煤气净化系统工艺（工程师培训）

煤气净化系统工艺煤气净化系统组成煤气净化系统组成为：冷凝鼓风作业区、硫铵作业区、终冷洗苯作业区、粗苯蒸馏作业区、脱硫制酸作业区和油库作业区。其中终冷洗苯作业区及脱硫制酸作业区的两步是分开布置的，其余作业区的两步是布置在一起的。煤气净化系统与4×70孔7.63m复热式焦炉、年产420万t焦炭的炼焦生产能力相配套，共分两步进行建设，每步均与2×70孔7.63m复热式焦炉的炼焦生产能力相配套。煤气处理量：最大2×125000 正常2×96565m主要工艺特点a）采用横管初冷器，分三段冷却，中间设有断塔板。b）电捕焦油器为蜂窝式，蜂窝为不锈钢，外壳为碳钢。c）煤气鼓风机为电机驱动。d）煤气的脱氨采用喷淋饱和器法。e）终冷采用直接终冷，洗苯塔为金属网波填料。f）脱硫采用真空碳酸钾法。g）焦油氨水的分离采用立式焦油氨水分离槽的工艺。h）粗苯蒸馏采用管式炉、一塔生产两种苯的工艺。i）煤气净化系统的泵类，当采用双端面机械密封时，增设热虹吸软水密封设施。j）煤气净化系统的主要泵类，设计时可以实现在控制室内操作。

主要工艺流程

主要工艺特点a）采用横管初冷器，分三段冷却，中间设有断塔板。b）电捕焦油器为蜂窝式，蜂窝为不锈钢，外壳为碳钢。c）煤气鼓风机为电机驱动。d）煤气的脱氨采用喷淋饱和器法。e）终冷采用直接终冷，洗苯塔为金属网波填料。f）脱硫采用真空碳酸钾法。g）焦油氨水的分离采用立式焦油氨水分离槽的工艺。h）粗苯蒸馏采用管式炉、一塔生产两种苯的工艺。i）煤气净化系统的泵类，当采用双端面机械密封时，增设热虹吸软水密封设施。j）煤气净化系统的主要泵类，设计时可以实现在控制室内操作。煤气净化系统组成煤气净化系统组成为：冷凝鼓风作业区、硫铵作业区、终冷洗苯作业区、脱硫制酸作业区、粗苯蒸馏作业区和油库作业区。其中终冷洗苯作业区及脱硫制酸作业区的两步是分开布置的，其余作业区的两步是布置在一起的。工艺流程、特点、主要技术操作指标及主要设备选择冷凝鼓风作业区1）工艺流程来自焦炉荒煤气与焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器，气液分离后荒煤气由上部出来，进入并联操作的横管初冷器，分三段冷却。余热水段用65C余热水，循环水段用33C循环水冷却，低温水段用16余热水用余热水泵经横管初冷器送至脱硫作业区使用。为了保证初冷器冷却效果，在其顶部用热氨水不定期冲洗，以清除管壁上的焦油、萘等杂质。初冷器带有断塔盘，将初冷器分为上下两段。上段排出的冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽，用上段冷凝液泵将冷凝液一部分送到初冷器上段喷洒，多余部分送至焦油渣预分离器。下段排出的冷凝液经水封槽流入下段冷凝液槽，用下段冷凝液泵送到初冷器下段喷洒，多余部分经交通管流入上段冷凝液槽。由气液分离器分离下来的焦油和氨水首先进入到焦油渣预分离器，在此进行焦油氨水和焦油渣的分离。在焦油渣预分离器的出口处设有篦筛，大于8mm的固体物将留在预分离器内，沉降到预分离器的锥形底上，并通过焦油压榨泵抽出。在焦油压榨泵中固体物质被粉碎，并被送回到焦油渣预分离器的上部。焦油渣预分离器的滤筛是一种自动筛分装置，如果筛孔被堵塞，可用蒸汽吹扫。