【正文】 比重 ( 204d ) 餾程 : 230℃前餾出量 (容 ),% 300℃前餾 出量 (重量 ),% 酚含量 (容 ),% 萘含量 (重量 ),% 黏度 (176。 （ 3） 煤在煉焦時(shí)一般 75%為焦炭，其中 25%為荒煤氣。 第三章 焦?fàn)t煤氣凈化回收工藝過程及工藝選擇 煤氣凈化過程主要有以下幾個(gè)工段組成 :冷凝鼓風(fēng)工段、脫硫工段、蒸氨工段、硫銨工段、 終冷洗苯工段、 粗苯蒸餾工段 、 油庫工段、脫水工段、生化工段等組成。其中冷凝又可分為直接冷卻、間接冷卻和直接間接混合冷卻三種。 （ 2）間接冷卻：不直接與煤氣接觸，通過換熱設(shè)備間接冷卻，污染小，蒸氨設(shè)備效率高，使用較廣泛。 鼓風(fēng)部分：主要為粗煤氣加壓，使其能通過后續(xù)凈化系統(tǒng)的設(shè)備和管路，并起到脫除粗煤氣中部分焦油霧的作用。 為了保證橫管初冷器冷卻效果，在初冷器上部連續(xù)噴灑來自機(jī)械化氨水澄清槽中部的焦油、氨水混合液，在其頂部用熱氨水定期沖洗，以清除管壁上的焦油、萘等雜質(zhì)。 從直冷塔底部出來的循環(huán)液加兌一定量氨水后 ,用泵經(jīng)直冷塔循環(huán)水冷卻器用低溫水冷卻至～ 21 C，送到直冷塔頂部循環(huán)噴灑，多余部分送至機(jī)械化氨水澄清槽。上部的氨水流入循環(huán)氨水中 間 1 槽，再由循環(huán)氨水泵送至焦?fàn)t冷卻煤氣；其中一部分氨水定期經(jīng)高壓氨水泵加壓送至焦?fàn)t，一部分氨水去初冷器、電捕頂部噴灑，以清除管壁積存的萘、焦油等雜物。 機(jī)械化氨水澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器，進(jìn)一步進(jìn)行焦油與焦油渣的沉降分離。機(jī)械化氨水澄清槽和焦油分離器刮出的焦油渣，排入焦油渣車，定期送往煤場，摻入煉焦煤中。 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 冷鼓工藝流程圖 二、脫硫工段： （一）工藝方法： 其主要任務(wù)是脫除硫化氫，可分為干法和濕法兩種。吸收法脫硫是用堿性溶液吸收粗氣中的硫化氫，吸收液經(jīng)解吸放出硫化氫后返回循環(huán)吸收硫化氫。 （二）工藝流程： 由鼓風(fēng)機(jī)送來的煤氣首先進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，被冷至 30℃；循環(huán)冷卻水從塔下部用泵抽出送至循環(huán)水冷卻器，用低溫水冷卻至 28℃后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。 預(yù)冷后的煤氣依次進(jìn)入三臺(tái)串聯(lián)的脫硫再生塔，與塔中部噴淋下來的脫硫液逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫（同時(shí)吸收煤氣中的氨，以補(bǔ)充脫硫液中的堿源）。 吸收了 H2S、 HCN 的脫硫液由 脫硫液循環(huán)泵從脫硫再生塔底部抽出送至上部再生段的噴射器，靠噴射器的吸力，脫硫液再生需要的空氣同時(shí)被吸入再生段，使溶液在塔內(nèi)得以氧化再生。浮于塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫經(jīng)泡沫泵送入熔硫釜加熱熔融，清液流入廢液槽，硫磺冷卻后裝袋外銷。 （三）工藝選擇及特點(diǎn)： 本設(shè)計(jì)采用吸收法脫硫，以氨為堿源， HPF 為催化劑的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰新工藝，此法不但具有較高的脫硫脫氰效率，而且流程短，不需外 加堿，煉焦荒煤氣、氨水 氣液分離器 煤氣 脫 硫 工 段 循環(huán) 氨水泵 焦油中間罐 脫硫蒸氨 機(jī)械澄清器 剩余氨水泵 初冷器 循環(huán)氨水槽 鼓風(fēng)機(jī) 電捕 剩余槽 焦油泵 化工廠 焦油儲(chǔ)槽 焦?fàn)t 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 催化劑用量少，脫硫廢液處理簡單，操作費(fèi)用低，一次性投 資省。 采用引射自吸式雙成結(jié)構(gòu)再生段，再生所需的空氣毋須空壓機(jī)提供，節(jié)省能源。廢氣量可降低約 1/3,因此減少了有害物質(zhì)的排放。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。 （ 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。 （ 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。 （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 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 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。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)?，并將這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。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。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。 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。氨和硫酸結(jié)合而成硫氨。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。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。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)。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。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。飽和器 2 臺(tái)操作， 1 臺(tái)備用。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，送至終冷洗遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 苯工段。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)。 