鼓冷工段-基本操作制度（焦炉煤气净化技术课件）

焦炉煤气净化系统（煤气净化车间）工段组成图工作任务1.2冷凝鼓风工段基本操作制度的认知一、冷凝鼓风工段的任务：1、冷却焦炉煤气；温度由80~90℃冷却到20~22℃。2、脱除煤气中焦油至≤0.05g/m3。3、脱除剩余氨水。4、压送煤气。工作任务1.2冷凝鼓风工段基本操作制度的认知工作任务1.2冷凝鼓风工段基本操作制度的认知唐山中润煤化工有限公司冷凝鼓风工段二、煤气初步冷却的作用工作任务1.2冷凝鼓风工段基本操作制度的认知

1、防止在荒煤气中的化产品裂解。

2、有利于回收化学产品。

3、减轻管道和设备的堵塞和腐蚀。

4、降低输送煤气的管道和设备尺寸，降低鼓风机的负荷及能耗。

5、安全合理地输送煤气。

三、煤气初步冷却的步骤二步。1、煤气的集气管冷却

煤气T650~750℃_____80~90℃

2、煤气的初冷器冷却煤气T80~90℃_____20~22℃工作任务1.2冷凝鼓风工段基本操作制度的认知一.煤气在集气管内冷却机理

3、传质推动力△p=p水氨水-—P水煤气

60%的焦油冷凝

2%~3%氨水蒸发大量的焦油渣4、放出热量分配

75%~80%蒸发氨水

10%~15%氨水升温

10%散热1、循环氨水喷洒

表压为≥

200kPa

雾状的氨水与煤气充分接触，快速进行着传热和传质过程

2、传热推动力△t=t煤气-——t氨水

650~750℃→80~90℃72~74℃→76~78℃学习单元1.2.1集气管冷却机理和技术要求焦炉炉顶和上升管学习单元1.2.1集气管冷却机理和技术要求二、技术要求

1、煤气的冷却温度要高于出集气管煤气露点温度1~2℃

；

目的：防止水冷凝。

2、入集气管氨水温应高于煤气露点温度5～10℃；

目的：保证氨水蒸发的推动力，露点：入集气管煤气露点温度为65～70℃

采用72～78℃的循环氨水喷洒煤气。

3、循环氨水量：单集气管：6~8m3/t干煤，双集气管8~10m3/t干煤

4、集气管在正常操作用氨水喷洒喷洒，而不用冷水。学习单元1.2.1集气管冷却机理和技术要求1、循环氨水喷洒

表压为≥0.2MPa2、采用72～75℃的热循环氨水喷洒煤气。学习单元1.2.1集气管冷却机理和技术要求三、操作制度

3、循环氨水量：单集气管，6-8m3／t干煤，双集气管8～10m3／t干煤。4、高压氨水泵出口压力：表压为≥0.25MPa（双集气管无烟装煤）思考题:1、荒煤气冷却的步骤及冷却温度？2、集气管冷却煤气的机理。3、集气管冷却煤气的技术要求，为什么？

煤气初冷器的方式间接冷却直接冷却间-直冷却小型厂效果好绝大多数厂竖管初冷器横管初冷器一、煤气的间接初冷（一）间冷的工艺流程一次冷却流程两段冷却流程（实现初冷器的串并连）学习单元1.2.2初冷器冷却及技术要求（1）竖管间冷的工艺流程1、竖管式煤气初冷流程煤气走管间，冷却水走管内，逆流间接接触，进行煤气冷却与冷凝。气液均走六个通道。（2）横管式间冷的工艺流程2、横管式煤气初冷流程煤气和冷凝液由上至下走管间冷却水分三段由下至上走管内。煤气与冷却水间接换热。（二）煤气间接初冷工艺技术要求（1）集合温度：