从焦油渣预分离器出来的焦油氨水进入焦油氨水分离槽，在此进行氨水和焦油的分离。在焦油氨水分离槽的下部设有锥形底板，利用温度和比重不同，焦油沉向底部，通过焦油中间泵抽出，送至超级离心机进一步脱水，脱水后的焦油自流到焦油槽，通过焦油泵送往油库作业区，焦油氨水分离槽上部的氨水流入下部的循环氨水中间槽，由循环氨水泵送至焦炉集气管循环喷洒冷却煤气。剩余氨水从焦油氨水分离槽的上部出来，先自流到剩余氨水中间槽沉淀分离重质油后，再经除焦油器除焦油后自流入剩余氨水槽，用剩余氨水泵送往硫铵作业区蒸氨。在焦油氨水分离槽的分界面处取出焦油氨水混合物，其中含有约30～50%的焦油，自流到下段冷凝液槽。超级离心机分离出的焦油渣，通过焦油渣输送泵送至煤塔顶部，配入炼焦煤中。2）工艺特点a)初冷器采用高效横管冷却器，将煤气冷却到2122C，b)横管冷却器采用两段结构，中间带断塔盘，节省低温水用量，降低操作费用。c)采用高效的电捕焦油器，处理后煤气中焦油可控制在20mg/m3以下，有利于后序设备的正常操作。瓷瓶充氮气加以保护，减少维修量，延长瓷瓶的寿命。d)煤气鼓风机采用调速措施，适合焦化厂煤气量周期性波动的特点，并可实现鼓风机前吸煤气管道压力自动调节。同时操作调节灵活，高效节能。e)剩余氨水经除焦油器浮选后焦油含量大大降低，减轻焦油在蒸氨塔塔盘上的聚合，保证蒸氨塔稳定操作，蒸氨废水质量稳定，有利于环境保护。f)采用超级离心机，进一步脱除焦油中的焦油渣和水份。g)各贮槽放散气经充氮压力平衡系统引入负压煤气管道，有利于环境保护。硫铵作业区1）工艺流程由冷凝鼓风作业区来的煤气进入喷淋式硫铵饱和器。煤气在饱和器的上段分两股进入环形室,与循环母液逆流接触，其中的氨被母液中的硫酸吸收，生成硫酸铵。脱氨后的煤气在饱和器的后室合并成一股,经小母液循环泵送出的母液连续喷洒洗涤后，沿切线方向进入饱和器内旋风式除酸器，分离出煤气中所夹带的酸雾后，送至终冷洗苯作业区。饱和器下段上部的母液经大母液循环泵连续抽出送至饱和器上段环形喷洒室循环喷洒，喷洒后的循环母液经中心降液管流至饱和器的下段。在饱和器的下段，晶核通过饱和介质向上运动，使晶体长大，并引起晶粒分级。当饱和器下段硫铵母液中晶比达到25%-40%（v%）时，用结晶泵将其底部的浆液抽送至室内结晶槽。饱和器满流口溢出的母液自流至满流槽，再用小母液循环泵连续抽送至饱和器的后室循环喷洒，以进一步脱除煤气中的氨。饱和器定期加酸加水冲洗时，多余母液经满流槽满流到母液贮槽；加酸加水冲洗完毕后，再用小母液循环泵逐渐抽出，回补到饱和器系统。当饱和器母液系统水不平衡（水分过剩）时，可通过煤气预热器对煤气进行加热以达到系统的水平衡。结晶槽中的硫铵结晶积累到一定程度时，将结晶槽底部的硫铵浆液经视镜阀门控制排放到硫铵离心机，经离心分离后，硫铵结晶从硫铵母液中分离出来。从离心机分离出的硫铵结晶先经溜槽排放到螺旋输送机，再由螺旋输送机输送到振动流化床干燥器，经干燥、冷却后进入硫铵贮斗。经称量、包装后送入成品库。离心机滤出的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流回饱和器的下段。由振动流化床干燥器出来的干燥尾气在排入大气前设有两级除尘。