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。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。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。 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。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。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。 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。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。蒸氨塔底通入直接蒸汽。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。 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；遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 硫酸泵 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。 焦?fàn)t煤氣 煤氣預(yù)熱器 離心機(jī) 結(jié)晶泵 脫硫回收 噴灑泵 飽和器 母液泵 母液儲(chǔ)槽 硫酸槽 結(jié)晶槽 硫酸地下槽 螺旋輸送機(jī) 干燥器 送風(fēng)機(jī) 旋風(fēng)除塵器 蒸汽 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 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 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。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。敞開式在煤氣終冷前既無脫萘也無脫硫脫氰裝置。 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。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。 (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。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水 分離器。 (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。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。 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 。洗油萘和煤氣最終冷卻工藝 。,降到 8001200mg/Nm179。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。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。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。 ： 煤氣在終冷塔內(nèi)的過程同前所述。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。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。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?。焦油洗萘比機(jī)械化除萘 效率高，但操作復(fù)雜。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)行污水處理。富油進(jìn)塔溫度比煤氣溫度高 57℃，使煤氣含萘 可由 20202500mg/Nm179。除萘后的煤氣進(jìn)入終冷塔，該塔為隔板式，分兩段。再用泵送至終冷冷塔的上下兩端，送往上端的水須于間冷器用低溫水冷卻，由于終冷器只是為了冷卻煤氣，所以終冷循環(huán)水量可減至 噸 /1000 標(biāo)米179。 該流程的優(yōu)點(diǎn)是塔后煤氣含萘量要前兩種工藝流程，用水量為水洗萘的一半，因而可減少含酚污水的 排放量。 ： 遼寧科技學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 年產(chǎn)焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設(shè)計(jì) 從硫銨工段來的煤氣由塔頂進(jìn)入，與連續(xù)噴灑的輕質(zhì)焦 油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至 2125℃，同時(shí)脫萘至 450 毫克 /標(biāo)米179。輕質(zhì)焦油由其補(bǔ)充至塔底循環(huán)油槽，循環(huán)油由槽底泵出至槽中部，頂部噴灑，與橫管束和煤氣接觸換熱，同時(shí)溶解煤氣中析出的萘，然后經(jīng)液封回循 環(huán)槽。焦油循環(huán)至一定程度，用泵送至焦油上段。 由于該工程主要依靠降低煤氣的溫度使煤氣中萘析出，并由輕質(zhì)焦油將萘溶解，因此煤氣溫度需降至 21℃左右。 該流程的優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）此工藝不僅對(duì)煤氣中的萘的脫除率高，而且冷卻效果非常好。 （ 2)無須洗油，只須自產(chǎn)輕質(zhì)焦油，節(jié)約洗油耗量；煤氣中的萘直接轉(zhuǎn)入焦油，降低了萘的損失。 （ 4)由于煤氣冷卻不直接與水接觸，所以無含酚污水的處理。因此本設(shè)計(jì)采用第四種方法即：橫管終冷噴灑輕質(zhì)焦油洗萘工藝。將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯塔蒸餾裝置中，以提取粗苯。洗油吸收法又分為常壓吸收法和加壓吸收發(fā)。 目前，國內(nèi)外焦化廠主要采用洗油吸收法回收煤氣中的苯族烴。吸收法又分為焦油洗油吸收法和石油洗油法。萘苊因熔點(diǎn)較高 ,在常溫下易析出固體結(jié)晶 ,因此應(yīng)控制其含量。洗油含酸量高時(shí) ,會(huì)與水形成乳化物 ,從而破壞吸苯的操作 ,且酚的存在使洗油變稠 ,黏度大 ,因此必須嚴(yán)格控制洗油中的