数台初冷器后煤气汇集在一起的温度。

20~22℃（25~35℃）（2）气液分离器液体、初冷器、电捕焦油器、鼓风机冷凝液汇集于机械化焦油氨水澄清槽。冷凝液——焦油氨水混合液冷凝氨水——煤气中一定数量的氨、二氧化碳、硫化氢、氰化氢等组分溶于冷凝水中，形成了冷凝氨水。（3）横管式煤气间冷初冷器分段冷却冷却水走管内上段：循环水冷却下段：低温水冷却煤气走管间(4)煤气空间分三段：上段：循环氨水喷洒中、下段：冷凝液喷洒目的：防止结垢。学习单元1.2.2初冷器冷却及技术要求二、煤气的直接初冷在直冷塔中煤气由下而上，冷却水由上而下，两者的逆流直接接触传热传质。煤气的直接初冷流程吸气主管来煤气冷凝液焦油车间洗氨来氨水水封槽水封槽280C气液分离器直接式冷却塔鼓风机电捕器煤气去洗氨焦油盒焦油氨水澄清槽初冷循环氨水澄清槽焦油水封槽喷淋式冷却器氨水剩余氨水去蒸氨循环氨水回炉喷洒焦油槽焦油焦油渣三、间—直冷结合的煤气初冷在85~50OC用间冷

50~25OC用直冷

间—直冷系统:日本用的最多我国宝钢用之绝大部分水蒸气冷凝

>52OC萘不会冷凝结晶采用工艺简单的间冷冷凝水减少萘析出采用净化效果好的直冷煤气1、为什么高温用间冷，低温用直冷？2、间—直冷工艺流程思考题：1、煤气初冷器的方式有哪几种？2、画图表示横管式煤气初冷的物料流程？3、横管式煤气初冷工艺技术要求。4、解释概念：初冷冷凝液，冷凝氨水。集合温度。1—1作业1、某焦化厂每小时装入湿煤10t，配煤含水10%，试计算该厂每小时可生产出多少焦炭、净焦炉煤气、焦油、粗苯、氨。

分离目的：

得到无水焦油；无焦油氨水；减少焦油中的焦油渣。一、焦油氨水混合物的性质和分离要求

冷凝液：焦油氨水的混合物。依来源不同分为：集气管焦油和初冷器焦油焦油重质焦油集气管冷凝下来的焦油。轻质焦油初冷器冷凝下来的焦油。混合焦油轻质焦油+重质焦油学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求一、焦油氨水混合物的性质和分离要求1、性质（1）重质焦油：

0.15~0.3%的焦油渣

渣30%焦油70%固定碳60%挥发份33%灰份4%气孔率63%真比重1.27~1.3焦油渣：由煤尘、焦粉、炭化室顶部产生的游离碳及清扫上升管所带入的多孔物质组成。难与集气管焦油分离学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求一、焦油氨水混合物的性质和分离要求(2)轻质焦油

比重、黏度都比较小焦油中的轻质组分易被水带走。（3）混合焦油与焦油渣的比重差增大黏度比重质焦油减少20~40%浮焦油渣:

随煤气进入集气管的煤尘和多孔物质中,其绝大部分的假比重小于焦油的比重,只有在焦油、氨水的浸润充塞下，其假比重增加，才渐渐沉淀下来，这种过程就形成所谓的焦油渣。

焦油脱渣采用混合流程好，对焦油脱水有何影响？学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求一、焦油氨水混合物的性质和分离要求（4）焦油的脱水：

分析：T↑或氨水中固定铵盐↓焦油氨水的分离易∵T↑或氨水中固定铵盐↓使氨水的比重↓与焦油的比重差↑脱水温度为80~900C集气管焦油氨水中固定铵盐30~40g/l混合氨水分离流程，氨水中固定铵盐1.3~3.5g/l混合焦油脱水程度好混合焦油:保持80~900C,在两个澄清槽中分两部脱水能达到分离要求请记住学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求2、分离要求：氨水：经澄清后氨水含焦油最好<100mg/l焦油质量指标

一级品二级品1．12—1.201.13—1.22水份%

≤44灰份%

≤0.150.15游离碳%

≤610黏度E80≤5.05.0密度(20℃)kg/l学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求二、分离方法和流程1、分离方法：

