煤气的输送和煤焦油雾的清除

第三章煤气的输送和煤焦油雾的去除第一节煤气输送系统及管路输送阻力尽可能小，以削减鼓风机的动力消耗。一、煤气输送系统及阻力3—1。阻力项目I阻力/kPa阻力项目I阻力/kPa/kPa/kPa鼓风机前的阻力(吸入方)集气管到鼓风机的煤气管道1.471～1.9611.471～1.9614.4～5.9煤气初冷：(1)并联立管冷却器0.981～1.471(2)横管间冷及空喷直冷0.490～O.9811.5～2.0煤气开闭器0.490～1.4710.490～1.4710.490～1.471合计2.942～4.9032.452～4.413鼓风机后的阻力(压出方)鼓风机到煤气储罐的煤气管道2.942～3.9232.942～3.923电捕焦油器0.2942～0.4900.2942～0.4900.4～0.5氨的回收：(1)鼓泡式饱和器5.394～6.374(2)喷淋试饱和器(2.0～2.2)(3)空喷式酸洗塔0.981～1.961(4)洗氨塔’油洗萘塔0.490～0.9810.8～1.0煤气最终冷却器：(1)隔板式0.4905～0.981(2)空喷式0.7845～1.1770.0981～0．392洗苯塔：(1)填料式(2～3台)1.471～1.9612.0～2.5(2)空喷式(2台)0.1961～0.7845脱硫塔：(1)特拉雷特填料1.765～2.256(2)木格填料1.471～1.961(3)钢板网填料1.0～1.5剩余煤气压力3.923～4.9033.923～4.903吸气机前的阻力合计10.59～14.871吸气机后煤气压力7.0～9.O合计L6.769～21.7710.689～15.6917.0～9.0(13.375～17.596)注：括号内数据为使用喷淋式饱和器时的阻力。吸入方(机前)为负压，压出方(机后)为正压，鼓风机的机后压力与机前压力差为鼓风机的总压头。I为目前国内有些大型焦化厂所承受的较为典型的正压(半负压)生20～26(18～24)kPa。(脱硫工序可设于氨回收工序之前)，由于多处承受空喷塔式设备，鼓风机所需总压头仅需13.24～20.10kPa，可以显著降低动力18～24kPa。学产品回收和煤气净化。二、煤气输送管路有重要意义。煤气输送管路一般分为出炉煤气管路(炼焦车间吸气管至煤气净化的最终设备)和回炉煤气管路；假设焦炉用高炉煤气加热，还有自炼铁厂至焦炉的高炉煤气管路。这些管路的合理设置与维护都是至关重要的。煤气管道的管径选择管道的管径一般依据煤气流量及适宜流速按以下公式确定4qV36004qV3600v

D2S 4

qV3600v

(3—1)式中 S—煤气管道截面积，m2；D—煤气管道管径，m；v—选用的煤气流速，m/s；qv—实际煤气量，m3/h。qv气管道同部位的实际流量qv，可按下式计算：

