CN1131294C - 焦炉煤气露点冷却工艺废水零排放的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是炼焦系统污水排放控制的一种工艺方法，可使炼焦生产实现工艺废水零排放，达到炼焦洁净生产的目的。本发明主要特点是：荒煤气经气液分离器分离后，进入冷却器，采用间接冷却的方法，根据循环氨水槽水位，及时自动或手动调节冷却水量，不让多余含酚、氰等污染物质的氨水从煤气中冷凝析出，达到焦化企业工艺废水零排放和生产焦炭、焦油、煤气三种产品的目的。
Description
本发明是一种炼焦炉工艺废水零排放的控制方法。
常规炼焦炉产生的荒煤气，通常要将其冷却到30℃以下，经过各种净化措施处理后再送入焦炉或供其他用户使用。因为在炼焦过程中入炉煤水份和炼焦时生成的化合水份均进入荒煤气中，所以在冷却过程中，煤气中大量的水份析出来并进入氨水中，使氨水量增多而形成所谓的剩余氨水，剩余氨水要进行蒸氨等一系列的处理，再经过生化处理才能复用和排放。排放的废水中仍然含有一定量的酚、氰等有害物质。整个过程需要一整套复杂的设备，不仅要投入大量的资金，还要消耗大量的电力资源、水力资源、人力资源、土地资源，更甚者是对环境仍造成一定程度的污染。一般情况下，一个控制良好的焦化厂每生产1t成品焦炭所产生的工艺废水量约为380L左右，其中大约30％～45％是剩余氨水(即来自炼焦煤所产生的水份)，其余来自于其它回收。面对传统炼焦工艺存在的投资大、消耗高、污染环境等问题，世界各国都在花大力气控制污染，对传统的炼焦工艺拼命加大设备，进行改造，使其发展到了登峰造极的地步，但这些努力仍不能完全解决含一定有害物质的工艺废水的排放问题，更未能摆脱投资费用及生产成本高昂的困境，这对于我国焦化企业来说大多数都难以承受。用绿色生产的标准来衡量各国焦化企业的生产现状，可以看到，虽然一些企业在生产处于最佳管理状态下污染物排放能够达标排放，也只能说是它达到了各国在无可奈何的情况下，按目前工艺制定的排放最低标准，而不能说其污染物排放达到了对生态无危害的效果。随着石油化工的快速发展，绝大多数在焦化回收中高成本才能得到的产品被石油化工廉价得到的产品所取代，70年代以前给焦化回收的化产品冠以“贵重”的概念已经成为历史。在这种背景下美国在70年代提出搞无回收焦炉、德国在80年代又继而提出焦化企业只生产两种产品——焦炭和煤气的先进思路。我国也正在努力采取多种措施，控制污染。审视钢铁工业的现状和未来，目前高炉冶炼在炼铁工艺中仍占主导地位，同时，直接还原铁技术的进一步发展与推广，必然会在炼铁工艺中占有一席之地。高炉炼铁需要焦炭，直接还原铁需要还原气(裂解的焦炉煤气是一种理想的还原气体)，另外焦油加工与应用的市场前景也很广阔。针对这一现状，借鉴生产两产品的炼焦工艺，开发三种产品的焦化生产工艺(即焦炭、焦油、煤气)应该是炼焦工业发展的一条出路。该工艺通过控制煤气冷凝温度，无剩余氨水产生，可以实现焦化企业的洁净生产。三产品焦化生产工艺在技术上不仅容易实现，而且可以大幅度降低焦化厂的投资。作为发展中国家的我国开发三产品焦化生产工艺，将是焦化生产的一条有效途径。
本发明就是要设计一种无工艺废水产生、降低能耗、节约投资的对炼焦炉废水产生的控制方法，达到工艺废水零排放的目的。该发明是以实现焦化企业的洁净生产，并以源头控制为设计原则，应用于煤气净化系统，可缩短工艺流程，实现焦化企业生产三种产品的工艺路线。
本发明是这样实现的，根据一定量的煤气中饱和水蒸气含量是煤气温度的函数，当入炉煤水份和化合水的含量与某一温度煤气中的饱和水蒸气函数相当时，这一温度即是要控制的温度，用焦炉煤气露点冷却的方法实现冷却工艺废水的零排放。具体做法是采用间接冷却的方法控制焦炉煤气的冷却温度略高于煤气的露点温度，并在煤气输送过程中采取适当保温或升温措施，防止煤气在输送过程中有剩余氨水冷凝析出，从而使入炉煤水份和化合水份与使用终点的煤气中的饱和水蒸气含量达到平衡，不产生多余含酚、氰等污染物质的氨水，实现工艺废水零排放。实际操作时，只要根据循环氨水槽的液位变化自动或手动控制送入煤气冷却器的冷却水量，就可达到有效控制焦炉煤气冷却温度，实现工艺废水零排放及焦化企业生产焦炭、焦油、煤气三产品的目的。
