直立炉生产炭化煤气净化工艺技术设备设施可靠性分析

直立炉生产炭化煤气净化工艺技术设备设施可靠性分析直立炉生产、炭化煤气净化过程包括直立炉备煤；直立炉炭化；筛储焦；煤气冷凝冷却；焦油氨水分离与焦油回收；脱硫及硫回收；硫铵装置；洗脱苯。1.直立炉装置该项目选用内外加热型的直立炭化炉，炉型为：MWH型带蓄热室直立炭化炉。对于直立炉的炉型，按其对煤料干馏加热方式不同，可分为三类：1）内热式直立炉。2）外热式直立炉，它能将单一煤种经过干馏，同时获取优质炭化煤气，并回收焦油的气、固、液三相产品，是用于煤转化工艺的先进装置。3）内外加热结合型直立炉，这类炉型是在外热式直立炉的基础上，采用经过冷凝冷却回收焦油之后的煤气，部分回炉进入炭化室底部的冷却段，对即将移出炉体的高温兰炭进行冷却，充分利用其显热而使冷煤气升温进入炭化室干馏段，增加炭化室内中、下部的热容量，并且强化了炭化室内对流传热的效果，从生产工艺上热利用率高，促进干馏效果，加速炭化，提高单位容积产焦能力，并可降低加热煤气的消耗，保持兰炭产品质量稳定，是节能型的先进炉型。以单一煤种为原料干馏产气的直立炉装置，在国内应用历史悠久，生产技术成熟可靠。主要应用于盛产不粘或弱粘性煤源的地区。以山西、陕北、内蒙地区为主，东北抚顺、甘肃兰州、新疆哈密等地均有相应的装置。2.备煤、炭化、筛储焦1）直立炉备煤该系统拟采用PLC控制与就地操作相结合的控制方式，提高了生产的安全可靠性。对产生粉尘大的设备--振动筛设有袋式除尘装置，使排出的废气含尘浓度达到国家允许的排放标准。并在栈桥及筛分厂房设有水冲洗地坪设施，煤仓顶部设有自然通风孔，以改善工人的操作条件。除尘器收集的粉尘进行回收作燃料外售。在煤棚区域配备有水消防设施，以保证安全生产。2）直立炉炭化（1)加煤方式：通过手动、气动控制的滚筒阀和插板阀进行；（2)出焦方式：采用水封式出焦机，连续出焦；（3)控制水平：总管压力、流量、压力调节采用自动控制，每组炉顶温度、压力、炉底温度、压力、加热煤气、熄焦煤气和空气、炉顶荒煤气压力、流量采用DCS自控监测和调节。废气：每座厂房配置二座直立炉共用一个H=120m的烟囱，废气排放，该项目共3个烟囱，排放废气量为~17×104Nm3／h，废气的主要组分为C02、N2、H20、S02，其中S02的含量≤382mg／Nm3,低于国家允许排放浓度指标(≤500mg／Nm3)。废水：由炉底水封出焦机排出的循环水在长期循环使用后，存在积累焦油的水质问题，可用生化处理的复用水进行稀释性调节水质并抽出部分污水进入生化池处理，抽出量可按5m3／h进行更换。正常生产时加补充水20t／h，水源为全厂收集的洁净下水。废渣：主要为水封出焦机中由循环水封水带出的焦粉，在沉淀池中通过沉淀和过滤措施将焦粉收集，定期人工清理，送至粉焦场作为产品回收，回收量~1800t／a。3）筛储焦该系统拟采用PLC控制与就地控制相结合的控制方式。在带式输送机上设置了电子皮带秤作为计量设备。该系统在粉尘较大的筛分设备上设置了袋式除尘装置，焦仓上设置了自然通风管。在栈桥及筛焦楼上设有水冲洗地坪装置。经除尘后废气排放的含尘浓度达到国家允许的排放标准。除尘器收集的焦粉回收后作产品外销。炭场设置防风、防雨雪的钢结构大棚，既保证兰炭产品质量不受沙尘暴气候的影响，而且也大大改善厂区的生产环境，防止粉尘污染。<25mm兰炭产品先经脱水甩干至含水8％后再进行热风干燥，采用燃料煤气的热风炉烟道气作为干燥热源，经干燥后的废气，通过旋风和布袋二级除尘，排放的含尘浓度达到国家允许的排放标准，除尘器收集的焦粉回收后作产品外销。