油用噴灑油泵送入下段噴灑冷卻煤氣。 煤氣終冷及除萘的工藝： 我國焦化廠目前所采用的煤氣終冷 及除萘的工藝流程主要有四種 ,即 :煤氣終冷和機(jī)械除萘工藝 。煤氣終冷和焦油洗油工藝 。洗油萘和煤氣最終冷卻工藝 。橫管終冷噴灑輕焦油洗萘工藝 . ： 來自硫銨工段煤氣在終冷塔內(nèi)自下而上流動(dòng) ,在流動(dòng)過程中與經(jīng)由隔板孔眼噴淋而下的冷卻水流密切接觸，從 5560℃冷卻至 2127℃ ,部分水汽被冷凝下來 ,同時(shí)還有相當(dāng)數(shù)量的萘也從煤氣中析出 ,并被水沖洗下來 ,煤氣含萘量可從 20223000mg/Nm179。,降到 8001200mg/Nm179。冷卻后的煤氣去洗苯塔脫苯。含萘冷卻水由塔底經(jīng)水封管自流入機(jī)械化 刮萘槽 ,水和萘在槽中分離后 ,水自流入涼水架冷卻到 3032℃ ,再由泵抽送經(jīng)冷卻器冷卻到 21℃左右后 ,回終冷塔循環(huán)使用。 在刮萘槽中積聚的萘 ,定期用水蒸氣間接加熱熔化后流入萘的揚(yáng)液槽，再用水蒸汽壓送往焦油槽或焦油氨水澄清槽。亦可用冷凝工段的初冷冷凝液來熔化萘，熔萘后的冷凝液自流返冷凝鼓風(fēng)段，這樣既簡化了操作又改善了勞動(dòng)條件。 該流程的優(yōu)點(diǎn)是操作穩(wěn)定 ,便于管理 ,缺點(diǎn)是該工藝流程的除萘率受冷卻水溫的影響，故塔后的煤氣含萘量較高。水和萘不能充分分離 ,部分萘被水帶到?jīng)鏊?, 增加了涼水架清掃工作，因其排污水量大，刮萘 槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜且苯重，基建費(fèi)高。該洗萘法僅用于硫銨生產(chǎn)工序之后。 ： 煤氣在終冷塔內(nèi)的過程同前所述。含萘冷卻水從終冷塔底部流出，經(jīng)液封管導(dǎo)入焦油洗萘器底部并向上流動(dòng)。熱焦油經(jīng)伸入器的分布管均勻噴灑在篩板上，通過篩板孔眼向下流動(dòng)，在與水對(duì)流接觸過程中將水中含萘降到 800mg/Nm179。以下。洗萘后的焦油從洗萘器下部排出，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入焦油槽。焦油在循環(huán)使用 24 小時(shí)后，經(jīng)加熱靜止脫水用泵送往焦油車間加工處理，送空的焦油槽再接受冷鼓工段的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。從洗萘器上部流出的水進(jìn)入水澄 清槽，分離出殘余焦油后，自流到?jīng)鏊堋７蛛x出的焦油及浮在水面上的油類、萘等混合物自流到焦油槽。焦油洗萘比機(jī)械化除萘 效率高，但操作復(fù)雜。該流程的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以把冷卻水中的萘幾乎全部清除，而且對(duì)水中的酚有一定萃取遼寧科技學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 作用結(jié)果，減少?zèng)鏊艿那鍜叽螖?shù)，有利于冷卻水的進(jìn)一步處理。缺點(diǎn)是操作復(fù)雜，出口煤氣含萘量高，用水量大，后期仍需進(jìn)