煤气的初冷和焦油氨水的分离
煤气水分离技术及运用探究
煤气水分离技术及运用探究
发布时间：2022-07-26T13:59:20.215Z 来源：《新型城镇化》2022年15期 作者： 邹云鹏[导读] 在以煤炭工业为基础的化工企业中得到了广泛的应用
内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 内蒙古赤峰市 025350
摘要：鲁奇碎煤加压气化工艺生产过程中因气化温度较低，气化剂未完全分解，产生大量的煤气水，煤气水富含氨、焦油、油、膨胀气等物质，煤气水分离技术是利用鲁奇设备工艺进行的粗煤气分离技术，在以煤炭工业为基础的化工企业中得到了广泛的应用
关键词：煤气水分离；初焦油分离器；油分离器；分离原理及技术
1 煤气水分离基本流程
1.1 煤气水主要来源
煤气水主要来自碎煤加压气化及下游单元。碎煤加压气化炉内底部输入的气化剂（蒸汽+氧气）自下而上与燃料煤在气化炉里逆流接触，在操作压力2.95 MPa~3.05 MPa 下经一系列化学反应生成CH4、CO2、H2、CO及H2S等成分复杂的合成粗煤气，同时将热量传递给逐渐下降的煤层，以500℃~600℃离开气化炉。离开气化炉的粗煤气经喷淋冷却，降至204℃左右，再经废热锅炉冷却，气液混合物被冷却至180℃左右，粗煤气经气液分离后，送出气化界区进入到变换冷却装置。粗煤气携带的大部分未分解的有机物被冷凝洗涤下来，洗涤冷凝混合液作为大部分煤气水送往煤气水分离装置。另一部分煤气水来自变换冷却单元粗煤气的冷却和洗涤所产生的冷凝洗涤液。粗煤气经来自煤气水分离装置高压煤气水洗涤，分离出的煤气水与经过冷却装置的粗煤气洗涤降温产生的煤气水混合返回到煤气水分离装置的油分离器。另外，进入低温甲醇洗的粗煤气经冷却及石脑油处理的煤气水也输入到煤气水分离装置。
1.2 煤气水分离流程
煤气水分离装置将收集到的高温、高压煤气水在膨胀器中通过减温、减压，将溶解在煤气水中的气体分离出来，再通过沉降、上浮、过滤等方法分别将废水中的焦油、油类、悬浮固体等物质从煤气水中分离出来。
最全的焦化厂生产工艺流程（附现场图、流程图）
最全的焦化⼚⽣产⼯艺流程（附现场图、流程图）
焦化⼚总⼯艺流程图
从5个⽅⾯带你进⼊焦化⼚⼯艺流程现场！
⼀ 原料
⼆ 备煤⼯艺
三 炼焦⼯艺
四 化⼯⽣产⼯艺
五 化⼯产品
⼀原料原料——煤 煤炭是炼焦的主要原料，根据成煤条件不同，⾃然界的煤可分为三⼤类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤在⾃然界中分布最⼴，储量最⼤，在煤炭利⽤和化学加⼯⽅⾯占有主要的位置。煤炭分类及参数⽰例如下表：
⼆ 备煤⼯艺
1 备煤流程——备煤作业区操作完成
备煤：对进⼚的洗精煤进⾏处理，以达到炼焦要求，通常把原料煤在炼焦前进⾏的⼯艺处理过程称为备煤⼯艺过程。达到炼焦要求之后，通过⽪带被输送到煤塔供炼焦作业区使⽤。
流程：洗精煤(<80mm)由汽车运来（预留⽕车卸料系统）——螺旋卸料机卸⼊卸煤槽——按煤的种类分别由不同的运煤⽪带输送机——堆取料机主⽪带——堆存作业——上煤——堆取料机取煤经带式输送机——配煤仓——电⼦⾃动配料秤——按相应⽐例配给到仓下⽪带和除铁器除铁后——可逆反击锤式粉碎机被粉碎⾄<3mm占85%以上——焦炉煤塔内供炼焦⽤。 2 设备图解
螺旋卸车机
煤场和堆取料机
卸料——汽车来煤⾃卸车直接⼊卸煤槽，⾮⾃卸车采⽤桥式螺旋卸车机卸车，卸约800吨/⼩时
