焦化煤气净化系统相关问题分析

焦化煤气净化系统相关问题分析

张世贵

酒泉钢铁（集团）有限责任公司 邮编：735100

摘要：焦炉在生产焦炭的过程中产生大量的高温煤气，但是这些煤气的纯净度还不高，里面还含有许多的焦油、苯、H2S、NH3、HCN等有害物质。我们需要对这类煤气进行加工处理去除有害物质，得到高纯度的焦炉煤气。这不仅可以增加经济效益，缓解能源紧张的局面，还有利于保护环境。随着科技的进步和人们环保健康意识的增强，现有的焦化煤气净化系统已不能很好地满足人们的需求。加强和完善焦化煤气系统的处理能力有助于我们更好地开展工作。本文简单地介绍了焦化煤气净化系统的一些相关问题，并做了简单的分析。

关键词：焦化煤气；净化系统；问题分析；改进措施

1系统工艺流程

焦炉中产生的气液体在经过分离器后进入初冷器冷却。被冷却的煤气由电捕焦油器进行焦油雾的去除，再由鼓风机输送至饱和器。饱和器中的煤气持续受到母液喷洒，其中的氨被脱除，生成铵盐，即硫酸铵。在硫胺工序中产生的煤气，被冷却塔冷却后持续通入洗苯塔，按从下到上的顺序和贫油发生逆向接触，使苯被脱除。从洗苯塔流出的煤气再经过捕雾器将油雾脱除干净，然后进入脱硫塔。塔中的煤气和贫液发生逆向接触，此时硫化氢等具有酸性的气体将被完全吸收。另外，塔的上段往往还设有碱洗段，采用氢氧化钠等溶液二次脱除酸性气体，使煤气中酸性气体总含量不超过0.5g/m3。煤气净化时产生的所有废水均输送至水处理单元实施生化处理，当检测达到一级排放标准时进行外排。

2安全问题研究背景

在实际的焦炉煤气净化操作过程中会产生一定量的危险物质，例如硫化物或者氰化物等，焦油与粗苯等物质的产生使得系统所产生的气体更是使得其具有易燃易爆的属性。这种不良反应的发生风险在塔、罐的反应过程中更高，若无法准确把控反应温度与压力，将增大爆炸与火灾风险，同时将会导致有毒有害物质泄漏影响到周边的生态环境与居民们的生命健康安全。因此，应提升对焦化煤气净化系统应用环节的重视，无论是在系统设计还是实际应用过程中均应强调保证其应用安全性的重要价值，从而通过进一步落实安全建设标准以实现设备的持续性运转，以帮助有效提升企业整体经济效益。

3系统存在的问题及改进措施

3.1蒸氨塔运行效率过低

该系统蒸氨塔为浮阀式，使用中因氨水腐蚀作用，使浮阀架发生变形，导致浮阀脱落，安装孔因此变成直通式；另外，因氨水中还含有一定量焦油，所以浮阀可能与架体或塔体发生黏结，导致浮阀失去作用，无法达到预期效果，最终使塔体能力降低，废水污染超标。

蒸氨塔塔盘的改造。采用径向侧导喷射塔盘改造蒸氨塔，之后蒸氨塔实际处理能力可以保持在50/h，有效处理量增加至60/h，且操作弹性明显增强。即便焦炉产量大幅增加，依然能保证正常的处理效果。当进入到蒸氨塔中的废水实际含氨氮量为5000mg/L时，从塔中排出的废水，含氨量不超过150mg/L，能有效保证废水处理标准，并降低系统负荷及成本。

3.2脱硫塔阻力大幅升高

脱硫塔正常运行时，阻力从1000Pa增加至2000Pa，甚至达到3000Pa，对煤气输送造成严重影响，给车间带来安全隐患。经相关记录的调查与研究可知，造成阻力升高的原因为碱洗段。检修人员进入碱洗段检查发现，填料中掺杂大量杂质，经化验，杂质主要为煤气中含有的萘和洗油。