首先经两组干式旋风除尘器除去尾气中夹带的大部分硫铵粉尘，再由尾气引风机抽送至排气洗净塔，在此用硫铵母液对尾气进行连续循环喷洒，以进一步除去尾气中夹带的残留硫铵粉尘，最后经雾沫分离器除去尾气中夹带的液滴后排入大气。排气洗净塔排出的循环母液经排气洗净塔泵送至排气洗净塔顶部循环喷洒；同时经流量仪表控制，向尾气洗净塔连续定量补入少量工业新水，多余母液经满流管送回硫铵母液系统。硫铵作业区所需的浓硫酸主要使用制酸作业区生产的78%的浓硫酸，不够的部分外购93%的浓硫酸，由油库作业区送来。浓硫酸首先被送至硫酸高置槽，再经流量控制仪表及视镜加到饱和器系统的满流槽。由满流槽排出的酸焦油定期送往煤场配煤。由冷凝鼓风作业区送来的剩余氨水与蒸氨塔下部的闪蒸槽排出的蒸氨废水换热后进入蒸氨塔，用直接蒸汽和蒸汽喷射器出来的背压蒸汽将氨蒸出，同时从脱硫塔上段排出的含碱冷凝液进入蒸氨塔上部分解剩余氨水中的固定氨，蒸氨塔顶部的氨汽经氨分缩器后，进入饱和器内。蒸氨塔底部的蒸氨废水自流入塔下部的闪蒸槽，由于蒸汽喷射器的作用，使闪蒸槽减压，部分蒸氨废水蒸发，产生的二次蒸汽与蒸汽喷射器的背压汽混合后进入蒸氨塔。从闪蒸槽出来的蒸氨废水，与剩余氨水换热，再经废水冷却器冷却后，部分送脱硫作业区用于配碱，剩余部分送至酚氰废水处理站。2）工艺特点a）采用喷淋式饱和器，材质为不锈钢，使用寿命长，集酸洗、除酸与结晶为一体，煤气系统阻力小，鼓风机能耗低，流程简单，工艺先进，技术可靠。b）硫铵母液系统设备及管道均采用超低碳不锈钢材质，使用寿命长，可保证本作业区长期连续稳定操作，减少维护费用。c）硫铵干燥采用振动流化床，干燥效果好，易于操作维护。d）蒸氨塔为不锈钢浮阀塔，蒸馏效率高，耐腐蚀性好，操作稳定。e）蒸氨加碱分解固定铵，降低了废水中的氨氮含量。终冷洗苯作业区1）工艺流程从硫铵作业区来的煤气，首先进入终冷塔下部，终冷塔分二段冷却，下段用约37℃的循环冷却水，上段用约24℃的循环冷却水将煤气冷到～25℃终冷塔下段的循环冷却水从塔中部进入终冷塔下段，与煤气逆向接触冷却煤气后用泵抽出，经下段循环喷洒液冷却器，用循环水冷却到37℃进入终冷塔中部循环使用。终冷塔上段的循环冷却水从塔顶部进入终冷塔上段冷却煤气后用泵抽出，经上段循环喷洒液冷却器，用低温水冷却到24由粗苯蒸馏作业区送来的贫油从洗苯塔的顶部喷洒，与煤气逆向接触吸收煤气中的苯，塔底富油经富油泵送至粗苯蒸馏作业区脱苯后循环使用。油库作业区送来的新洗油进入洗油槽，通过富油泵入口来补充系统消耗的洗油。2）工艺特点a)洗苯塔选用新型填料，比表面积大，节省投资。b)终冷采用高效板式冷却器，循环冷却水闭路循环冷却，冷却效果好，无环境污染。脱硫作业区1）工艺流程来自洗苯塔后的煤气进入脱硫塔，煤气自下而上与贫液逆流接触，煤气中的H2S、HCN等酸性气体被吸收。同时，在脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定氨所需的碱液(NaOH)，进一步脱除煤气中的H2S，使煤气中的H2S含量≤200mg/m3。脱硫后的煤气一部分送回焦炉和粗苯管式炉加热使用，其余送往用户。吸收了酸性气体的富液与再生塔底出来的热贫液换热后，由顶部进入再生塔再生，再生塔在真空低温下运行，富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性成分解吸，再生塔顶出来的酸性气体进冷凝冷却器，除水后，经真空泵将酸性气体送至制酸作业区。