【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） 煤在煉焦時一般 75%為焦炭，其中 25%為荒煤氣。 第三章 焦爐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工段組成 :冷凝鼓風工段、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，通過換熱設備間接冷卻，污染小，蒸氨設備效率高，使用較廣泛。 鼓風部分：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。 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)氨水泵送至焦爐冷卻煤氣；其中一部分氨水定期經(jīng)高壓氨水泵加壓送至焦爐，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。 機械化氨水澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器，進一步進行焦油與焦油渣的沉降分離。機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。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 冷鼓工藝流程圖 二、脫硫工段： （一）工藝方法： 其主要任務是脫除硫化氫，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： 由鼓風機送來的煤氣首先進入預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℃后進入塔頂循環(huán)噴灑。 預冷后的煤氣依次進入三臺串聯(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（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。 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： 本設計采用吸收法脫硫，以氨為堿源， HPF 為催化劑的焦爐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 機械澄清器 剩余氨水泵 初冷器 循環(huán)氨水槽 鼓風機 電捕 剩余槽 焦油泵 化工廠 焦油儲槽 焦爐 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 催化劑用量少，脫硫廢液處理簡單，操作費用低，一次性投 資省。 采用引射自吸式雙成結構再生段，再生所需的空氣毋須空壓機提供，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)冷凝冷卻直接進入硫銨飽和器，與硫酸直接反應，由于沒脫焦油，操作不便，一般不用此法。 （ 3）半直接吸收法：將冷凝冷卻氨水進行蒸餾，蒸出的氨氣與粗氣一起進入飽和器與母液反應生成硫銨。 （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 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 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、氮氣和一氧化碳氣，并將這部分混合氣體返回煤氣管道中，不僅防止了對大氣的污染，而且還可增加煤氣量，是一項回收能源、化害為利的控制措施，該技術成熟、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)設備龐大，經(jīng)濟效果不佳。 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℃ ,進入電撲焦油器，除去其中之焦油霧滴。氨和硫酸結合而成硫氨。采用直接法生產(chǎn)硫銨雖然有很多優(yōu)點，但因過多的設備處于負壓狀態(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℃，進入鼓風機。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 臺操作， 1 臺備用。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，沿切線方向進入飽和器內(nèi)旋風式除酸器，分出煤氣中所夾帶的酸霧后，送至終冷洗遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 苯工段。在飽和器的下段，晶核通過飽和介質向上運動，使晶體長大，并引起晶粒分級。 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，以進一步脫出煤氣中的氨。當飽和器母液系統(tǒng)水不平衡（水分過剩）時，可通過煤氣預熱器提高煤氣溫度，對母液操作溫度進行調整，以保證系統(tǒng)水平衡及結晶適宜操作溫度。從離心機 分出的硫銨結晶先經(jīng)溜槽排放到螺旋輸送機，再由螺旋輸送機輸送到振動流化床干燥器，經(jīng)干燥、冷卻后進入硫銨貯斗。 離心機濾出的母液與結晶槽滿流出來的母液一同自流回飽和器的下段。首先經(jīng)兩組干式旋風除塵器除去尾氣中夾帶的大部分粉塵，再由尾氣引風機抽送至尾氣洗凈塔，用尾氣洗凈塔泵對尾氣進行連續(xù)循環(huán)噴灑，以進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。當振 動流化床干燥器開工調試時或經(jīng)一級干式旋風除塵即可達到除塵指標時，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；同時經(jīng)流量儀表控制，向尾氣洗凈塔連續(xù)定量補入少量工業(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；遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 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。 焦爐煤氣 煤氣預熱器 離心機 結晶泵 脫硫回收 噴灑泵 飽和器 母液泵 母液儲槽 硫酸槽 結晶槽 硫酸地下槽 螺旋輸送機 干燥器 送風機 旋風除塵器 蒸汽 熱風器 母液槽 進風口 水浴除塵器 放料槽 冷 凝 水 硫銨 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 硫胺工藝流程圖 五、終冷洗苯工段： 焦爐煤氣經(jīng)硫銨工段脫除氨后進入 終冷洗苯工段 ,主要任務是將煤氣進行煤氣終冷除萘 ,吸收苯族烴 . （一） 煤氣終冷和焦油洗萘工藝 終冷工藝： 焦爐煤氣終冷有直接水終冷法、 間接水終冷法和直接抽終冷法。直接水終冷法是焦爐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 : 初冷后的煤氣進入列管式終冷器內(nèi)，在管束間自上而下的流動，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，間歇的送往焦爐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，與煤氣直接進行冷卻。輕柴油和煤氣冷凝液一起進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段，這樣既簡化了操作又改善了勞動條件。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 萘槽結構復雜且苯重，基建費高。 ： 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，在與水對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)液位調節(jié)器流入焦油槽。從洗萘器上部流出的水進入水 澄清槽，分離出殘余焦油后，自流到?jīng)鏊?。焦油洗萘比機械化除萘 效率高，但操作復雜。缺點是操作復雜，出口煤氣含萘量高，用水量大，后期仍需進行污水處理。富油進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 標米179。 該流程的優(yōu)點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。 ： 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 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計 從硫銨工段來的煤氣由塔頂進入，與連續(xù)噴灑的輕質焦 油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至 2125℃，同時脫萘至 450 毫克 /標米179。輕質焦油由其補充至塔底循環(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)點是： （ 1）此工藝不僅對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)輕質焦油，節(jié)約洗油耗量；煤氣中的萘直接轉入焦油，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。因此本設計采用第四種方法即：橫管終冷噴灑輕質焦油洗萘工藝。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。萘苊因熔點較高 ,在常溫下易析出固體結晶 ,因此應控制其含量。洗油含酸量高時 ,會與水形成乳化物 ,從而破壞吸苯的操作 ,且酚的存在使洗油變稠 ,黏度大 ,因此必須嚴格控制洗油中的