CN201158647Y

CN201158647Y - 一种焦炉煤气中间冷却塔

Info

Publication number: CN201158647Y
Application number: CNU2007201444043U
Authority: CN
Inventors: 颜长青; 任巍
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd; Baosteel Group Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2017-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种新型焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔仅包括煤气洗萘段、煤气冷却段和相关配套设施，取消了以往的煤气预冷却段。本实用新型的优点是：避开了传统中冷洗萘工艺由于设置煤气预冷却后，煤气温度较洗萘油低以及煤气夹带水雾，造成洗萘油含水量增加，油中水分在循环过程中再大量吸收煤气中H₂S、HCN等腐蚀性气体，从而引起洗萘富油对粗苯蒸馏系统产生的腐蚀和洗油劣化。有利于煤气净化工艺的优化和改进。

Description

一种焦炉煤气中间冷却塔

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气净化领域，更具体地，本实用新型涉及一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔用于煤气除萘和煤气冷却，为焦炉煤气净化工程中的首道工序。

背景技术

焦炭是冶金工业炼铁的主要原料。中国焦炭产量居世界第一位，焦化产品百余种。

炼焦用煤在复杂的地质状况下含有上百种成分，在焦炉中成焦时，其中多种成分随煤气一起进入随后的工序。在炼焦过程中原料煤中约30％-35％的硫转化成H₂S等硫化物，与HCN等一起形成煤气中的杂质，煤气中的H₂S含量一般为5～8g/m³，HCN的含量为1～2.5g/m³。而H₂S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性，在空气中含有0.1％的H₂S就能使人致命。当焦炉煤气最终用作燃料时，硫化氢及燃烧产物二氧化硫均有毒，会严重污染环境，所以煤气作为燃料使用之前必须进行净化。

煤气净化主要是脱除煤气中有害成分，具体包括冷却和输送出炉煤气、脱除煤气中H₂S，HCN等酸性气体和NH₃类碱性气体、脱除及回收煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。因此一般的净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。

煤气的预冷煤气的预冷是指，出炉煤气通过集气管喷洒氨水和设置预冷器将出炉煤气由650-800℃降至25℃左右的处理过程。预冷器冷却方法通常有间接式、直接式、间直结合式3种。冷却设备有直冷式喷淋塔、立管式预冷器和横管式预冷器。间接式煤气冷却过程冷却水不与煤气接触，通过换热器完成两相传热。由于冷却介质-水没有受到煤气中有害介质的污染，循环使用次数多。问冷式适用于大多数缺水地区的焦化厂。由于煤气预冷时有大量萘的结晶析出，所以采用立管式预冷器的工艺要求预冷器后集合温度不低于25℃，以防冷凝液管堵塞。而在采用横管多级喷洒洗萘预冷器的工艺中，由于喷洒液对萘的吸收而大大降低了萘结晶堵塞管道。直冷煤气设备通常采用塔，由煤气与冷介质的逆相直接接触，完成热量和物质传递，因此煤气直接冷却，不但冷却了煤气，而且具有净化的效果。

煤气中萘的脱除工艺

粗煤气中含萘约10g/m³，其中大部分在集气管预冷器中冷凝下来并溶于焦油中，经过预冷后，含量约为2g/m³的萘处于过饱和状态，预冷后的煤气沿管道流向后序净化设备时，一旦流速缓慢或温度进一步下降，萘就会沉积析出并造成堵塞，因此煤气进一步脱萘是必要的。目前脱萘主要有两种方式，水洗法和油洗法。所谓水洗法是利用终冷塔中冷水与热煤气的逆向接触，降低煤气温度使萘析出，再利用热焦油吸收水中的萘而实现冷水循环洗萘。油洗萘是利用洗油洗涤煤气并吸收其中的萘，而从洗油中分离萘可以同富油脱苯同时进行，该法较水洗法效率高，一般可将煤气含萘降至0.5g/m³以下。

经脱除萘的煤气还需经后道的煤气中焦油的脱除及回收、氨类的脱除及苯类的脱除及回收工序。由于中间煤气冷却塔是煤气净化的第一道工序，煤气中的H₂S、HCN等腐蚀性气体含量高，只要洗萘中的水分超过2％，就不可避免大量吸收H₂S、HCN等气体。洗萘富油是汇合到脱苯富油中进行粗苯蒸馏的工艺，就会对粗苯蒸馏系统产生不良的影响。

