鼓冷工段-基本操作制度（焦爐煤氣凈化技術(shù)課件）

焦爐煤氣凈化系統(tǒng)（煤氣凈化車間）工段組成圖工作任務(wù)1.2冷凝鼓風工段基本操作制度的認知一、冷凝鼓風工段的任務(wù)：1、冷卻焦爐煤氣；溫度由80~90℃冷卻到20~22℃。2、脫除煤氣中焦油至≤0.05g/m3。3、脫除剩余氨水。4、壓送煤氣。工作任務(wù)1.2冷凝鼓風工段基本操作制度的認知工作任務(wù)1.2冷凝鼓風工段基本操作制度的認知唐山中潤煤化工有限公司冷凝鼓風工段二、煤氣初步冷卻的作用工作任務(wù)1.2冷凝鼓風工段基本操作制度的認知

1、防止在荒煤氣中的化產(chǎn)品裂解。

2、有利于回收化學產(chǎn)品。

3、減輕管道和設(shè)備的堵塞和腐蝕。

4、降低輸送煤氣的管道和設(shè)備尺寸，降低鼓風機的負荷及能耗。

5、安全合理地輸送煤氣。

三、煤氣初步冷卻的步驟二步。1、煤氣的集氣管冷卻

煤氣T650~750℃_____80~90℃

2、煤氣的初冷器冷卻煤氣T80~90℃_____20~22℃工作任務(wù)1.2冷凝鼓風工段基本操作制度的認知一.煤氣在集氣管內(nèi)冷卻機理

3、傳質(zhì)推動力△p=p水氨水-—P水煤氣

60%的焦油冷凝

2%~3%氨水蒸發(fā)大量的焦油渣4、放出熱量分配

75%~80%蒸發(fā)氨水

10%~15%氨水升溫

10%散熱1、循環(huán)氨水噴灑

表壓為≥

200kPa

霧狀的氨水與煤氣充分接觸，快速進行著傳熱和傳質(zhì)過程

2、傳熱推動力△t=t煤氣-——t氨水

650~750℃→80~90℃72~74℃→76~78℃學習單元1.2.1集氣管冷卻機理和技術(shù)要求焦爐爐頂和上升管學習單元1.2.1集氣管冷卻機理和技術(shù)要求二、技術(shù)要求

1、煤氣的冷卻溫度要高于出集氣管煤氣露點溫度1~2℃

；

目的：防止水冷凝。

2、入集氣管氨水溫應(yīng)高于煤氣露點溫度5～10℃；

目的：保證氨水蒸發(fā)的推動力，露點：入集氣管煤氣露點溫度為65～70℃

采用72～78℃的循環(huán)氨水噴灑煤氣。

3、循環(huán)氨水量：單集氣管：6~8m3/t干煤，雙集氣管8~10m3/t干煤

4、集氣管在正常操作用氨水噴灑噴灑，而不用冷水。學習單元1.2.1集氣管冷卻機理和技術(shù)要求1、循環(huán)氨水噴灑

表壓為≥0.2MPa2、采用72～75℃的熱循環(huán)氨水噴灑煤氣。學習單元1.2.1集氣管冷卻機理和技術(shù)要求三、操作制度

3、循環(huán)氨水量：單集氣管，6-8m3／t干煤，雙集氣管8～10m3／t干煤。4、高壓氨水泵出口壓力：表壓為≥0.25MPa（雙集氣管無煙裝煤）思考題:1、荒煤氣冷卻的步驟及冷卻溫度？2、集氣管冷卻煤氣的機理。3、集氣管冷卻煤氣的技術(shù)要求，為什么？

煤氣初冷器的方式間接冷卻直接冷卻間-直冷卻小型廠效果好絕大多數(shù)廠豎管初冷器橫管初冷器一、煤氣的間接初冷（一）間冷的工藝流程一次冷卻流程兩段冷卻流程（實現(xiàn)初冷器的串并連）學習單元1.2.2初冷器冷卻及技術(shù)要求（1）豎管間冷的工藝流程1、豎管式煤氣初冷流程煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)，逆流間接接觸，進行煤氣冷卻與冷凝。氣液均走六個通道。（2）橫管式間冷的工藝流程2、橫管式煤氣初冷流程煤氣和冷凝液由上至下走管間冷卻水分三段由下至上走管內(nèi)。煤氣與冷卻水間接換熱。（二）煤氣間接初冷工藝技術(shù)要求（1）集合溫度：

