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焦炉煤气净化车间设计 创建时间：2008-08-02 焦炉煤气净化车间设计(design of cokeoven gas puritication plant) 脱除焦炉粗煤气中的杂质，同时回收煤焦油、氨、硫、苯类产品的车间设计。净化后的焦炉煤气除焦化厂自用外，作为较高热值燃料气送往钢铁厂或供城使用。回收的煤焦油和粗苯(或轻苯)送本厂或外厂加工和精制；氨、硫类产品如硫酸铵、无水氨、硫磺、硫酸等作为化肥或化工原料外销。 粗煤气的杂质含量根据配煤的挥发分、含硫、含氮等分析及配煤炼焦试验的资料确定。一般粗煤气中的杂质含量及净化煤气中的杂质含量要求见表1。 ? 设计内容主要包括焦炉煤气净化处理量的确定、产品及产率、基本流程及车间组成和特殊要求。 焦炉煤气净化处理量的确定 根据小时炼焦装炉干煤量及每吨干煤可发生的煤气量的乘积确定。设计时还要留有7％～10％的富余系数，以适应煤气量的变化。一般两座焦炉构成一个炉组，当炉组中两座焦炉分期建设时，焦炉煤气净化车间按处理两座焦炉的煤气量设计，必要时对其中并联的多台设备可分期安设。当多炉组焦炉分期建设时，焦炉煤气净化车间一般也分期设计。 产品及产率 装炉煤料的挥发分是决定焦炉煤气和化工产品产率的主要因素，含氮、含硫量决定氨、硫产品的产率。一般焦炉煤气和化工产品产率见表2。 ? 基本流程及车间组成 焦炉煤气净化车间的基本流程见焦化厂设计。车间组成一般包括煤气初冷、除焦油雾、煤气压送、含焦油和氨水冷凝液的处理、煤气脱硫脱氰及硫回收、煤气脱氨及氨回收、煤气脱苯及苯回收等装置和公用设施。根据产品及环境保护等的需要，还可设计煤气终冷水脱氰生产黄血盐钠，从硫酸铵溶液中回收粗轻吡啶，剩余氨水脱酚生产粗酚钠等装置。 煤气初冷 将80～85℃(露点82～83℃)的粗煤气冷却至20～35℃，从中冷凝出绝大部分煤焦油、萘和氨水，萘溶解于煤焦油中。煤气初冷有直接初冷法、间接初冷法和间接一直接初冷法三种。其中直接初冷法因设备较多投资较大已不采用；间接一直接初冷法流程复杂，采用不多；普遍采用的是带冷凝液喷洒除萘的横管高效间接初冷法。煤气初冷后温度一般宜控制在20～25℃。横管初冷器顶段的循环热水可用作冬季采暖热源。 除焦油雾 普遍设计静电捕焦油器，可除去焦油雾，为后续煤气净化创造良好条件。电捕焦油器可设在煤气压送装置前或装置后，并必须配置含氧检测仪表，以保证安全操作。几种电捕焦油器的比较见表3。 ? 煤气压送 为克服煤气净化设备阻力和满足用户对煤气压力的需要而设。压送同时可去除少量煤焦油。压送装置可设在电除焦油雾前或后以至整个煤气净化系统的后面。大、中型厂一般采用离心鼓风机，可按蒸汽透平机驱动或电动机驱动两种方式设计。在透平机所需蒸汽量和压力参数有保证的情况下，宜采用蒸汽透平机驱动，电动机为备用，透平机背压蒸汽用于焦化厂生产。小型厂一般采用电动回转式罗茨鼓风机。 含焦油、氨水冷凝液的处理 在常压或压力条件下，利用焦油渣和焦油、氨水的不同密度使三者沉淀分离，保证焦油中含氨水小于4％并减少其含渣量。剩余氨水通过砾石过滤脱除部分固体悬浮物。沉淀分离设备普遍采用带刮渣机的分离器或带锥形底放渣的分离槽。 煤气脱硫脱氰及硫回收 硫化氢和氰化氢是焦炉煤气中的主要有害杂质。为了减轻其对环境的污染和对设备、管道的腐蚀，必须将其从煤气中脱除。硫化氢和氰化氢都是酸性物质，故脱硫剂必须采用碱性物质才能将它们同时脱除。脱硫方法有多种，且可与硫回收组合成多种流程，是焦炉煤气净化系统设计中流程选择的关键。脱硫方法有湿式和干式两种，由于钢铁联合企业中焦化厂的煤气处理量较大，且主要用作工业燃料，其质量要求不如民用煤气严格，因而一般设计采用湿式脱硫。湿式脱硫可分吸收法和氧化法两类，每类又有若干种流程，其优缺点比较见表4。干式脱硫是一种老方法，以氢氧化铁为脱硫剂，生成硫化铁，是吸收反应，除脱硫净化度高、操作简单可靠外，还可脱除煤气中所含的氮氧化物、焦油和萘，但设备内脱硫剂需定期更换，占地面积大，至今小型焦化厂(或煤气厂)仍采用。 ? 焦化厂氨回收生产硫酸铵产品时，除蒽醌二磺酸流程外，其余流程的硫回收均可选择用来生产硫酸(含硫酸铵母液)产品。当氨回收不生产硫酸铵产品时，脱硫和硫回收以选择氨水吸收流程生产元素硫比较经济合理。 煤气脱氨及氨回收 氨是煤气中的有害杂质。为了减轻氨对苯回收设备的腐蚀，在煤气进入脱苯装置前必须脱除煤气中的氨，同时也可回收氨的产品。氨产品有固体硫酸铵、液态氨和氨的分解气之分，各有不同焦的流程，其流程特点及比较见表5。硫酸铵生产流程，其母液腐蚀性强、维修工作量大、基建投资较高、生产成本高。氨催化分解流程，其工艺简单，基建投资和生产成本均较低。因此在中国，采用前者的逐渐减少而采用后者的逐渐增多。无水氨产品虽纯度高、用途广，但由于在压力下液体产