【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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 25～ 30℃ ,冷卻后煤氣含萘降至 1g/ m3 以下。 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 ,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)來說 ,分離時(shí)間越長(zhǎng)則分離效果越好 ,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。 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 6～ 9g/ m3 的氨。由于氨的腐蝕特性 ,作為有害成分必須從煤氣中 14 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) 2SO 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 0103g/ 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。 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 。 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 25～ 38g/ m3 降至 2g/ m3 以下。洗苯后的富油經(jīng)蒸餾解析后返 15 回洗滌 ,輕苯和重苯送后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)一步加工。 煤氣中 H2S 的脫除 直接從焦?fàn)t中出來的煤氣約含 5～ 8g/ m3 的硫化氫和 1～ 215g/ 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 ,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、 Sul2fiban 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。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 16 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。 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)。 （三） 、 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?fàn)t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。 （四） 、 焦?fàn)t煤氣凈化新技術(shù)探討 17 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)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300~350m3（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 （ %~3%)、 氧氣 (%~%))、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)?、氧氣和其他烴類；其 低發(fā)熱值為 18250kJ/Nm3，密度 為 ~，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 ,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。煤氣經(jīng)過吸氨塔時(shí) ,由于 硫酸 吸收氨的反應(yīng)是放熱 18 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。 煤氣凈化新工藝簡(jiǎn)述 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