精煤堆场——煤场贮煤⾯积～34000m2，7.4万吨精煤储存量，约为炼焦17天的⽤煤量；堆场设两台DQ3025型堆取料机，单台堆料能⼒为600t/h,取料能⼒300t/h,煤场设推⼟机库，辅助堆取料机作业。在精煤煤场设有喷洒⽔和喷洒覆盖剂装置, 可防⽌煤尘飞扬造成对周围环境的污染。
配煤仓
煤塔
配煤——按⽐例配合不同煤种, 使配合煤达到符合炼焦⽤煤的要求, 配煤仓为直径8⽶的双曲线⽃嘴仓7个。每个仓的储量约为500t。煤仓双曲线钢漏⽃内衬超⾼分⼦塑料板,防⽌棚料。仓下配煤设备采⽤配料稳定, 配⽐准确, ⾃动化程度⾼的电⼦⾃动配料秤, 系统控制为PLC 控制。
粉碎——选⽤可逆反击锤式粉碎机PFCK两台, 其单台破粹能⼒为250t/h, ⼀开⼀备。该粉碎机是在吸收德、⽇同类设备先进技术开发⽽成, 具有破碎⽐⼤、能⼒⼤、转速低、粉尘少、对煤的⽔分适应性强等优点；采⽤液⼒偶合器, 能有效防护过载且能软启动；机体外壳开闭与反击板调节均采⽤液压装置, 检修及更换锤头⽅便；采⽤组合式锤头, 使⽤寿命长,维护、检修费⽤低, 节约⽣产成本。3 配煤⼯艺、配合煤指标 配煤炼焦——是把⼏种牌号不同的单种煤按—定的⽐例配合起来炼焦。
冷鼓工段工艺及设备-山东阳光天润化工设备有限公司
山东阳光天润化工设备有限公司售后人员培训
冷鼓工段工艺及设备
公司名称:山东阳光天润化工设备有限公司
网站：错误!未定义书签。
服务电话：、
201０年1２月
ﻬ
说 明 １、冷鼓工段工艺由工艺科孙波主讲；
2、冷鼓工段设备由设备科赵世江主讲;
ﻬ
目 录
第一章 冷凝鼓风工艺
第一节 煤气的初冷和焦油氨水的分离…………１－8
第二节 煤气的输送及鼓风机……………………9-10
第三节 煤气中焦油雾的清除……………………１1－1２
第四节 鼓冷岗位工艺技术规程…………………13-２３
第二章 初冷塔
第一节 煤气初冷塔的用途………………………２4
第二节 煤气初冷塔的工艺流程及特点…………25-27
第三节横管式煤气初(终)冷器规格技术性能表…28
第四节 主要结构…………………………29
第五节 初冷塔操作及使用……………………30-32
第三章 机械化氨水澄清槽
第一节 概述……………………34-３５
第二节 机械化氨水澄清槽的结构………………36
第三节 工作原理……………………３７ 第四节 技术特性………………………………38
第五节 机械化氨水澄清槽的使用方法……………39
冷凝鼓风工艺
冷凝鼓风工段的任务是：煤气的冷凝、冷却和输送；煤气中焦油雾的清除;氨水、焦油和焦油渣的分离。
1.煤气的初冷和焦油氨水的分离
煤气初冷的目的：一是冷却煤气；二是使焦油和氨水分离,并脱除焦油渣。
在炼焦过程中,从焦炉炭化室经上升管逸出的粗煤气温度为650～７5０℃,首先经过初冷,将煤气温度降至25~3５℃，粗煤气中所含的大部分水汽、焦油气、萘及固体微粒被分离出来，部分硫化氢和氰化氢等腐蚀性物质溶于冷凝液中,从而可减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀;煤气经冷却后,体积变小,从而使鼓风机以较小的动力消耗将煤气送往后续的净化工序;煤气经初冷后，温度降低,是保证炼焦化学产品回收率和质量的先决条件。
煤气的初冷分为集气管冷却和初冷器冷却两个步骤。
煤气初冷及硫酸铵制取
/ 58 设计说明