干即为肯定。对于煤qvqv干K

101.3 (3—2)101.3p式中 下被水汽所饱和的煤气体积系数(见附表1)；p—煤气的表压(p取负值)，kPa。由式(3—1)可知，中选用的煤气流速大时，管道直径可减小，钢材耗量也相3—2所列数据选用适宜流速。使计算的管道直径与煤气流3—2的对应数据。3-2煤气管道直径与流速管道直径/mm流速/(m/s)管道直径/mm流速/(m/s)≥80012～182007400～70010～1210063008804Φ800mm以上的煤气管道，较短的直管可取较高的流速，一般可取为14m/s。管道的倾斜度气流向倾斜度0.010，鼓风机前后煤气管道顺煤气流向倾斜度为0.005，逆煤气流向为0.007，饱和器后至粗苯工序前煤气管道逆煤气流向倾斜度为0.007～0.015。管路的热延长和补偿自由变形，则不会产生热应力。但实际管路是固定安装在支架和设备上，它的长度不能随温度任意变化，因此会产生热应力，此热应力作用于管路两端的管托或与管路连接的设备上。在装牢的管路上，如温度变化所引起的热应力大于材料的抗张压力(或抗压应力)，则因热应力过大会导致煤气管的焊缝裂开、法兰脱落或管子弯曲变形。因此，在温度变化较大的管路上不得将其装牢，并需承受一种能承受管路热变形的装置，即热膨胀补偿器。在焦炉煤气管道上一般承受填料函式补偿器，在高炉煤气管道上一般承受鼓式补偿器。直径较小的煤气管道可用U形管自动补偿，对于小型焦化厂的煤气管道，由于直径较小、转弯较多等特点，则可以充分利用弯管的自动补偿。安装自动放散装置在全部回收设备之后的回炉煤气管道上，设有煤气自动放热装置如图3-1所示。该装置由带煤气放散管的水封槽和缓冲槽组3-1焦炉煤气放散装置成，当煤气运行压力略高于放散水封压力(两槽水位差)时，水封槽水位下降，水机吸力调整的敏感程度确定，以保持焦炉集气管煤气压力的规定值。其他关心设施在适当部位设有测温孔、测压孔、取样孔等。其次节鼓风机及其操作性能一、离心式鼓风机离心式鼓风机的构造及工作原理3－2离心鼓风机示意图各个叶轮作用下，并经过能量转换而得到提高。5000r/min以上，电动机驱动时，需设增速器以提高转速。150m3/min300m3/rain750m3/min、900m3/min1200m3/min29.5～34.3kPa。鼓风机输气力量及轴功率的计算焦化厂所需鼓风机的输气力量可依据煤气发生量按下式计算：qv＝

101.3VqTpm p (3-3)a273(P 机前 s式中 鼓风机前煤气的实际体积流量，m3/h；V—每吨干煤的煤气发生量，m3；q—干煤装入量，t/h；mK；P—大气压力，kPap—鼓风机前煤气中的水汽分压，kPa；sp —鼓风机前吸力，kPa机前1.1。焦化厂鼓风机的输气力量及压头必需能承受焦炉所发生的最大煤气量的负气发生量进展计算，并记人焦炉装煤的不均衡系数。pV

K＝常

＝p

qvdp积分，可得kNTk

pq [(

2p2

k

T p11 (3—4)k1

1 V p111

3600式中 p1p2q

—鼓风机吸入口确实定压力，kPa；—鼓风机出口确实定压力，kPa；—进入鼓风机的煤气实际体积流量，m3/h；V1

ck=cp焦煤气 。式(3—4)也可写成

vp 0.27N0313pq ( 2

(3—5)T 1 V p1 1(流)NT进展校正，引人(绝热总效率)除与煤气物性有关外，值不同。此处取＝0.786，则鼓风机实际轴功率(简称轴功率)为NN T (3—6)将式(3—5)和值带人式(3—6)有

p 0.27N13113pq( 2

(3—7)11 V p11增大。1520％～30％。(P2/P1)较并联流程增大，因之轴功率也随之增加。但在串联流管的管径不宜过小和过长，在操作中留意吸气管和初冷器的堵塞。煤气在鼓风机中的温升经压缩后的煤气最终温度，可按下式计算T2=T1

