提高初冷器洗萘效果的方法

提高初冷器洗萘效果的方法

侯国杰 1 王慧平 1

安钢焦化厂 河南 安阳 455004

摘要：针对安钢焦化厂煤气回收过程中初冷器洗萘效果差导致煤气温度高，阻力增加快的问题，导致操作困难，初冷器处理频繁，影响风机运行和后续工艺的正常生产。分析存在的问题和原因，通过改变洗萘液配比、循环量、温度和洗萘液外送的操作方式，达到提高初冷器洗萘效果，保障温度、阻力控制符合工艺技术要求。

关键词：初冷器 洗萘液， 阻力， 温度

中图分类号 TQ522.5

0 引言

初冷器是焦炉煤气净化过程中的重要设备，起着给煤气降温，清除煤气中的焦油和萘的作用。

安钢焦化厂焦炉的煤气回收净化的初步冷却系统采用橫管初冷器混合液洗萘工艺，初冷器共三台，每台初冷器冷却面积4600m²，初冷器采用两段喷洒冷却工艺，一段采用循环水冷却，二段采用低温水冷却。上下段采用自身产生的冷凝液喷洒，吸收煤气中的萘和冲洗冷却管壁，除去焦油和萘。焦炉碳化室逸出的荒煤气在集气管内用78℃--82℃的循环氨水喷洒冷却，温度降到80℃--82℃，进入初冷器用水间接冷却，初冷器内煤气走壳程，冷却水走管程。在煤气被冷却的同时，随煤气带入初冷器的绝大部分焦油汽、大部分水汽和萘被冷凝下来（萘溶解于焦油中）进入冷凝液槽，由冷凝液泵送去初冷器循环洗萘，多余部分通过冷凝槽液位自调送往机械刮渣槽前管道。

1. 存在问题

安钢焦化厂鼓冷工序初冷器的洗萘操作导致一些问题存在。造成初冷后煤气温度高，超出规程要求20℃--23℃的范围。初冷器阻力上升的快，导致初冷器热处理频繁，由于频繁热处理初冷器，造成煤气夹带的焦油和萘含量增加，煤气中的焦油和萘会在后序管道和设备中沉积，造成鼓风机后煤气阻力增大，严重影响鼓风机的操作和煤气输送，同时焦油和萘带到后面工序影响硫铵质量和洗苯、脱硫效果。

2 问题分析

影响初冷器洗萘的因素有多方面：洗萘液的含油量、洗萘液的温度、洗萘液的循环量及洗萘液中萘的含量，冷却煤气的冷却水参数，煤气的温度。

2.1 洗萘液的含油量

洗萘的关键是洗萘液中轻质焦油的含量，它是溶解萘的主要成分，严格控制洗萘液中含轻质焦油量，洗萘液中含轻质焦油过低(<30%)对萘溶解量不足，容易降低洗萘效果，含轻质焦油量过高时(> 45%)由于焦油的质量粘度大，流动性差，分散性不好，喷洒不均匀，并且容易在冷凝管道上粘附，初冷器阻力容易偏高，直接影响洗萘效果和煤气输送。

2.2 初冷器后的煤气温度

初冷器后煤气温度取决于循环水和低温水的水量、混合液的温度，同时也受大气的温度影响。煤气温度越低，煤气中萘和焦油冷凝的量越多，有利于煤气中净化，利于后面工序操作，但煤气温度过低，容易造成冷却管积萘，使煤气通道变小，造成初冷器阻力增加。煤气温度过高，虽然有利于溶解冷凝管上的萘，但不利于煤气中焦油和萘冷凝，影响后面工序操作，另外煤气温度高，造成煤气体积增大，会增加初冷器及风机的工作负荷，也会增加初冷器的阻力。所以适宜的温度，既能减少用水，节约资源，又能确保洗萘效果。

2.3 洗萘液温度

煤气在初冷器洗萘的过程中，如果洗萘液温度偏低，粘度大，在塔内分散不好，造成喷洒不均匀，大部分萘和焦油还会沉积在横管上，不利于萘的溶解清除，另外还会引起系统阻力偏大，影响正常生产。洗萘液温度高时喷洒效果好，有利于溶解沉积在横管上的萘，但是温度太高会增加初冷器工作负荷，造成冷却水用量增加不利于初冷器操作。一般洗萘液温度控制在35℃-45℃比较适宜。

2.4 洗萘液的循环量

增加洗萘液循环量，相应增加了洗萘过程中的接触面积和接触时间，从而提高了洗蔡效果。但洗萘液的循环量也不宜过大，过大洗萘效果增加不明显，反而会增加塔阻力和动力消耗。混合液的循环量如果不足，喷洒不均，接触面减少，洗萘效果会变差。

2.5 洗萘液的含萘量

洗萘液的含萘量是决定初冷器洗萘效果的主要因素之一。当其他条件一定时，混合液含萘量越高，则洗萘效果越差。洗萘液在初冷器循环喷洒时间过长，不但含萘量会增加，而且煤气中的冷凝水也会大量进人混合液中，造成混合液含油下降等，直接影响洗萘效果。