脱硫与粗苯优化。通过分析可知，脱硫系统生成结晶物主要受到终冷洗苯这一操作的技术指标影响。如果能增加贫液的温度，并热洗塔时对煤气温度等进行严格控制，则能有效改善阻力不断升高的情况，进而使生产保持稳定。

3.3硫酸管道严重腐蚀

铵盐制备中使用的硫酸，需要由输送泵进入槽内。由于槽处在结晶楼的顶部，垂直高度可以达到30m，所以管路很长，且弯头较多，管路的介质为浓硫酸，其比重极大，为顺利输送，对压力要求比较高，这就会对管道造成严重冲刷，产生若干漏点，带来安全隐患。

更换硫酸管管材。系统原设计采用普碳钢材作为硫酸管的管材，经长时间使用无论是管道弯头还是接头都出现严重腐蚀。对此，建议将其更换为HDPE材料，这种材料不仅耐温性好，而且刚性与韧性强，稳定性及机械强度均能满足要求。实践表明，采用这种新管材后，能在保证运行稳定性的基础上，消除所有安全隐患，延长系统使用寿命。

3.4预热器堵塞

在系统的原设计当中，为有效保证各道工序顺利进行，将煤气输送到饱和器以前，要由预热器对其进行加热，使其温度达到50℃以上。此时，为减少蒸汽的消耗，需对管道予以保温处理，这样能起到良好效果，使预热器处在暂停状态。但煤气中含有的焦油会不断在换热管中积累，导致预热器发生堵塞，增大阻力，使煤气无法正常输送，最终使压力升高到20000Pa。

对预热器进行抽芯改造。针对预热器堵塞这一实际问题，应通过改造处理，具体内容包括：将内部换热管全部拆掉，促使煤气直接进入到饱和器当中，扩大煤气传输通道，从而防止因焦油大量积聚导致通道被堵，并降低系统机后压力，保证煤气外送连续性与畅通性。

4几点优化设想

第一，使用横管式冷却器。横管式冷却器具有多种应用优势，最为典型的效果就是能够大幅提升冷却水流速，其整体的总传热系数能够达到竖管式冷却器的两倍，为最大限度地缩减冷却器的换热面积提供基础条件。在结构流向方面，其整体布置具有合理性是能够发挥较好的煤气冷却效果。技术的更新与进步使得带有断塔板的高效横管初冷器出现，并已经应用到了诸多企业中，能够分段将冷凝液采出，为节省大量低温水提供基础条件。

第二，煤气脱硫脱氰装置的建设。针对焦化煤气做脱硫脱氰处理后能够最大限度地缩减二氧化硫的排放量，这也是随着人们环保意识逐渐增强对企业的硬性要求，是时代发展的重要趋势。可以考虑应用HPF法的新型脱硫工艺，不仅效率较高且耗费资源较少，使焦化煤气能够在短时间内达到家用燃气要要求。

第三，溴化锂制冷装置的建设。对于焦化厂来说，要求其水的利用率必须达到九成以上。因此，应大力推行溴化锂制冷装置建设，建设更多的制冷机组，提升循环水的使用质量并降低蒸发量，以满足对焦化厂的可持续发展要求。

第四，增设预曝气池。采用预曝气池在处理废水前先进行标准预处理，减小之后生产的负荷，使出水指标能够满足要求。在预曝气池正式投入使用后，出水COD能降低至700mg/L，实际处理效率可保持在90%。操作中，通过药剂的适量添加、处理系统优化，以及溶解氧实际操作范围二次标定，改进系统水处理方法，保证微生物具有更高的除碳效率，使硝化和反硝化能达到动态平衡，最终达到预期的污泥沉降效果。

结语：

焦化煤气的净化系统的运行好坏决定煤气的净化质量。我们应该加大管理力度，改进生产工艺，保证焦化煤气系统的平稳运行。煤气净化系统中存在的问题，从本质上看是企业的产品质量问题，这关系着企业的长远发展和企业的利益。我们应该把企业利益放在首位，及时发现并解决出现的问题，为企业的发展贡献一份力量。

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