煤化工工艺学课件4.2-粗煤气的分离

§4、炼焦化学产品的回收与精制§4．2粗煤气分离§4．2粗煤气分离1.粗煤气初步冷却⑴粗煤气初步冷却的意义①回收煤气中的化学产品多用吸收法，在约30℃低温下吸收是有利的（自焦炉出来的粗煤气温度650~800℃）。②含大量水汽的高温气体体积大，管径增大，鼓风机的负荷及能量消耗增加。高温气体在管道内输送是危险的，也不允许其进入煤气鼓风机。③煤气冷却可减少对设备和管路的堵塞和腐蚀。⑵初步冷却工艺流程（图4-3）※①简述流程循环氨水泵油水澄清槽电捕焦油器鼓风机初冷器气液分离器集气管桥管焦炉储槽储槽+10~15℃25~35℃80~85℃650~800℃冷凝氨水焦油渣过剩氨水去焦油加工水水煤气图4-3初步冷却工艺流程70~75℃循环氨水过剩氨水※②流程中煤气变化温度变化：焦炉来粗煤气：650~800℃集气管后：80~85℃初冷器后：25~35℃鼓风机后：升温+10~15℃容积质量变化：初冷器后粗煤气质量减少了2／3；初冷器后粗煤气容积少了3／5.※③流程中的氨水a:两部分氨水循环氨水：集气管喷洒用的循环氨水（有70%~80%为难水解的氯化铵称固定氨）冷凝氨水：初冷器冷凝氨水（有80%~90%为易水解的碳酸氢铵等称挥发氨）b:防止循环氨水中的固定铵的积累为了防止循环氨水中的氯化铵的积累，部分氨水外排入剩余氨水中，并补充一部分冷凝氨水入循环氨水。c:桥管和集气管喷洒过量氨水的作用出炉粗煤气温度较高（热水喷洒冷水不可）；使集气管中的重质焦油能与氨水一起流动，便于送到回收车间。⑶煤气初冷方法及设备※①间接冷却a:冷却设备：管壳式换热器：管间走煤气，管内走冷却水。分立管式和横管式（传热系数大，水流速大，冷凝液膜流动条件适宜）缺点：耗用金属量大，须除管内水垢，管外壁焦油和萘的沉积物。煤气间接冷却的初冷流程：1一气液分离器；2一直管式间接初冷器；3、5一水封槽；4一鼓风机；6一电捕焦油器；7一凉水架；8一机械化焦油氨水澄清槽；9一循环氨水槽；10一循环氨水泵；11一中间槽；12一冷凝掖泵；13一焦油槽；14一焦油泵；15一初冷水泵；16一萘、水分离器；17一蒙油泵b:直接冷却器（煤气和水直接接触）煤气直接冷却的初冷流程：1一气液分离器；2一焦油盒；3、4一直接式木格填料初冷塔；5一鼓风机；6一氨水冷却器；7一氨水池；8一焦油氨水澄清池；9一泵；c:间-直联合煤气间—直联合冷却的初冷流程：1一煤气入口；2一冷却水管；3一冷凝液冷却器；4一冷却水进口；5一煤气出口；6一冷凝液泵；7一冷凝液满流管；8一直冷段冷凝液池；9一直冷段冷凝液入口；10一冷却水进口；11一去直冷段的冷凝液管；12一冷却水出口2.焦油和氨水分离⑴意义理由①循环氨水中不应有焦油和固体颗粒，否则堵塞喷嘴。②焦油精制加工若有水存在，将增大耗热量，增大设备容积、阻力。③焦油中固体颗粒，破坏沥青质量，焦油渣沉积影响设备操作。⑵氨水、焦油、油渣分离困难①焦油黏度大，难以沉淀分离②焦油中极性化合物易水形成乳化液③焦油渣密度与焦油密度相近难以沉淀分离⑶氨水、焦油、油渣分离方法加压沉降分离：120~140℃，水分蒸发掉，降低焦油的黏度，沉降分离效果提高离心分离再用氨水洗：离心分离改善焦油和油渣的分离。3.煤气输送⑴鼓风机作用为了克服煤气的输送阻力及保持送出煤气有足够压力⑵操作与维护较低温度及时排出机下冷凝液及时用蒸汽吹扫冷凝液排出管总压头：现代使用的鼓风机总压头为30~36KP，机前最大负压-5~-4KP，机后压力20~30KP。种类：离心式（大厂），罗茨风机（小厂）离心式鼓风机:离心式鼓风机由固定的机壳和在机壳内高速旋转的转子组成。转子上有一个至数个工作叶轮；工作叶轮由两个平行的圆盘构成，圆盘之间用固定叶片连接。煤气由吸入管导入第一个工作叶轮的中心，并随高速旋转的叶轮做高速运动，并因离心力作用沿叶轮的叶片向周边扩散，进入叶轮边缘与壳体之间的空间。因此，煤气速度减慢，体积膨胀并产生压力。由于压力的作用，煤气顺着固定在壳体上的固定叶片返回到第二个工作叶轮的中心，重复上述过程。如此，煤气依次进入各个叶轮，压力逐渐增大，由最末一个叶轮边缘排出机外，沿压出管送出罗茨鼓风机罗茨鼓风机:利用转子转动时的容积变化来吸入和排出煤气，用电动机驱动。罗茨鼓风机有一铸铁外壳，壳内装有两个“8”字形的用铸铁或铸钢制成的空心转子，并将气缸分成两个工作室。两个转子装在两个互相平行的轴上，在这两个轴上又各装有一个互相咬合、大小相同的齿轮，当电动机经由皮带轮带动主轴转子时，主轴上的齿轮又带动了从动轴上的齿轮，所以两个转子做相对反向转动，此时一个工作室吸入气体，由转子推入另一个工作室而将气体压出罗茨鼓风机的特点是输气量随着内压变化几乎保持一定，即风压稍有变化，但风量几乎不变，4.煤气净化⑴煤气脱焦油雾①意义硫胺工序：形成酸焦油使母液起泡，污染设备和溶液。对洗苯：使洗液焦油的质量变坏。对脱硫：焦油雾使脱硫率变小。※②电捕焦油器a:原理管子中心为负极，管壁则取为正极（内部产生负离子），焦油雾经过管子的电场时变成带负电荷的质点，故沉积在管壁而被捕集，并汇流到下部导出。b:流程中位置鼓风机前：煤气温度低，利于焦油、萘晶粒析出；但机前为负压，绝缘子处易着火。鼓风机后：较安全焦油雾少于机前，焦油雾也大于机前。⑵煤气除萘①意义萘：易结晶，堵塞管路和设备⑶除萘方法冷却冲洗法油吸收法⑷脱硫