數(shù)臺初冷器后煤氣匯集在一起的溫度。

20~22℃（25~35℃）（2）氣液分離器液體、初冷器、電捕焦油器、鼓風機冷凝液匯集于機械化焦油氨水澄清槽。冷凝液——焦油氨水混合液冷凝氨水——煤氣中一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫等組分溶于冷凝水中，形成了冷凝氨水。（3）橫管式煤氣間冷初冷器分段冷卻冷卻水走管內(nèi)上段：循環(huán)水冷卻下段：低溫水冷卻煤氣走管間(4)煤氣空間分三段：上段：循環(huán)氨水噴灑中、下段：冷凝液噴灑目的：防止結(jié)垢。學習單元1.2.2初冷器冷卻及技術(shù)要求二、煤氣的直接初冷在直冷塔中煤氣由下而上，冷卻水由上而下，兩者的逆流直接接觸傳熱傳質(zhì)。煤氣的直接初冷流程吸氣主管來煤氣冷凝液焦油車間洗氨來氨水水封槽水封槽280C氣液分離器直接式冷卻塔鼓風機電捕器煤氣去洗氨焦油盒焦油氨水澄清槽初冷循環(huán)氨水澄清槽焦油水封槽噴淋式冷卻器氨水剩余氨水去蒸氨循環(huán)氨水回爐噴灑焦油槽焦油焦油渣三、間—直冷結(jié)合的煤氣初冷在85~50OC用間冷

50~25OC用直冷

間—直冷系統(tǒng):日本用的最多我國寶鋼用之絕大部分水蒸氣冷凝

>52OC萘不會冷凝結(jié)晶采用工藝簡單的間冷冷凝水減少萘析出采用凈化效果好的直冷煤氣1、為什么高溫用間冷，低溫用直冷？2、間—直冷工藝流程思考題：1、煤氣初冷器的方式有哪幾種？2、畫圖表示橫管式煤氣初冷的物料流程？3、橫管式煤氣初冷工藝技術(shù)要求。4、解釋概念：初冷冷凝液，冷凝氨水。集合溫度。1—1作業(yè)1、某焦化廠每小時裝入濕煤10t，配煤含水10%，試計算該廠每小時可生產(chǎn)出多少焦炭、凈焦爐煤氣、焦油、粗苯、氨。

分離目的：

得到無水焦油；無焦油氨水；減少焦油中的焦油渣。一、焦油氨水混合物的性質(zhì)和分離要求

冷凝液：焦油氨水的混合物。依來源不同分為：集氣管焦油和初冷器焦油焦油重質(zhì)焦油集氣管冷凝下來的焦油。輕質(zhì)焦油初冷器冷凝下來的焦油。混合焦油輕質(zhì)焦油+重質(zhì)焦油學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求一、焦油氨水混合物的性質(zhì)和分離要求1、性質(zhì)（1）重質(zhì)焦油：

0.15~0.3%的焦油渣

渣30%焦油70%固定碳60%揮發(fā)份33%灰份4%氣孔率63%真比重1.27~1.3焦油渣：由煤塵、焦粉、炭化室頂部產(chǎn)生的游離碳及清掃上升管所帶入的多孔物質(zhì)組成。難與集氣管焦油分離學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求一、焦油氨水混合物的性質(zhì)和分離要求(2)輕質(zhì)焦油

比重、黏度都比較小焦油中的輕質(zhì)組分易被水帶走。（3）混合焦油與焦油渣的比重差增大黏度比重質(zhì)焦油減少20~40%浮焦油渣:

隨煤氣進入集氣管的煤塵和多孔物質(zhì)中,其絕大部分的假比重小于焦油的比重,只有在焦油、氨水的浸潤充塞下，其假比重增加，才漸漸沉淀下來，這種過程就形成所謂的焦油渣。

焦油脫渣采用混合流程好，對焦油脫水有何影響？學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求一、焦油氨水混合物的性質(zhì)和分離要求（4）焦油的脫水：

分析：T↑或氨水中固定銨鹽↓焦油氨水的分離易∵T↑或氨水中固定銨鹽↓使氨水的比重↓與焦油的比重差↑脫水溫度為80~900C集氣管焦油氨水中固定銨鹽30~40g/l混合氨水分離流程，氨水中固定銨鹽1.3~3.5g/l混合焦油脫水程度好混合焦油:保持80~900C,在兩個澄清槽中分兩部脫水能達到分離要求請記住學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求2、分離要求：氨水：經(jīng)澄清后氨水含焦油最好<100mg/l焦油質(zhì)量指標

一級品二級品1．12—1.201.13—1.22水份%

≤44灰份%

≤0.150.15游離碳%

≤610黏度E80≤5.05.0密度(20℃)kg/l學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求二、分離方法和流程1、分離方法：