本发明采用源头治理污染的原则，控制方法简单可靠，可大大节省后续工序投资，仅废水净化部分吨焦节约投资60元左右。在降低能耗方面，电耗约降低20KW/吨焦，水耗降低约13m3/吨焦，吨焦生产成本可降低30元以上。同时由于无工艺废水产生，减少了焦化过程的污染，从源头彻底解决了焦化废水污染环境的棘手问题。
附图是本发明在实际应用过程中的煤气短流程工艺示意图。
由炭化室进入上升管1的荒煤气，经桥管2的循环氨水喷洒冷却后，进入集气管3，再经吸气管4进入气液分离器5进行气液分离，分离后的高温煤气经管道送入煤气冷却器6进行冷却。冷却温度是根据入炉煤水份与化合水份的多少以及煤气产量的多少来确定煤气露点温度而进行控制的，一般控制煤气冷却温度高于露点温度2℃左右(视煤气使用终点温度而定)，以抵消后续管道的温降。例如：入炉煤水份含量为10％，化合水为2％，吨煤产煤气量为300m3/h(标)时，煤气的露点温度为72℃左右。入炉煤水份含量体现在氨水量产生的多少。根据上述原则来控制循环冷却水量。氨水量通过液位计20将电信号传送给计算机8，计算机对电信号处理后，发出指令给阀门7，从而控制循环冷却水量，达到控制煤气冷却温度的目的。水池11中的循环冷却水由水泵9送入煤气冷却器6，换热后的循环冷却水到凉水架10冷却后，进入水池11，供冷却煤气循环使用。
在气液分离器5中分离出的焦油、氨水以及煤气冷却器6、离心鼓风机12、电捕焦油器13中的冷凝液进入机械化焦油氨水分离槽23澄清分离，上层的氨水自流入循环氨水槽19，由循环氨水泵18送到桥管2对荒煤气喷洒冷却；中层的焦油自流入焦油中间槽21，经脱水后送入成品焦油贮槽22；下层的焦油渣由刮板送入焦油渣小车25；焦油最后由焦油泵24打送到焦油运输装置进行外运。
经煤气冷却器6冷却的煤气，由离心鼓风机12(通过离心力脱除部分轻质焦油及冷凝液)送入电捕焦油器13脱除焦油，再经过滤塔14进一步脱除焦油，脱除焦油的煤气经煤气预热器15预热到80～100℃后进入脱硫装置16中进行中温脱硫，最后净煤气17送回焦炉或供其他用户使用。
本发明在具体操作过程中，具有操作方便、控制简单的特点，当入炉煤水份发生波动时，只需根据循环氨水槽的液位变化，自动或手动控制冷却水量，就可将煤气冷却到比实际露点温度高出2℃左右，从而避免剩余氨水在后续管道中冷凝产生。在工艺流程上根据煤气露点冷却的独有特点，对煤气的冷却净化过程采用煤气短流程工艺，由焦炉送来的荒煤气依次经过气液分离、露点冷却后，再由离心鼓风机12送入电捕焦油器13、过滤塔14脱除焦油，而后经煤气预热器15预热(预热到80～100℃)、脱硫装置16中温脱硫，最后净煤气17供焦炉或其他用户使用，从而实现工艺废水零排放及焦化企业生产焦炭、焦油、煤气三产品的目的。
Claims (1)
- 焦炉煤气露点冷却工艺废水零排放的控制方法，是根据入炉煤水份和炼焦过程中产生的化合水份所对应的煤气露点温度，通过采用间接冷却法对焦炉煤气的冷却温度进行调节控制，从而不使工艺废水产生；具体做法是控制焦炉煤气的冷却温度使其高于煤气实际的露点温度2℃左右，从而使入炉煤水份和化合水份与使用终点的煤气中的饱和水蒸汽含量达到平衡，不产生多余含酚、氰污染物质的氨水，实现工艺废水零排放；实际操作时，根据循环氨水槽的液位变化自动或手动控制送入煤气冷却器的冷却水量，当循环氨水槽水位升高时，关小冷却水的控制阀门，当循环氨水槽水位降低时，开大冷却水的控制阀门，从而有效控制焦炉煤气露点温度，实现工艺废水零排放。
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