2.6焦炉的操作影响

由于焦炉采用无烟装煤，装煤时在上升管及碳化室靠近上升管底部区域形成负压，使荒煤气及烟尘吸入集气管。负压控制过大，造成含氧量过高，过多煤粉吸入，这些到初冷器造成初冷器负荷增加，煤气温度升高，也造成循环洗萘液煤粉含量大，喷洒初冷器，使初冷器堵塞，阻力上升的快。

2.7 初冷器前吸力过大

为了满足焦炉集气管压力，不断的提高风机吸力，造成吸力过大，吸力过大吸入煤气中的粉尘量就会增加，到初冷器内冷凝沉积下来，不仅会附着在冷却管上，增加阻力，也会是喷洒液质量变坏，影响洗萘效果。

3 改进措施

3.1 控制洗萘液的含油量和循环量

洗萘液是煤气经初冷器冷凝下来的焦油和氨水的混合液。在初冷器中分段从上部喷洒冲洗、融化冷凝管上积结的萘和焦油。因此混合液的含油量直接影响洗萘效率。由于焦油的粘度比较大，含油量高，在塔内分散也不好，部分焦油附着在冷却管道不能及时流动，造成初冷器的阻力增大，含油量太低，难以溶解冷凝管上的萘，造成煤气阻力增加，不但影响洗萘系统的正常操作，而且也影响到鼓风机的运行。通过实践我们把洗萘液的含油量控制30%-45%。另一方面，我们更换大流量的洗萘泵，扩大喷洒孔的孔径来加大洗萘液循环量，来保障洗萘液良好的流动性和喷洒的均匀。运行后发现塔阻力下降，塔阻力稳定，操作也比较稳定，洗萘效果明显好转。

3.2 稳定冷却水压力、流量和温度

煤气温度是初冷器生产工艺的主要控制指标。工艺要求初冷器后煤气温度控制在20℃-23℃，但由于低温水压力不稳定，流量和流速达不到要求，煤气冷却效果不好，使煤气温度冷却不下来。为了保证低温水的流量、压力和温度，采取增加运行低温水泵台数和制冷机组的方法来保障低温水的压力和温度。使低温水上水压力保持在0.45PMa以上，温度在18℃以下。生产运行表明这种条件能保障煤气温度满足工艺要求。

3.3调整循环混合洗萘液的温度

混合洗萘液来源于初冷器的冷凝焦油及焦油氨水分离大槽的配比液，正常温度在35℃左右，由于温度较低，在洗萘过程中，不但分散性差，喷洒效果不好，而且部分混合液和萘沉积在冷却管道上，造成阻力偏高，影响洗萘效果。为了保证洗萘工艺的正常运转，把循环混合液加热到35℃--50℃后再去洗萘, 经过一段时间的运行，不但塔阻力稳定，而且洗萘效果也不错。

3.4 增加洗萘液的外送量降低含萘量

洗萘液在初冷器循环喷洒，由于煤气中的焦油、萘、和冷凝液不段进去洗萘液中，导致洗萘液中煤渣、重油和萘含量增加，也会使液体量增加，多余的液体我们采取冷凝液槽液位自调方式连续外送。通过对洗萘液取样分析，发现洗萘液中含萘量会慢慢增加，为了减少混合液含萘量，每天采取手动调节方式打开阀门加大外送量，同时增加补充新氨水和补充轻质焦油的量。使洗萘液中含萘量稳定下来，提高洗萘液质量，达到喷洒洗萘效果。

3.5协调焦炉的操作

焦炉的不稳定操作会对初冷器操作造成很大影响，煤气中含氧量高，煤气温度升高，不仅增加初冷器的工作负荷也会造成电捕的停运，使煤气中焦油含量增加。协调焦炉操作，控制负压适中，使煤气含氧量控制在1%以内，保障初冷器和电捕的正常运行。运行表明煤气含氧1%一下，不会影响初冷器数据波动，使运行平稳。

3.6调整风机吸力

调整风机吸力，以前操作，盲目地保障焦炉上升管压力，造成风机吸力大并且不稳定。初冷器前吸力有时候达到3500Pa，我们经过分析和实践总结出控制初冷器前吸力为1000—2500Pa即能满足焦炉生产要求也能保障初冷器运行效果。

4 改造效果

通过对初冷器洗萘工序改造前、后煤气温度和初冷器阻力变化统计（表1、2），改造前温度受外界因素影响大，温度高且波动大，很不稳定，基本在25℃—28℃左右，改造后温度控制平稳，符合工艺技术要求，控制在20℃—22℃左右，改造前初冷器阻力高，并且上升的比较快，一周左右就升的超出工艺要求，改造后系统阻力能控制在技术规程规定要求之内，稳运行平稳，系统阻力上升缓慢，运行两个月左右数据还能控制在要求的范围之内。

表1 改造前温度和阻力统计

表2 改造后温度和压力统计

经过各种工艺操作改进，初冷器运行有了明显好转，各种工艺技术指标稳定，都能达到技术规定要求。比如初冷器的煤气温度，系统阻力，退水温度，煤气吸力等数据都稳定在工艺要求范围之内。使整个系统更加稳定。处理初冷器的频率大大减少，有利于后续硫铵质量、洗苯效果和脱硫效果的提升和煤气输送。同时也降低了职工的劳动强度。

【作者简介】：侯国杰 男 汉族 1972.10 河南省安阳市 工程师 大专 焦化