焦油是一種懸浮液和乳濁液的混合物。分離原理：重力沉降和離心分離。大、中型廠機械化氨水澄清槽。

小廠焦油盒澄清槽。

其它方法（1）機械化氨水澄清槽與離心機的三段脫渣流程。（2）錐形底澄清槽。（小廠）（3）Koppeps在石焦廠采用臥式圓筒型機械化澄清槽，焦油再進入壓力脫水槽進一步脫渣脫水。（4）Still在宣焦采用小型刮板渣子分離器把大顆粒子除去后，焦油氨水一起進入錐形底澄清槽焦油脫除率>90%,動力消耗大機械費用高.在要求焦油中含水含渣特別低時可以考慮采用.學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求2、重力沉降和離心分離結(jié)合的焦油氨水分離流程焦油經(jīng)過三段脫渣學習單元1.2.3焦油氨水分離及技術(shù)要求空心軸轉(zhuǎn)鼓螺旋給料器五、安泰200萬t機焦廠鼓風冷凝工段工藝流程思考題:1、熟悉煤氣橫管初冷的工藝流程及特點和要點。2、掌握焦油氨水混合物的分離目的和分離要求。3、掌握概念及性質(zhì)：重質(zhì)焦油，輕質(zhì)焦油，混合焦油。4、什么是循環(huán)氨水單獨分離和混合分離？5、什么是剩余氨水？

鼓風機離心式驅(qū)動電動機（渦輪式或透平式）汽輪機

羅茨式

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

一、離心式鼓風機

1.離心式鼓風機的構(gòu)造及工作原理

（1）構(gòu)造機身、轉(zhuǎn)子組件、密封裝置、軸承、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)及其它輔助零部件等組成。

（2）工作過程

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

靜壓能煤氣吸入口第一個工作葉輪高速旋轉(zhuǎn)離心力下葉輪外面的環(huán)形空隙中心處負壓動能動能導(dǎo)葉輪第二個工作葉輪靜壓能煤氣壓出口

一、離心式鼓風機

1.離心式鼓風機的構(gòu)造及工作原理

（1）構(gòu)造機身、轉(zhuǎn)子組件、密封裝置、軸承、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)及其它輔助零部件等組成。

（2）工作過程

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

靜壓能煤氣吸入口第一個工作葉輪高速旋轉(zhuǎn)離心力下葉輪外面的環(huán)形空隙中心處負壓動能動能導(dǎo)葉輪第二個工作葉輪靜壓能煤氣壓出口凈化車間的心臟—鼓風機D1250-235型，Q=1058.33Nm3/min圖3-2離心鼓風機示意圖學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

（3）工作原理:

動能轉(zhuǎn)換為靜壓能（煤氣的壓力是在轉(zhuǎn)子的各個葉輪作用下．并經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而得到提高）。

葉輪的轉(zhuǎn)速r越高，煤氣的密度p越大，煤氣的離心力F即越大，則出口煤氣的壓力也就越高。

(4)規(guī)格:離心式鼓風機按進口煤氣流量的大有:150、300、750、900和1200m3/min等各種，

(5)總壓頭：29.5~34.3KPa。學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

m3/h式中V一鼓風機前煤氣的實際體積流量，m3/h；

K一每噸干煤的煤氣發(fā)生量，m3；

B一干煤裝入量，t/h；

T一鼓風機前煤氣的熱力學溫度，K；Ｐ一大氣壓力，kPa；ＰＳ一鼓風機前煤氣中的水汽分壓，kPa；Ｐ機前—鼓風機前吸力，kPa；

—焦爐裝入煤的不均衡系數(shù)，取為1.1。2.鼓風機輸氣能力及軸功率的計算

(1)輸氣能力計算：學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

(2)軸功率計算

①理論軸功率

kW

式中：P1—鼓風機吸入口的絕對壓力，kPa；

P2—鼓風機出口的絕對壓力，kPa；

V1—進入鼓風機的煤氣實際體積流量，m3/h

；

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

綜合效率=0.786,②實際軸功率（簡稱軸功率）：

kW

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

③原動機功率蒸汽透平機，需增15％，電動機，需增20％～30％。④鼓風機軸功率主要取決于：V1初冷器后集合溫度高，將使N。（P2/P1）壓縮比

吸氣管的管徑不宜過小和過長，在操作中注意吸氣管和初冷器的堵塞。學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

3.煤氣在鼓風機中的溫升

式中T1及T2—分別為氣體壓縮前后的熱力學溫度，K。實際△t=15～20℃是正常的。若△t大于35℃，則說明功率消耗太大了，采取措施解決。

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

分析：（1）臨界輸送量：

B點壓頭(最高壓頭)的輸送量。

4、離心式鼓風機的性能學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

生產(chǎn)能力(Q)與總壓頭(H)關(guān)系

Q-H特性曲線

（2）穩(wěn)定工作區(qū)（操作穩(wěn)定區(qū)）：B點右側(cè)延伸的特性曲線范圍內(nèi)。（3）不穩(wěn)定工作區(qū)（不允許操作區(qū)）：B點左側(cè)延伸的特性曲線范圍內(nèi)。（輸送量波動，會振動，有“飛動”現(xiàn)象）穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)區(qū)額定轉(zhuǎn)速：鼓風機允許的最大轉(zhuǎn)速值稱為額定轉(zhuǎn)速。