在焦炉煤气净化工艺中，作为焦炉煤气净化工程中必不可少的首道工序的、用于脱除煤气中的萘和冷却煤气的工艺，脱除使用焦炉煤气中间冷却塔。

所述中间煤气冷却塔(又称氨萘塔，简称中冷塔，见附图一)通常设有三段工作区，即，预冷却段，洗油除萘段及后冷却段。功能是冷却和除萘。上段、下段用氨水喷林冷却煤气，中段用富油脱除煤气中的萘。中冷塔段与段之间采用断流板隔离，煤气在经过断流板的导筒时的流速高，相应存在严重的雾沫夹带。富油中正常水分含量1～2％，吸收雾沫后的洗萘循环富油水分上升到5％。这样，在洗油除萘过程中，洗油中的水就会吸收煤气中大量H₂S、CS₂、COS等硫化物以及噻吩等杂环化合物。

吸收了H₂S、HCN、噻吩等物质的洗油，在水中迅速形成CNS^-，CNS^-与NH₄ ⁺形成难以分解的固定铵盐。含有大量杂质物质的快洗油还容易与煤气中吸收下来的不饱和烃类物质的聚合，使洗油在粗苯蒸馏过程中的比重、粘度不断增大，高沸点残留物增多。吸收了H₂S、HCN、噻吩等物质的洗油，在粗苯蒸馏时与汽相粗苯一起部分解析出来，对汽相管和冷凝器产生强烈的化学腐蚀。

随着在粗苯蒸馏过程中温度的升高，特别是，在管式炉内被加热到180℃时，炉管管壁温度达到350℃，洗油成分以及某些聚合物会发生深度裂解而碳化，加深了洗油的老化，进一步增加循环洗油的含渣量。使洗油变稠，平均分子量增大，吸苯塔、换热器、脱苯塔堵塞加剧，洗油消耗增加，吸苯效率下降。

焦炉来的煤气先经过预冷器冷却到20～30℃，再经过煤气鼓风机升压、电捕焦油器捕雾后，煤气温度升高15℃左右，然后进入中间煤气冷却塔的预冷段，用冷却氨水直接与煤气喷洒接触降低煤气温度。然而，进入洗油除萘段，在中间除萘段内用吸苯富油脱除煤气中的萘。最后，经过后冷却段用氨水调整煤气出口温度后进入后续煤气净化处理装置。

传统的中间煤气冷却塔如图1所示。煤气先经过预冷后，不饱和煤气变成了饱和煤气，尽管中段除萘的油温比煤气温度高1～2℃，但由于煤气流速高，气液夹带不可避免，除萘洗油中的水分从1～2％增加到4～5％，油中水分在循环过程中再大量吸收煤气中H₂S、HCN等腐蚀性气体，从而引起洗萘富油对粗苯蒸馏系统产生腐蚀和洗油劣化。

实用新型内容

针对传统工艺中存在的上述缺点，本实用新型的目的在于：提供一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔具有合理的工艺配置，藉此，可在煤气除萘过程中更加有效地减少除萘洗油对H₂S、HCN等气体的吸收，保护粗苯蒸馏过程中腐蚀、劣化以及堵塞，同时提高效率、保护环境。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔由独立的洗油除萘段和煤气后冷却段构成。

根据本实用新型的焦炉煤气中间冷却塔，取消了以往的煤气预冷却段3。使预冷后煤气集合温度能够达到20～30℃；预冷后煤气集合温度能够达到20～25℃，充分利用煤气在经过风机和电捕焦油器的温度升高后，煤气不饱和的特性，煤气不经过传统中间煤气冷塔预冷而直接进行洗油除萘。优化工艺，降低成本。

另外，吸收雾沫后的洗萘循环富油水分含量小于2％。这样，在洗油除萘过程中，洗油中的水就不会吸收煤气中大量H₂S、CS₂、COS等硫化物以及噻吩等杂环化合物。避免洗萘富油对粗苯蒸馏系统产生腐蚀和洗油劣化。

