焦爐煤氣凈化設施設計

脫焦油焦化廠來的焦爐煤氣尚含焦油20～50mg/m3，在進入濕法脫硫系統或無氧化加熱燃燒系統時，常需再用靜電捕焦油器精除焦油至5～10mg/m3。靜電捕焦油器按其沉淀極的結構型式，一般分為板式、套筒式、管式和蜂窩式四種(圖2)。板式與套筒式同屬板型結構，制造簡單，但因按當量直徑計算的流速和電場均勻性差，凈化效率僅85%～90%；管式尤其是蜂窩式制造復雜，但流速和電場比較均勻，凈化效率可達95%～99%，蜂窩式比管式相同外徑的單臺能力大30%～40%，這些精除焦油設備沉淀極(正極)的間隙為150～200mm，電暈極(負極)用φ2～2．5mm鎳鉻絲構成，設計電場流速為1．2～1．8m/s(管式和蜂窩式可取高限)，電壓為30～40kV，電暈電流強度為0．35～0．45mA/m(電暈線)。

焦爐煤氣凈化設施設計

脫硫化氫焦化廠來的焦爐煤氣，當無初脫硫工序時，常含硫化氫4～7g/m3和氰化氫(HCN)1～1．5g/m3；有常規初脫硫工序時，尚含硫化氫200～500mg/m3和氰化氫150～200mg/’m3。冶金工廠中使用焦爐煤氣時，因加熱技術的進步和環境保護的要求，有時再經精脫硫使硫化氫降至10mg/m3。精脫硫化氫有干法和濕法兩類。

(1)干法精脫硫化氫。 常用于已經初脫硫含硫化氫1g/m3以下的煤氣，有氧化鐵(Fe2O3·H20)法和活性炭吸附法兩種。氧化鐵法采用混有木屑等疏松物質的Fe2O3·H20，在堿性條件下吸收硫化氫和定期在空氣中翻曬再生。活性炭吸附法的吸附床溫度設計須低于60℃，要定期用蒸汽再生?；钚蕴课椒ㄉ锌沙ゲ糠钟袡C硫。

(2)濕法精脫硫化氫。常用蒽醌二磺酸(ADA)溶液法。溶液中含ADA、偏釩酸鈉(NaV03)、碳酸鈉(Na2C03)、酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6)等，可將硫化氫氧化為元素硫，溶液用鼓風再生循環使用。為防止鹽析，溶液設計溫度不低于40℃。脫硫塔可用木格塔、濺板塔或串級文氏管(Venturi serubber)脫硫塔，可將已經初脫硫含硫化氫200～500mg/m3的煤氣再精脫硫化氫至10mg/m3以下，并同時將氰化氫脫至50mg/m3。20世紀70年代以來，國際上發展了預脫氰塔和二級脫硫塔流程，由于減少了生成硫氰酸鈉(NaCNS)副反應，提高了吸收效率，可將無初脫硫的焦爐煤氣，由含硫化氫5～7g/m3一次精除至含硫化氫10mg，/m3以下(圖3)。 2100433B

焦爐煤氣中大部分萘已在焦化廠回收工序中與焦油一起析出，但由于萘易升華，當無洗油脫苯工序時，溫度為30～40℃的煤氣中含萘量高達900～2100mg，/m3，會沉積和影響干法或濕法脫硫化氫效率。

常用脫萘方法和設計指標為：(1)輕油或輕柴油洗萘。使焦爐煤氣含萘量減至45～60mg/m3，含萘富油可以再生或作動力燃料(圖1)。(2)冷凍脫萘。使焦爐煤氣溫度降至o℃，能使萘含量減至45mg/m3，但此法在商業實用上尚不廣泛。經脫萘后的焦爐煤氣，可減少壓縮時萘的晶析或在精細調節的燒嘴口結焦形成的堵塞。

精制凈化一般包括脫萘(C10H8)、脫焦油和脫硫化氫(H2S)。

(design of cokeoven gas purification facilities)