臨界轉(zhuǎn)速：

鼓風機出現(xiàn)工作不均衡，輸送量波動，并發(fā)生振動等現(xiàn)象時的轉(zhuǎn)速，稱為臨界轉(zhuǎn)速。（鼓風機的臨界轉(zhuǎn)速在2700～2800r/min范圍內(nèi)）

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

5、鼓風機的調(diào)節(jié)

（1）進出口開閉器調(diào)節(jié)

（2）“小循環(huán)”調(diào)節(jié)①使用條件：

風機能力較大，煤氣量較小②調(diào)節(jié)方法：

鼓風機壓出的部分煤氣經(jīng)煤氣小循環(huán)管再回到鼓風機去。③問題：

有煤氣溫升。

學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

①使用條件：煤氣量為鼓風機額定能力的1/4~1/3時當焦爐剛開工、因故大幅度延長（3）“大循環(huán)”調(diào)節(jié)②調(diào)節(jié)方法：

鼓風機壓出的部分煤氣經(jīng)煤氣大循環(huán)管送到初冷器前的煤氣管道中，經(jīng)過冷卻后，再回到鼓風機去。③效果：

解決煤氣溫升過高的問題，增加鼓風機能耗，增加初冷器負荷及水用量學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

（4）用透平機拖動鼓風機的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)（6）采用變頻調(diào)速電機此法調(diào)節(jié)方便簡單。（5）采用液力偶合調(diào)速器（渦輪連軸器）

①結(jié)構(gòu)：由泵輪、渦輪、放油機構(gòu)，主、從動軸、外殼組成。

②調(diào)節(jié)：改變偶合器中油流量，在輸入轉(zhuǎn)速不變情況下，調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速。

③特點無級調(diào)速，調(diào)速范圍在20％-97％。啟動方便，調(diào)節(jié)靈活，高效節(jié)能。液力偶合調(diào)速器二、羅次式鼓風機（“定容式”風機）學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

1、羅茨鼓風機的結(jié)構(gòu)

機殼、軸、傳動齒輪及一對斷面呈“∞”形的轉(zhuǎn)子組成

2、羅茨鼓風機的工作原理

電動機帶動主動軸，主動軸上的齒輪，便帶動從動軸上的齒輪按相反方向同步旋轉(zhuǎn)，與此同時，相嚙合的兩個轉(zhuǎn)子也相隨轉(zhuǎn)動。將氣體吸入并壓出。羅次式鼓風機（“定容式”風機）羅次式鼓風機（“定容式”風機）3、羅茨鼓風機的調(diào)節(jié)學習單元1.2.5離心式鼓風機原理、技術(shù)要求

羅茨機特點：當壓力在一定范圍內(nèi)變化時，輸氣量為一常數(shù)。風量的調(diào)節(jié)：采用旁路回流的方法。采用變頻調(diào)速電機1、簡述離心式鼓風機的結(jié)構(gòu)和工作原理。2、什么叫鼓風機的臨界轉(zhuǎn)速?什么叫額定轉(zhuǎn)速?3、什么叫鼓風機的“小循環(huán)”、“大循環(huán)”調(diào)節(jié)?4、怎樣用液力偶合器調(diào)節(jié)鼓風機的煤氣輸送量?思考題：學習單元1.2.6煤氣管道及技術(shù)要求一、煤氣的輸送系統(tǒng)

煤氣經(jīng)過的設(shè)備和管道統(tǒng)稱為煤氣的輸送系統(tǒng)。鼓風機：克服設(shè)備和管道的阻力保證煤氣有足夠的剩余壓力。1、輸送系統(tǒng)阻力分布（大廠）

機前<吸入方>吸力Kpa集氣管→風機前管道1.5~2.0并聯(lián)初冷器1.0~1.5開閉器0,5~1.5合計3.0~5.0

機后<壓出方>表壓Kpa

風機→儲罐的管道3.0~4.0電捕焦油器0.3~0.5飽和器5.5~6.5(≤2.0)終冷塔0.8~1.2洗苯塔1.5~2.0脫硫塔1.5~2.0剩余壓力4.0~5.0

合計16.6~21.0

學習單元1.2.6煤氣管道及技術(shù)要求2、鼓風機總壓頭的選擇總壓力=機后壓力—機前壓力鼓風機總壓頭=21—（-5）=26

Kpa

選用30~35Kpa3