焦油是一种悬浮液和乳浊液的混合物。分离原理：重力沉降和离心分离。大、中型厂机械化氨水澄清槽。

小厂焦油盒澄清槽。

其它方法（1）机械化氨水澄清槽与离心机的三段脱渣流程。（2）锥形底澄清槽。（小厂）（3）Koppeps在石焦厂采用卧式圆筒型机械化澄清槽，焦油再进入压力脱水槽进一步脱渣脱水。（4）Still在宣焦采用小型刮板渣子分离器把大颗粒子除去后，焦油氨水一起进入锥形底澄清槽焦油脱除率>90%,动力消耗大机械费用高.在要求焦油中含水含渣特别低时可以考虑采用.学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求2、重力沉降和离心分离结合的焦油氨水分离流程焦油经过三段脱渣学习单元1.2.3焦油氨水分离及技术要求空心轴转鼓螺旋给料器五、安泰200万t机焦厂鼓风冷凝工段工艺流程思考题:1、熟悉煤气横管初冷的工艺流程及特点和要点。2、掌握焦油氨水混合物的分离目的和分离要求。3、掌握概念及性质：重质焦油，轻质焦油，混合焦油。4、什么是循环氨水单独分离和混合分离？5、什么是剩余氨水？

鼓风机离心式驱动电动机（涡轮式或透平式）汽轮机

罗茨式

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

一、离心式鼓风机

1.离心式鼓风机的构造及工作原理

（1）构造机身、转子组件、密封装置、轴承、联轴器、润滑系统及其它辅助零部件等组成。

（2）工作过程

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

静压能煤气吸入口第一个工作叶轮高速旋转离心力下叶轮外面的环形空隙中心处负压动能动能导叶轮第二个工作叶轮静压能煤气压出口

一、离心式鼓风机

1.离心式鼓风机的构造及工作原理

（1）构造机身、转子组件、密封装置、轴承、联轴器、润滑系统及其它辅助零部件等组成。

（2）工作过程

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

静压能煤气吸入口第一个工作叶轮高速旋转离心力下叶轮外面的环形空隙中心处负压动能动能导叶轮第二个工作叶轮静压能煤气压出口净化车间的心脏—鼓风机D1250-235型，Q=1058.33Nm3/min图3-2离心鼓风机示意图学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

（3）工作原理:

动能转换为静压能（煤气的压力是在转子的各个叶轮作用下．并经过能量转换而得到提高）。

叶轮的转速r越高，煤气的密度p越大，煤气的离心力F即越大，则出口煤气的压力也就越高。

(4)规格:离心式鼓风机按进口煤气流量的大有:150、300、750、900和1200m3/min等各种，

(5)总压头：29.5~34.3KPa。学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

m3/h式中V一鼓风机前煤气的实际体积流量，m3/h；

K一每吨干煤的煤气发生量，m3；

B一干煤装入量，t/h；

T一鼓风机前煤气的热力学温度，K；Ｐ一大气压力，kPa；ＰＳ一鼓风机前煤气中的水汽分压，kPa；Ｐ机前—鼓风机前吸力，kPa；

—焦炉装入煤的不均衡系数，取为1.1。2.鼓风机输气能力及轴功率的计算

(1)输气能力计算：学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

(2)轴功率计算

①理论轴功率

kW

式中：P1—鼓风机吸入口的绝对压力，kPa；

P2—鼓风机出口的绝对压力，kPa；

V1—进入鼓风机的煤气实际体积流量，m3/h

；

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

综合效率=0.786,②实际轴功率（简称轴功率）：

kW

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

③原动机功率蒸汽透平机，需增15％，电动机，需增20％～30％。④鼓风机轴功率主要取决于：V1初冷器后集合温度高，将使N。（P2/P1）压缩比

吸气管的管径不宜过小和过长，在操作中注意吸气管和初冷器的堵塞。学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