第1章 焦爐煤氣凈化綜述

1．1 概述

1．2 焦爐煤氣凈化的目的和意義

1．3 煉焦副產品的生成及主要組成

1．4 煤氣凈化主要工藝單元簡介

1．4．1 冷凝鼓風

1．4．2 煤氣的終冷

1．4．3 煤氣脫硫脫氰

1．4．4 煤氣中氨的脫除

1．4．5 煤氣中苯族烴的回收

1．4．6 剩余氨水的處理

第2章 化工基礎

2．1 單位制和單位換算

2．1．1 單位制

2．1．2 單位換算

2．2 物質的狀態和變化

2．2．1 氣體

2．2．2 液體

2．2．3 固體

2．2．4 表征物質物理性質的常用參數

2．3 化工過程的基本概念

2．3．1 物料衡算

2．3．2 熱量衡算

2．3．3 平衡關系

2．4 流體

2．4．1 概述

2．4．2 流體靜力學

2．4．3 流體在管道中的流動

2．5 流體輸送設備

2．5．1 概述

2．5．2 離心泵

2．5．3 離心風機

2．5．4 其他類型的泵

2．6 傳熱及換熱器

2．6．1 概述

2．6．2 常用換熱器

2．7 蒸餾

2．7．1 概述

2．7．2 雙組分物系的汽液平衡

2．7．3 精餾

2．7．4 蒸餾操作的有關問題討論

2．8 吸收

2．8．1 吸收的應用

2．8．2 物理吸收與化學吸收

2．8．3 吸收與解吸

2．8．4 溶劑(吸收劑)的選擇

2．9 塔設備簡介

2．9．1 概述

2．9．2 板式塔

2．9．3 填料塔

2．10 儀表自動化的基本常識

2．10．1 儀表的分類

2．10．2 儀表的測量誤差和精度

2．10．3 控制回路

2．10．4 DCS集散控制系統

2．10．5 儀表自動化設備的選用和安裝要求

第3章 煤氣凈化系統的投產準備

3．1 設備、管道和分析項目的準備

3．1．1 單體試車

3．1．2 管道的吹掃與清洗

3．1．3 生產必需的常規分析項目

3．2 儀表自動化系統的安裝和調試投運

3．2．1 集散系統的硬件安裝

3．2．2 集散系統的工程組態

3．2．3 儀表自動化系統的調試

3．2．4 試車與交工

3．3 投產前的工藝處理

3．3．1 實施聯動試車

3．3．2 煤氣凈化車間各單元的投產順序

3．3．3 氣體置換工作

第4章 焦爐煤氣的初冷和焦油氨水的分離

4．1 煤氣在集氣管內的冷卻

4．2 煤氣在初冷器內的冷卻

4．2．1 立管式間接初冷工藝流程

4．2．2 橫管式間接初冷工藝流程

4．2．3 間冷一直冷相結合的初冷工藝流程

4．3 煤氣初冷器

4．3．1 立管式初冷器

4．3．2 橫管式初冷器

4．3．3 直接式冷卻塔

4．4 焦油氨水的分離

4．4．1 焦油氨水混合物的性質及分離要求

4．4．2 澄清分離設備

4．4．3 分離方法和流程

4．4．4 其他方法

4．4．5 剩余氨水量的計算

4．5 操作控制

4．5．1 調控要點

4．5．2 技術規定

4．5．3 主要生產操作

第5章 煤氣輸送及焦油霧和萘的清除

5．1 煤氣的輸送及鼓風機

5．1．1 煤氣輸送系統

5．1．2 鼓風機

5．2 煤氣中焦油霧的清除

5．2．1 電捕焦油器的工作原理

5．2．2 電捕焦油器的構造

5．3 煤氣中萘的清除

5．3．1 煤氣初冷過程的除萘

5．3．2 初冷與終冷過程中間的油洗萘

5．3．3 洗苯過程的煤氣脫萘

5．4 操作控制

5．4．1 調控要點

5．4．2 技術規定

5．4．3 主要生產操作

第6章 粗煤氣中的硫化氫和氰化氫的脫除

6．1 濕式氧化法脫硫工藝

6．1．1 HPF法脫硫工藝

6．1．2 改良蒽醌二磺酸鈉法

6．1．3 塔一希法(T—H法)