从焦炉炭化室生成的荒煤气需在化学产品回收车间进行冷却、输送，回收煤焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品，同时净化煤气。我在焦炉煤气初冷时采用半负压操作系统，这样有利于吸收氨、苯族烃等，增大吸收推动力，有利于提高吸收率和回收率。对于硫酸铵制取工艺，采用喷淋式饱和器生产硫酸铵的工艺，并以饱和器母液生产粗轻吡啶。用栲胶法除去硫化氢和氰化氢杂质，以洗油方法吸收苯族烃。
1. 物料衡算：
① 计算基准的确定：
② 计算过程中的原料消耗及物料输出量(包括参加及不参加反应之物料、杂质等各项)；
③ 列出主要设备的输入及输出物料平衡表(包括物料名称、工业品组成、分子量、成品重量等各项)；
④ 饱和器的物料平衡图(原料及产品重量、物料损失等)；
2. 热量衡算(以物料衡算为基础)：
① 需明确物料进入设备入口温度，列出热量衡算方程；
② 计算各物理或化学变化吸收或放出的热量，特别是潜热及反应热的计算；
③ 对反应器须计算各物料进出口温度，及反应器内部温度；换热器计算原料及冷却(加热)介质进、出口温度；
④ 热量平衡，选择传热结构，计算传热面积。
此设计以喷淋式饱和器为主设备进行计算，主要附属设备有除酸器、结晶槽、沸腾干燥器等。对于饱和器需要得出其煤气进口管直径、中央煤气管径、饱和器的高度和直径，同时计算了除酸器和干燥器的管径、内径。
图纸三份，分别为喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺流程图、喷淋式饱和器设备图、初冷器图。
I / 58 Design NotesWaste gas generated from the coke oven coking chamber need for
cooling in chemical products recovery plant, transportation, recovery of coal tar,
ammonia, sulfur, benzene family hydrocarbons and other chemical products, while
焦油氨水的分离原理是什么
焦油氨水的分离原理是什么
焦油氨水的分离原理通过物理化学方法完成，主要包括溶解、过滤和蒸馏等过程。
首先，焦油氨水是一种含有苯酚、酚酸、酚醛、酚醚、醇和醚等有机物的混合液体。其分离的目的是将其中的有机物与氨水分离开来，使其单独存在，以便进一步进行处理或利用。
在实际操作中，我们可以采用以下过程来进行焦油氨水的分离。
首先，将焦油氨水溶液倒入容器中，通过加热来提高溶解度，使其中的有机物溶解在氨水中。这是因为加热会增加溶剂分子的热运动能力，使溶剂分子与溶质更有效地发生相互作用，从而促进其溶解。
然后，利用过滤的方法将溶液中的杂质分离出来。在过滤过程中，可以使用过滤纸、过滤膜等物理隔离杂质的方法来实现。通过过滤，可以将大部分固体颗粒、悬浮物和杂质颗粒从溶液中分离出来，从而使得溶液更加纯净。
接下来，通过蒸馏的方法将有机物与氨水分离开来。因为焦油氨水中的有机物和氨水的沸点不同，可以利用蒸馏的原理来实现它们的分离。在蒸馏过程中，通过加热焦油氨水溶液，其中的有机物会先蒸发出来，然后通过冷凝，将其转化为液体形式收集。而氨水则会在溶液中保持液态，从而与有机物分离开来。
最后，将分离得到的有机物和氨水分别收集、去除其余杂质，使得它们可以单独存在。可以通过进一步的处理和利用来实现对这些物质的综合利用。
总的来说，焦油氨水的分离原理是通过溶解、过滤和蒸馏等方法将其中的有机物与氨水分离开来。这些方法基于物质的物理化学性质，通过合理操作和控制，可以实现焦油氨水的有效分离，为后续处理和利用提供了基础。