再生塔再生的热源来自初冷器上段的余热水。再生后的贫液经贫富液换热器和冷却器冷却后，由顶部进入吸收塔循环使用。脱硫废液送至剩余氨水槽中。所需KOH在本作业区设贮槽。2）工艺特点a)脱硫剂单一仅采用KOH，成本低，操作简单。b)富液再生采用真空解吸法，操作温度低，因系统中氧含量少副反应速度慢，生成的废液非常少。c)富液再生的热源为余热水，节省能源。d)再生温度低，腐蚀弱，吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢，投资省。e)脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定铵盐所需的碱液(NaOH)，进一步脱除煤气中的H2S，起到一种原料二种用途的目的。制酸作业区1）工艺流程从真空泵来的酸性气体与空气混合，在燃烧炉内进行完全燃烧，炉中高温主要依靠化学反应热来维持，当酸汽中H2S含量较低时，尚需补充少量煤气。含硫化氢酸性气体的主要成分是H2S、HCN、CO2、H2O、N2和O2，并含有少量的氨（NH3）和萘，在燃烧炉内，该气体与空气在氧气过剩的条件下燃烧。由燃烧炉排出的高温燃烧气，经废热锅炉冷却，产生高压饱和蒸汽，进行热回收，同时，燃烧气被冷却后进入接触塔。在装有触媒的接触塔内，进行接触转化，将燃烧炉内产生的SO2转化为SO3。用送入二次空气的方法来调节接触塔下层各栅格的温度，以满足接触塔内的温度分布要求。从接触塔内排出的气体，进入吸收塔。在吸收塔内，以硫酸吸收气体中的SO3，生成硫酸。从吸收塔内排出的气体，先经过湿式洗涤，用氨或NaOH吸收气体中的SO2、SO3，达标后通过烟囱排入大气。2）工艺特点a）工艺流程短，占地少，投资省。b）设置废热锅炉，最大限度地利用燃烧气的余热，节省了能源，提高了整个作业区的热效率。粗苯蒸馏作业区1）工艺流程从终冷洗苯作业区送来的富油依次送经二段贫富油换热器，一段贫富油换热器，再经管式炉加热至190脱苯塔底排出的热贫油,用热贫油泵抽出经一段贫富油换热器、二段贫富油换热器、一段贫油冷却器、二段贫油冷却器冷却至27℃在脱苯塔的顶部设有断塔盘及塔外油水分离器,用以引出塔顶积水,稳定操作。在脱苯塔侧线引出的精重苯流入精重苯槽，自流到油库作业区。在脱苯塔侧线引出萘油馏份,以降低贫油含萘。引出的萘油馏份进入残渣油槽，定期用泵送至油库作业区。从贫油泵后引出11.5%的热贫油，送入再生器内,用经管式炉加热的过热蒸汽蒸吹再生。再生残渣排入残渣槽,用泵送至油库作业区。各油水分离器排出的分离水，经控制分离器排入分离水槽,再用泵送往冷凝鼓风作业区。各贮槽的不凝气集中引至充氮压力平衡系统。2）工艺特点a)脱苯塔上段设有断塔板，防止塔板积水，利于脱苯塔的操作。b)脱苯塔为不锈钢材质，55层塔板，塔顶打回流，带萘侧线，流程短，投资省。c)贫富油一段、贫富油二段换热器、贫油一段、贫油二段冷却器采用了冷却效率高，占地少的板式换热器。d)各槽器放散气均接入充氮压力平衡系统，有利于环境保护。e)采用管式炉法生产轻苯，节省蒸汽。油库作业区本作业区焦油和轻苯的贮存时间为30天，其余产品和原料的贮存时间为