6．1．4 FRC法

6．2 濕式吸收一解吸法脫硫工藝

6．2．1 真空碳酸鹽法脫硫工藝

6．2．2 氨硫循環洗滌法脫硫脫氨工藝

6．3 煤氣的干法脫硫

6．3．1 工藝原理

6．3．2 干法脫硫裝置

6．4 克勞斯法生產元素硫

6．4．1 工藝原理

6．4．2 工藝流程

6．4．3 工藝操作的討論

6．4．4 技術規定

6．4．5 崗位操作

6．4．6 主要設備

6．5 催化氧化法生產硫酸的工藝簡介

第7章 粗煤氣中氨的脫除

7．1 硫酸吸收法生產硫酸銨

7．1．1 工藝原理

7．1．2 工藝流程和操作

7．1．3 主要設備

7．2 磷酸吸收法生產無水氨

7．2．1 工藝原理

7．2．2 工藝流程

7．2．3 工藝操作的討論

7．2．4 主要設備

7．3 氨的分解和焚燒

7．3．1 工藝原理

7．3．2 工藝流程

7．3．3 工藝操作的討論

7．3．4 技術規定

7．3．5 崗位操作

第8章 粗苯的回收與制取

8．1 粗苯的組成、性質和質量

8．2 用洗油吸收煤氣中的苯族烴

8．2．1 吸收苯族烴的基本原理

8．2．2 吸收苯族烴的工藝流程

8．2．3 洗苯操作的調控要點

8．2．4 洗苯塔

8．3 富油脫苯

8．3．1 富油脫苯工藝流程

8．3．2 主要設備

8．3．3 崗位操作

第9章 焦化污水的處理

9．1 含酚、氰污水的來源、水質及處理方法

9．2 剩余氨水蒸氨

9．2．1 工藝原理及工藝流程

9．2．2 蒸氨塔

9．3 溶劑萃取脫酚

9．3．1 萃取過程原理及萃取劑的選擇

9．3．2 溶劑萃取脫酚工藝流程

9．3．3 主要設備

9．3．4 工藝調控要點

9．3．5 技術規定(以輕苯作為萃取劑)

9．3．6 生產操作

9．3．7 原材料消耗

9．4 酚水的生化處理

9．4．1 傳統的活性污泥法

9．4．2 生物鐵法

9．4．3 生物脫氮法

9．4．4 酚水的深度處理

9．4．5 工藝調控要點

9．4．6 技術規定

9．4．7 主要生產操作

第10章 溴化鋰制冷機與循環水系統

10．1 溴化鋰吸收式制冷機運行及維護

10．1．1 工作原理

10．1．2 溴化鋰吸收式制冷機組的工作流程和主要結構部件

10．1．3 溴化鋰吸收式機組的自動控制

10．1．4 運行管理

10．2 循環水系統的運行和維護

10．2．1 煤氣凈化車間循環冷卻水系統的典型構成

10．2．2 循環冷卻水系統的清洗和預膜

10．2．3 循環水系統水質處理的正常工作

參考文獻

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本書可供焦爐煤氣凈化生產操作的崗位作業員、工程技術人員、施工檢查驗收人員、管理人員閱讀參考，也可作為高等院校煤化工專業師生的實習培訓參考教材。

環境設施設計共6章，第1章內容為環境設施與城市家具相關概念及基礎知識；第2章內容為環境與設施的關系認知、環境與設施之間的互動關系、環境設施的設計工程解析；第3章內容為對環境設施人性化內容的理解；第4章內容為設計方法與分類應用；第5章內容為設施設計的多元化探索；第6章內容為環境設施設計案例。