p( p1

k

(3—8)式中 、T2—分别为气体压缩前后的热力学温度，K。将炼焦煤气的是值代人上式可得)P20.27)T2=T1(P1

p 0.27

(3—9)或煤气经过鼓风机的温升 ΔtTTT[(

(3—10)2 1 1 p1(3—10)是由抱负气体绝热压缩导出的。Δt减小的因素；但煤气被鼓风机吸人至排出，需Δt上升因素。在实际生产中，煤气实际温升Δt 于或小于Δt的计算值，要看以则说明功率消耗太大了，应认真分析缘由，并实行措施解决。二、离心式鼓风机的性能与调整围不能满足生产变化的要求时，即需对鼓风机操作进展必要的调整。鼓风机在肯定转速下的生产力量与总压头之间有肯定的关系，可用图3—3qv-H特性曲线来表示。BB点压头(最高压头)的输送量B点的左侧范围内操作，因在此范围内鼓风”B点右侧延长的特性曲区，B点的左侧为鼓风机的不稳定工作区。护其稳定运行。常用的调整方法有以下几种。鼓风机前煤气流量鼓风机前煤气流量/〔m3/min〕流量对额定值的比/%图3-3转速不变时鼓风机的qv-H特性曲线 图3-4转速变时鼓风机的qv-H特性曲线转变转速当转变鼓风机转速时，流量与性能曲线相应转变。此法调整范围宽，经济性好，是离心式鼓风机的最正确调整手段。当鼓风机的转速由n变为qvHN依以下关系式作相应转变。输气力量

qqV V1

n (3—11)n12H n)2总压头

H(n

(3—12)1 1N轴功率 N1

n3(n) 〔3—13)31在额定转速的50％～125qv-H特性曲线如图3—4输送量很小状况下也不易产生“飞动”现象。会消灭工作不均衡，输气量波动，并发生振动等现象，该转速称为临界转速。转变转速适用于汽轮机和变速电动机驱动的鼓风机或安装有液力耦合器的减缓冲击、隔离振动、空载启动、缓慢加速、高效传动。在特性曲线稳定工作区内，可用调整鼓风机前后煤气阀门开度的方法来转变法就是用开闭器进展调整。进口节流调整鼓风机吸人口的阀门开度时，鼓风机的特性曲线随之转变。如图3—5所示，当吸人开闭器的开度变小时，鼓风机的不稳定工作范围随(户：佃，)变大，则鼓风机轴功率消耗及煤气温升增高，故较少承受此法。图3-5以吸力管开闭器调整时鼓风机的特性曲线 煤气“小循环”调整1- 煤气进口管；2-鼓风机；3-煤气出口管；4-煤气小循环管；5-调整阀门出口节流调整鼓风机出口的阀门开度，调整方法简洁，但经济性差，适用于小功率机组的调整。的变化，一般操作电流不应小于电动机额定电流的60％，以防止发生“飞动”现象。交通管调整当煤气流量削减时，调整交通管的阀门开闭度，使一局部煤气返回吸人口，以维持鼓风机的正常运行。交通管调整有“大循环”和“小循环”两3—6所示的小循环管来调整鼓风这种方法称为“小循环”调整。“小循环”机能量有一局部白白铺张在循环煤气上。1200m3/min的鼓风机抽送一座焦炉的煤气发生量为28000m3/h“小循环”调整，曾使煤气升温接近90℃，鼓风机轴瓦温度近70℃，发生了轴瓦损坏事故。所以，“小循环”调整是很有限的。当焦炉刚开工投产或因故大幅度延长结焦时间时煤气发生量过少，低于“小循环”调整的限度时，则易承受“大循环”调整方法。如图3—7所示，“大循环”调整就图3-7煤气“大循环”调整 是通过“大循环”调整阀门将鼓风机压1-立式煤气初冷器；2-鼓风机； 出的局部煤气经煤气大循环管送到初冷3-调整阀门；4-煤气大循环管 器前的煤气管道中经过冷却后再回到鼓风机去。依据实际生产阅历获知，当煤气量为鼓风机额定力量的1/4～1/3时，就需承受煤气“大循环”调整措施明显“大循环”调整方法可较好地解决煤气温升过高的问题但同样要增加鼓风机能量的消耗同时会增加初冷器的负荷及冷却，鼓风机后煤气温度仍会发生升温过高这时应适当调整鼓风机煤气出口开闭器开度以防轴瓦损坏。为了扩大离心式鼓风机的稳定工况范围，上述调整方法可联合使用。及煤焦油准时排出。三、罗茨式鼓风机罗茨鼓风机的构造3—8。罗茨鼓风机有一铸铁外壳，壳内装有两个“8”字形的用铸铁或铸钢制成的空心转子，并将汽缸分成两个工作室。两个转子装在两个相互平行的轴上，在这图3－8 罗茨鼓风机0.25～0.40mm。间隙过大即有肯定数量的气体由压出侧漏到吸人侧，有时因漏泄量大而使机身其输气力量可以在很大的范围内变动：在中国中小型焦化厂应用的罗茨鼓风机有多种规格，其生产力量为28～300m3/min图3－8 罗茨鼓风机34.32kPa。安全运转。此外，罗茨鼓风机的噪声较大。罗茨鼓风机的计算Bqv，可按下式计算Bqv=式中D—转子直径，m；B—转子长度，m；n—转速，r/min；