浅谈焦油氨水分离工艺与卧式焦油氨水澄清槽
浅谈焦油氨水分离工艺与卧式焦油氨水澄清槽
焦油氨水的分离在煤气的冷凝和冷却阶段有着很重要的意义。
一方面，客户对焦油的质量要求越来越高；
另一方面，公司要求生产尽量减少焦油渣的焦油。
第一， 焦油氨水混合物的性质。
在用于循环氨水集气管内喷洒荒煤气时，约有60%的焦油气冷凝下来，这种集气管焦油称为重质焦油，在20℃密度约为1.22Kg/L,黏度较大，其中混有一定数量的焦油渣。焦油渣中含有煤尘、焦粉、焦炉顶部热解产生的游离碳以及清扫上升管所带出的多孔物质其量约占焦油总量的30%,其余70%为焦油。焦油渣的数量为焦油量的0.15—0.3%。当采用蒸汽喷射无烟煤时，其量可达0.4%—1.0%，高压氨水无烟装煤时其量达到2%—5%，预热炼焦时，其量更高。
第二， 焦油氨水混合物的分离要求。
焦油渣内固定碳含量岳为60%，挥发份约为33%，灰分约4%，气孔率约63%。焦油渣和集气管焦油相比，密度很少，而且粒度也很少，又易与焦油粘附在一起，所以很难达到很好的分离。在采用氨水混合分离流程时，由于初冷器冷凝的轻质焦油和集气冷凝的重质焦油混合后，在20℃时焦油密度将至1.15—1.19Kg/L，黏度比重度焦油可减少20%—45%，这使焦油渣易于沉淀下来，混合焦油的质量也得到明显的改善。
但是，随着煤气进入集气管得煤尘和多孔物质中，其中大部分的假密度小于焦油的密度，只是在焦油氨水的芩浸润充塞下，其假密度得到增加，逐渐沉淀下来，逐渐生成焦油渣，分布于整个焦油层，这仍给焦油氨水的分离带来一定的困难。焦油脱水直接受着温度和循环氨水中固定氨盐含量的影响，在较高温度（80—90℃）和氨水固定氨盐浓度较低的情况下，焦油氨水较易分离因此在独立的氨水分离系统中，集气’焦油脱水程度较差，而采用混合氨水分离流程时，则混合焦油的脱水程度较好。
但是，只在一台澄清设备内进行一步澄清分离，很难达到脱水要求。因此必须在焦油储槽内，保持80—90℃的温度条件下进行脱水或采用两步澄清设备，才能达到要求的质量标准。我厂根据自己的经验，在澄清后的循环氨水中，焦油中物质的含量一般不超过400mg/L。
氨水分离器主要承担焦炉煤气冷却后的焦油氨水混和物的分离 (1)
氨水分离器主要承担焦炉煤气冷却后的焦油氨水混和物的分离。由于受停留时间、焦炉煤气中夹带煤粉以及乳化物等影响，氨水分离器的界面也产生波动，严重时造成焦油含水量大幅上升，同时使循环氨水中夹带大量焦油，影响焦炉以及焦油装置的正常生产，并且影响剩余氨水的后续处理。
目前，焦化厂主要依靠调整温度、增加停留时间以及离心分离等手段改善焦油质量和提高氨水焦油的分离效果。国内使用化学药剂改善氨水焦油分离效果的情况并不多见，但在日本、北美和欧洲已经开始推广使用这项技术。考虑到宝钢煤调湿装置投入使用可能带来的煤粉夹带量增加以及氨水焦油分离困难等问题，本文对在氨水焦油分离系统中使用化学破乳剂进行了探索性研究，为煤调湿进行技术储备。
1 静态试验
本试验选用的化学品代号为N9961，其主要的理化性质见表1。
表1 N9961基本的理化性质
物理状态 液体 凝固温度 ＜－45℃
外观 琥珀色 pH（20％） 6.4
密度（25℃） 0.92～0.93kg/L 水溶性 可溶
其工作原理为：破乳剂N9961为一种水溶性的破乳和减粘剂，药剂加入系统后，大部分同氨水中的焦油相结合，在分离器内，可加强焦油氨水分离速度和分离效果，并通过破乳、分散、减粘作用，使氨水焦油乳化层变薄，达到提升氨水焦油在分离器内分离效率的目的，从而降低氨水中夹带的悬浮物含量，适当降低焦油的表面张力，加速焦油与焦油渣的分离以获得含水分及渣更低的焦油，同时最大限度地减少夹带进入氨水中的悬浮物及油含量，改善循环氨水质量，加强剩余氨水处理效果。