兰炭干燥系统的燃料用气～1500Nm3／h，废气排放量约15000Nm3／h，S02含量≤300mg／Nm3，粉尘含量≤100mg／Nm3。3.煤气净化化产回收1）冷鼓电捕、回收循环氨水（1）煤气的冷却冷凝该项目采用间冷工艺流程：煤气的冷却采用横管式冷却器。横管冷却器分上、下两段，上段用循环水冷却，将煤气温度冷却到约45℃左右，下段用制冷水冷却，将煤气温度冷却到22℃以下，使煤气中焦油和萘在此充分脱除。由于该项目煤气处理量大，煤气加压采用离心鼓风机，配套液力偶合器调速，不仅便于操作且节省能源。（2）焦油回收与循环氨水为更好进行焦油回收，采取重力旋流和大截面沉降分离，配合机械化沉降槽除去焦油渣的工艺方法进行不同重度的焦油回收。为确保外销的焦油含水率<4％的技术指标，工艺上配置德国先进技术的三相卧螺沉降离心机进行产品把关。经焦油分离后的氨水除一部分剩余氨水提供下一工序蒸氨处理外，其余氨水作为直立炉循环氨水，采用大流量、高扬程氨水泵输往直立炉。（3）电捕煤气中焦油雾及萘的脱除采用高效蜂窝式电捕焦油器，电捕焦油器布置在鼓风机后，既处在正压的安全状态下操作又能最大限度地脱除煤气中的焦油雾滴及萘，提高了煤气净化的质量。经鼓风机加压后的煤气送往脱硫工段作进一步净化处理。（4）三废排放及治理①机械化氨水澄清槽和焦油分离器分离的焦油渣，基本组成为煤粉，回收后可作为燃料外销。②各设备的排净液、泵的漏液进废液收集槽，废液不外排。2）脱硫及硫回收该工段采用湿法脱硫，将煤气中的H2S含量脱至≤50mg／Nm3，并回收硫膏，脱水干燥制取硫磺。剩余氨水采用直接蒸汽汽提蒸氨，生产浓氨水作脱硫的补充液。蒸氨废水送生化处理。该工段采用煤气中自身含有的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂的湿式氧化法前脱硫工艺，该法脱硫效率高，不必外加碱源，循环液中付产物积累慢，可不设提盐装置，产生的废液不多，因此不仅具有投资省，操作费用低，运行稳定的特点，而且具有良好的环保效果。脱硫采用湍球塔和新型轻瓷填料塔。湍球塔的特点是：气速高，处理能力大，塔的重量轻，气液分布比较均匀，不易被固体颗粒及粘性物料堵塞，特别是由于塔内湍动强烈，故质量及能量传递得以强化，因而能够较大地缩小塔径及降低塔高。轻瓷填料在传质过程中，填料表面始终保持一层液膜，形成良好的气液接触，比其它填料具有更高的传质效率。脱硫再生塔尾气～3600Nm3／h含有NH3、C02、N2等，其中含NH3约为2.5g／Nm3(～9kg／h)，由～45m的高度排放，满足恶臭污染物排放排准GB14554-93的要求(45米高时氨允许排放量为小于45kg／h)。剩余氨水蒸氨后的蒸氨废水含氨≤300mg／l，硫化物~50mg／l，送生化处理：水量~40m3／h。脱硫残液主要含NH4CNS及(NH4)2S203，总量≤300g／l，送生化处理。3）硫铵制备采用喷淋式饱和器脱除直立炉煤气中的氨，它集酸洗与结晶为一体，煤气系统阻力小，流程简单，工艺先进，技术可靠。干燥采用振动流化床，技术成熟，操作稳定。该工段干燥尾气采用二级除尘，除尘效率达99．5％以上，实现基本无废物排放。硫铵干燥后尾气经旋风除尘器及湿式除尘器两级除尘后4)洗苯、脱苯该工段包括终冷、洗苯、脱苯三部分：终冷采用横管间接终冷塔冷却直立炉煤气，即将硫铵来的煤气在此冷却至洗苯所需的温度。该工艺较直接终冷工艺相比具有流程短、设备少、废水量小等优点。洗苯即为用焦油洗油吸收终冷后煤气中的苯，然后将净煤