D容积 4

2 n (3—14) —0.7～0.8。容积罗茨鼓风机所需的轴功率可按下式计算qHN66612 V

(3-15)总q式中 v—煤气输送量，m3/min；H—总压头，H＝P —P ，kPa；压出 吸入 —0.7～0.8。总3～5℃。的增高而增大10％为宜。清洗，可有好效果。第三节鼓风机的操作治理“心脏”，对其操作治理必需一、鼓风机系统的操作正常操作与开停车倒机操作正常操作为了保证鼓风机的正常运转工况，按技术规定完成承受和输度、压力、煤气流量稳定；轴承轴瓦及电机温升合理。处理并向值班长汇报。力、冷却器后油温、油压、油质等。③检查润点和高位油箱的回油状况。油乳化损坏鼓风机事故的发生。⑤保证鼓风机各下液管排液畅通，每班清扫一次下液管。⑥定期向各阀门润滑点加油，保持敏捷好用。标，定期过滤杂质或更换油。⑧定期对过滤器进展清洗和更换。1/4转。⑩按时落实填写操作记录，搞好鼓风机、电动机卫生。鼓风机的开机操作工、修理工到场，通知焦炉上升管和地下室，通知煤气下游操作岗位。②暖机：用蒸汽清扫下液管，暖机温度不超过70℃，暖机时利用出口蒸汽(第一次开机不需暖机)。③暖机过程要不断进展盘车，并且要把暖机产生的冷凝水随时放掉。④开电加热器使油箱油温高于25℃，然后启开工作油泵，使油系统投入运行，并检查各润滑点及高位油箱回油状况，油冷却器给排水状况。⑤检查变频调速器操作面板各参数符合要求。⑥翻开鼓风机进口煤气阀门，关闭鼓风机前后泄液管阀门。渐渐增加液力耦合器油位，提高鼓风机的转速。鼓风机在临界转速区外运行。⑨开工过程中由于煤气量少，为了保证集气管压力稳定和鼓风机的正常运关闭。焦炉吸气弯管翻板、地下室翻板由手动切换为自动。证下液管泄液畅通。题准时处理(仪表工要把各联锁加上)。记录。〔3)鼓风机停机操作气预备。然后按停鼓风机按钮停鼓风机，关闭鼓风机煤气进口阀门。③微开蒸汽阀门清扫风机机体内部及泄液管(清扫温度不超过70℃)，同时进展盘车，把转子上的附着物清扫干净。④鼓风机停机后工作油泵连续运行至少半小时后停油系统。⑤清扫完毕停蒸汽、凉机，放掉冷凝液，关闭排液阀门。冬季防止冻坏设备。(4)鼓风机换机操作和相关生产岗位，共同做好换鼓风机操作预备。②中控室把在运鼓风机由自动切换为手动。终保持初冷器前煤气吸力和焦炉集气管压力稳定。运鼓风机。特别操作鼓风机的紧急停机鼓风机处于以下状况之一时，可紧急停机。0.05MPa，油箱液位快速下降。651～2℃速度增高。突然停电的出口阀门。所需润滑油改由高位油箱供给。时间，并做好来电后的开工预备。突然停水b.询问停水缘由及恢复供水时间，认真做好记录；做好恢复供循环水后恢复正常生产操作的预备。(或临时水源)冷却，增加冷却水量，维持生产；产操作的预备。鼓风机岗位主要留意事项准，不得进入鼓风机室，经批准后，进展登记方可进入。(lkPa)后通蒸汽灭火。操作室内一切电器设备应符合防爆要求，并定期进展检查。“带病”运转，觉察特别应马上换机和停机检修。检修后的鼓风机应空运转一昼夜，并全部更换符合要求的润滑油。二、鼓风机的常见事故及处理鼓风机发生的一些常见事故特征、产生的可能缘由和一般的处理方法见表3—3。表3-3 鼓风机事故特征、产生的可能缘由及一般的处理方法事故特征 产生的可能缘由轴承内油温过高或过低鼓风机振动增大，响声油等杂质不正常 鼓风机轴瓦损坏