实验室静态模拟研究主要是模拟现场工况条件下（氨水分离器内部温度：75～80℃），对N9961化学药剂进行实验室小试，确定理论最佳投放浓度，评估该药剂使用后对焦油质量的影响。
通过模拟工况条件下的静态试验研究，确定了该药剂的理论最佳投放浓度为100～400ppm。同时对添加药剂情况下焦油质量进行了分析，变化不显著，见表2。
焦炉煤气冷凝分离工艺
焦炉煤气冷凝分离工艺
1、工艺流程简述及流程图
从焦炉来的荒煤气以及氨水和焦油，经初冷器前的气液分离器分离，荒煤气去横管式间接初冷器，液体流入刮渣槽。
在初冷器内，煤气自上而下从管间流过初冷器，而冷却水自下而上经过冷却水管内。用于冷却荒煤气的冷却水有两种，低温水和中温水。夏季由低温水和中温水分两段冷却，冬季则分三段进行，最上段为循环热水，用于采暖，中间为中温循环水。最下段为低温循环水。
由横管初冷器下部排出的煤气，进入2台并联操作的电捕焦油器，除掉煤气中夹带的焦油，进脱硫工段脱硫后再由煤气鼓风机（共2台，其中一台备用）压送至硫铵工段。
采暖段是利用荒煤气余热为用户供热，余热水槽的水经采暖泵加压送往初冷采暖段换热，换热后送往用户，当液位下降时用中温水补加。
为保证初冷器冷却效果，在上、下段连续喷洒焦油、氨水混合液，在其顶部用热氨水定期冲洗，以清除管壁上的焦油、萘等杂质。
初冷器上、中段排出的冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽，用泵将其送入初冷器上段中部循环喷洒，多余部分送到焦油氨水混合管。
初冷器下段排出的冷凝液经水封槽流入下段冷凝液槽，加兑从焦油氨水分离器取出的轻质焦油后，用泵将其送入初冷器下段顶部循环喷洒，多余部分流入上段冷凝液槽。
由气液分离器分离下来的焦油和氨水混合物，首先进入机械化刮渣槽进行氨水焦油和焦油渣的分离，焦油渣被分离出来。除渣后的氨水焦油进入焦油氨水分离器，在其进行氨水、焦油的分离，分离出来的循环氨水由循环氨水泵一部分送至焦炉集气管循环喷洒冷却煤气，另一部分经高压氨水加压后，用作焦炉无烟装煤，多余的氨水进入剩余氨水槽，由泵送至溶剂脱酚工段。分离槽下部的焦油靠静压经溢流瓶进入焦油槽，然后用焦油泵连续不断地送往焦油车间。 电捕焦油器为蜂窝式，强直流电在集电极（电晕极为负极）和沉淀极（正极）之间形成不均匀的高压电场，当煤气通过此高压电场时，夹带煤气中的焦油雾和灰尘颗粒被荷化（电离）并沉淀于正极上（沉淀极），由电捕焦油器底部流经水封槽，流到冷凝放空槽。
煤气的初步冷却
煤气的初步冷却
1.1.1 煤气初步冷却的作用
从炭化室导出的荒煤气温度达650~700℃,必须冷却，其目的有以下几点：
防止在荒煤气中的化学产品发生裂解。
有利于回收荒煤气中的化学产品。
减轻回收工序管道和设备的堵塞和腐蚀。
降低输送煤气的管道和设备尺寸，特别是降低鼓风机的负荷及能量消耗。
安全合理地输送煤气。
煤气的初步冷却分为集气管冷却和初冷器冷却两个步骤。
1.1.2 煤气在集气管中的冷却
1.1.2 煤气在集气管中的冷却
煤气在桥管和集气管内的冷却，是用循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的。当细雾状的氨水与煤气充分接触时，高温煤气放出大量显热，使氨水雾滴迅速升温和汽化，将煤气温度降到80~85℃。