3.煤气在鼓风机中的温升

式中T1及T2—分别为气体压缩前后的热力学温度，K。实际△t=15～20℃是正常的。若△t大于35℃，则说明功率消耗太大了，采取措施解决。

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

分析：（1）临界输送量：

B点压头(最高压头)的输送量。

4、离心式鼓风机的性能学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

生产能力(Q)与总压头(H)关系

Q-H特性曲线

（2）稳定工作区（操作稳定区）：B点右侧延伸的特性曲线范围内。（3）不稳定工作区（不允许操作区）：B点左侧延伸的特性曲线范围内。（输送量波动，会振动，有“飞动”现象）稳定区不稳区额定转速：鼓风机允许的最大转速值称为额定转速。

临界转速：

鼓风机出现工作不均衡，输送量波动，并发生振动等现象时的转速，称为临界转速。（鼓风机的临界转速在2700～2800r/min范围内）

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

5、鼓风机的调节

（1）进出口开闭器调节

（2）“小循环”调节①使用条件：

风机能力较大，煤气量较小②调节方法：

鼓风机压出的部分煤气经煤气小循环管再回到鼓风机去。③问题：

有煤气温升。

学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

①使用条件：煤气量为鼓风机额定能力的1/4~1/3时当焦炉刚开工、因故大幅度延长（3）“大循环”调节②调节方法：

鼓风机压出的部分煤气经煤气大循环管送到初冷器前的煤气管道中，经过冷却后，再回到鼓风机去。③效果：

解决煤气温升过高的问题，增加鼓风机能耗，增加初冷器负荷及水用量学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

（4）用透平机拖动鼓风机的转数调节（6）采用变频调速电机此法调节方便简单。（5）采用液力偶合调速器（涡轮连轴器）

①结构：由泵轮、涡轮、放油机构，主、从动轴、外壳组成。

②调节：改变偶合器中油流量，在输入转速不变情况下，调节输出转速。

③特点无级调速，调速范围在20％-97％。启动方便，调节灵活，高效节能。液力偶合调速器二、罗次式鼓风机（“定容式”风机）学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

1、罗茨鼓风机的结构

机壳、轴、传动齿轮及一对断面呈“∞”形的转子组成

2、罗茨鼓风机的工作原理

电动机带动主动轴，主动轴上的齿轮，便带动从动轴上的齿轮按相反方向同步旋转，与此同时，相啮合的两个转子也相随转动。将气体吸入并压出。罗次式鼓风机（“定容式”风机）罗次式鼓风机（“定容式”风机）3、罗茨鼓风机的调节学习单元1.2.5离心式鼓风机原理、技术要求

罗茨机特点：当压力在一定范围内变化时，输气量为一常数。风量的调节：采用旁路回流的方法。采用变频调速电机1、简述离心式鼓风机的结构和工作原理。2、什么叫鼓风机的临界转速?什么叫额定转速?3、什么叫鼓风机的“小循环”、“大循环”调节?4、怎样用液力偶合器调节鼓风机的煤气输送量?思考题：学习单元1.2.6煤气管道及技术要求一、煤气的输送系统

煤气经过的设备和管道统称为煤气的输送系统。鼓风机：克服设备和管道的阻力保证煤气有足够的剩余压力。1、输送系统阻力分布（大厂）

机前<吸入方>吸力Kpa集气管→风机前管道1.5~2.0并联初冷器1.0~1.5开闭器0,5~1.5合计3.0~5.0

机后<压出方>表压Kpa

风机→储罐的管道3.0~4.0电捕焦油器0.3~0.5饱和器5.5~6.5(≤2.0)终冷塔0.8~1.2洗苯塔1.5~2.0脱硫塔1.5~2.0剩余压力4.0~5.0

合计16.6~21.0

学习单元1.2.6煤气管道及技术要求2、鼓风机总压头的选择总压力=机后压力—机前压力鼓风机总压头=21—（-5）=26

Kpa

选用30~35Kpa3