一般的处理方法调整油温调整煤气负荷，疏通排液管停机检修，换轴瓦鼓风机电动机平度或中心度被损坏 停机调整水平和中心度

轴承缺油变质轴承轴间力增大，使其轴承温度上升

按油系统故障处理，严峻时停机处理依据化验结果分析，可调换润滑油者粗糙度停车检查是否符合设计要求油压猛烈下降风机震惊大，鼓风机前吸力增加且温度超过规定

滤油网堵塞主油泵故障压力计失灵煤气负荷太小

检查煤气开闭器的开启状况，可开大交通管开闭器鼓风机吸入侧或排侧 冷凝液排泄管失灵造成煤气管道积 疏通冷凝液排出管。当脉冲猛烈时，应发生脉冲超过技术规定

存冷凝液出口开闭器故障焦炉出焦过于集中洗涤系统阻力增加

首先削减煤气负荷与炼焦、洗涤联系，共同解决第四节煤气中煤焦油雾的去除一、煤气中煤焦油雾的形成和去除目的煤气中的煤焦油雾是在煤气冷却过程中形成的。荒煤气中含煤焦油气80～120g/m3，在初冷过程中，除有绝大局部冷凝下来形成煤焦油液体外，还会形成煤焦油雾，以内充煤气的煤焦油气泡状态或极细小的煤焦油(Φ～17 m存在于煤气中并被煤气带走。2～5g/m3(竖管初冷器后)或1.0～2.5g/m3(横管冷却器后或直接冷却塔后)。煤气中煤焦油雾需较彻底地去除，否则对变坏，酸(煤)焦油(简称酸焦油，下同)增多，并可能使母液起泡沫，降低母液密0.02g/m3。从煤焦油雾滴的大小及所要求的净化程度来看，承受电捕焦油器最为经济牢靠。二、电捕焦油器电捕焦油器的工作原理电离，生成带有正电荷或负电荷的离速度()和动能的离子和电子与中性分子碰撞而产生的离子图3-9 不同电极的电场分布状况 发生电离作用离子与雾滴的质点相遇而附于其上使质点带有电荷即可被电极吸引而从气体中除去但金3—9(b)(c)3—9(a)3—9(b)作为正、负电极；图3—9〔c〕为环板式电捕焦油器承受的不均匀电场，是以同心圆环形金属板和设置其间的金属导线作为正、负电极。不能使相遇的分子离子化，因而绝缘电阻只在导线四周电场强度最大处发生击的空间称为电晕区，导线即成为电晕极。度比正离子大(为正离子的1.37倍)正极也称为沉淀极。在两极放电后，则重变成煤气分子，从电捕焦油器中逸出。99％左右。电捕焦油器的构造在大型焦化厂中均承受管式电捕焦