在上述过程中，煤气放出的总热量分配：
氨水由70~75℃升高到75~80℃ 占10%~15%
氨水蒸发2%~3%(占循环氨水量) 占75%~80%
集气管表面散热 占10%
煤气在集气管中的冷却使焦油约有50%~60%被冷凝下来，部分焦油与煤尘和焦炭粒混在一起构成焦油渣
影响煤气在集气管冷却效果的因素主要有以下几点：
1) 氨水喷嘴喷洒效果
氨水喷洒的雾化程度高，可形成足够的蒸发面积，氨水蒸发量较大，煤气冷却效果好。为此集气管喷洒压力不应低于0.2MPa，循环氨水不应含有焦油和焦油渣，以防堵塞喷嘴。
2) 循环氨水量 一般规定对于单集气管，5~6m3/t干煤，对于双集气管6~8 m3/t干煤。
3) 采用70~75℃热循环氨水喷洒
热氨水喷洒有利于氨水蒸发，强化煤气冷却效果。另外也不能导致集气管底部冷却太剧烈，使得冷凝的焦油黏度增大，造成堵塞。再也有中和焦油酸保护管道的作用，同时具有润滑性，便于焦油的流动。
1.1.3煤气在初冷器中的冷却
煤气在集气管内冷却后，温度仍相当高，且还含有大量的焦油气和水汽。为了便于输送，减少鼓风机的动力消耗和有效地回收化学产品，煤气须在初冷器中进一步冷却到25~35℃（立管式初冷器）或21~22℃（横管式初冷器）。
焦化厂(煤焦化)冷鼓工段工艺简介与工艺流程
1 / 5 焦化厂（煤焦化）
化产冷鼓工段工艺简介与工艺流程
一、工艺简介：
1、来自焦炉～80℃左右的荒煤气首先通过气液分离器实现气液分离，分离出的粗煤气由上部出来，进入横管初冷器分两端冷却。
2、分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入机械化氨水澄清槽分离。
3、初冷器分上、下两段，煤气上进下出，冷却水下进上出，煤气在初冷器上段与冷却管内的循环水换热，从～80℃冷却～45℃，循环水由32℃升至40℃，然后煤气进入初冷器下段与冷却管内的制冷水换热，煤气从～45℃冷却到21～22℃，制冷水由16℃升至23℃。
4、初冷后煤气从下部进入电捕焦油器，自下而上通过电捕焦油器蜂窝管，依靠电捕内高压场对气体的电离作用，气体中的焦油雾滴被电离下来（电捕后要求煤气中含焦油﹤20mg/m3）,电捕后煤气进入离心鼓风机进行加压之后送往硫铵工段。
5、初冷器的煤气冷凝液分别由初冷器上段和下段流出，分别经初冷器水封槽后进入上、下段冷凝液循环槽，分别由上段冷凝液泵和下段冷凝液泵加压后送至初冷器上、下喷淋，如此循环使用，以清除管壁上的焦油、萘等杂质，保证了初冷器的冷却效果， 2 / 5 多余冷凝液由下段冷凝液循环泵抽送至气液分离器前荒煤气管道。
6、经常化验冷凝液焦油含萘量，定期从机械化氨水澄清槽压至上、下段冷凝液槽一部分轻质焦油，以提高冷凝液焦油的吸萘效果。从而保证初冷却效果。
7、从气液分离器分离的焦油、氨水与焦油渣自流至机械化氨水澄清槽，澄清后分离成三层，上层为氨水，中层为焦油，下层为焦油渣。
8、分离的氨水溢流至循环氨水槽，然后由循环氨水泵抽送至焦炉集气管循环喷洒冷却荒煤气。
9、定期用高压氨水泵抽送一部分送焦炉清扫集气管。当初冷器电捕焦油器、洗脱苯终冷器塔需要清扫时，从循环氨水泵后抽出一部分定期清扫，多余的氨水由循环氨水泵抽送至剩余氨水槽，剩余氨水中的焦油充分沉降分离后用剩余氨水泵送至硫铵工段进行蒸氨。
10、焦油调至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时用焦油泵送至焦油槽贮存脱水，定期用焦油泵送至罐区或装车平台装车外售。