不饱和煤气最先经过洗油除萘段脱萘，然后再经过后冷却进行温度调整，同时将不饱和煤气变成了饱和煤气，然后再进入煤气后续净化装置。

根据本实用新型的焦炉煤气中间冷却塔，优选的是，所述洗油除萘段只有洗油循环，而不再设置循环油加热器5。

根据上述工艺，可以同样达到降低投入，工艺优化的目的。

不饱和煤气经过油洗段除萘时，煤气中的水分不可能往洗油中去，洗油中水分只会减少，不会增加，从而避免洗油水分增加后，吸收煤气中的H₂S、HCN等腐蚀性气体。

根据本实用新型的焦炉煤气中间冷却塔，优选的是，在洗油除萘段设置洗油加热器。

根据本实用新型的焦炉煤气中间冷却塔，优选的是，在后冷段设置氨水洗涤降温装置。

由此，可将煤气温度控制在35～37℃。如果有氨水蒸馏的汽相进入中间煤气冷却塔，也在后冷段中完成冷却降温。

本实用新型的优点是：避开了传统中冷洗萘工艺由于设置煤气预冷却后，煤气温度较洗萘油低以及煤气夹带水雾，造成洗萘油含水量增加，油中水分在循环过程中再大量吸收煤气中H₂S、HCN等腐蚀性气体，从而引起洗萘富油对粗苯蒸馏系统产生的腐蚀和洗油劣化。有利于煤气净化工艺的优化和改进。

附图的简单说明

图1为传统中间煤气冷却塔流程示意图。

图2为新型中间煤气冷却塔流程示意图。

图中，1为预冷却段，2为洗油除萘段，3为后冷却段，4为直冷式喷淋塔，5为直冷式氨水喷淋塔，6为循环氨水冷却器，7为循环油加热器，8为循环氨水泵，9为循环油泵。

具体实施方式

实施例1

一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔由独立的洗油除萘段2和煤气后冷却段3构成。所述洗油除萘段2只有洗油循环，而不再设置以往的煤气中间冷却塔的循环油加热器5，降低投入，优化工艺。

本实施例的焦炉煤气中间冷却塔设有煤气预冷直接冷却塔，其预冷后煤气集合温度能够达到20～30℃。

实施例2

一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔由独立的洗油除萘段2和煤气后冷却段3构成。所述洗油除萘段2只有洗油循环，而不再设置以往的煤气中间冷却塔的循环油加热器5。另外，本实施例的焦炉煤气中间冷却塔不设有煤气预冷直接冷却塔，其预冷后煤气集合温度能够达到20～25℃。

在上述二实施例中，除萘后的煤气在后冷段进行氨水洗涤降温，满足煤气温度控制在35～37℃。如果有氨水蒸馏的汽相进入中间煤气冷却塔，也在后冷段中完成冷却降温。

当净化煤气无直接冷却的初冷集合温度在20～25℃，或采用直接式冷却器的初冷集合温度25～30℃时，煤气通过鼓风机和电捕焦油器升温后，饱和煤气成为不饱和煤气，直接进入到中间煤气冷却器的油洗萘段，就不会再有水雾夹带到洗油中。相反，洗油中的少量水分会被吸收到煤气中，煤气中的H₂S、HCN、噻吩等腐蚀性物质就很难再被循环洗萘洗油吸入。从而可以减缓粗苯蒸馏时洗油聚合和劣化，防止设备的堵塞。同时，也减少腐蚀性物资对脱苯塔的汽相管和汽相冷凝器的腐蚀。

如上所述，本实用新型的优点是：避开了传统中冷洗萘工艺由于设置煤气预冷却后，煤气温度较洗萘油低以及煤气夹带水雾，造成洗萘油含水量增加，油中水分在循环过程中再大量吸收煤气中H2S、HCN等腐蚀性气体，从而引起洗萘富油对粗苯蒸馏系统产生的腐蚀和洗油劣化。有利于煤气净化工艺的优化和改进。

Claims

1、一种新型焦炉煤气中间冷却塔，其特征在于：所述焦炉煤气中间冷却塔由独立的洗油除萘段和煤气后冷却段构成。

2、如权利要求1所述的新型中间煤气冷却塔，其特征在于：所述新型中间煤气冷却塔设有煤气预冷直接冷却塔。

3.如权利要求1所述的新型中间煤气冷却塔，其特征在于：所述焦炉煤气中间冷却塔在洗油除萘段设置洗油加热器。

4.如权利要求1所述的新型中间煤气冷却塔，其特征在于：所述焦炉煤气中间冷却塔在后冷段设置氨水洗涤降温装置。