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摘要:
简要介绍了焦炉煤气净化工艺的发展,概括了焦炉煤气净化工艺节能技术现状,分析了焦炉煤气净化工艺节能技术。
关键词:
化工业;焦炉煤气;净化;节能
0引言
在中国的冶金工业中,焦炭作为最主要的原材料被使用到工业生产中,被放入焦炉中为工业生产提供热量。复杂地质情况下的焦煤成分有很多,高达上百种,煤在焦炉中提炼时,有很多种成分都会随着煤气进入到后面的工序中,要实现焦炉煤气的净化,必须将焦煤通过高温干馏形式使焦炉煤气中多余成分去除掉,但这一过程花费的人力、物力和财力较大,国家相关部门一直致力于焦炉煤气净化工艺节能技术研究和探讨,在焦炉煤气净化工艺中融入节能技术,采取有效节能措施,能有效降低焦炉煤气净化的操作技术和材料成本。
1焦炉煤气净化工艺的发展
在中国化工厂中,焦炉煤气的净化是一项重要工艺过程。20世纪50年代初,中国开始了焦炉煤气净化工艺的研究,中国焦炉煤气净化工作者突破了传统焦炉煤气净化的破旧工艺模式,对焦炉煤气净化进行了创高新改革,设计研发出了58型焦煤和其它炉型相适应的焦炉煤气净化工艺,比较常用的焦炉煤气净化工艺有NH3•H2O工艺、单塔脱苯工艺,实践表明,这些焦炉煤气净化工艺虽然都进行了革新和优化,但在使用过程中焦炉煤气净化效果较差,进行焦炉煤气净化的设备经常出现腐蚀情况,焦炉煤气净化过程中氨苯回收率较低,很容易在加工过程中造成严重环境污染,这对国家环保极为不利,中国的焦炉煤气净化工艺和发达国家相比还有很大差距。20世纪70年代以来,中国许多焦炉煤气焦化工厂意识到了提升焦炉煤气净化工艺水平的重要性,在焦炉煤气净化上大量投资,中国许多焦炉煤气焦化厂都和国外焦化厂进行了联合,将国外先进焦炉煤气净化工艺引用到国内,采用了全负压焦炉煤气净化工艺、脱硫脱氰焦炉煤气净化工艺和无饱和器法硫铵焦炉煤气净化工艺等国外先进技术,并对焦炉煤气净化过程中使用的设备和材料进行了革新和优化,使得中国的焦炉煤气净化工艺得到了突破性进展。近年来,中国焦炉煤气净化工艺开始朝着节能方向发展,使得中国的焦炉煤气净化技术拥有了国际先进水平,将节能技术有效应用到焦炉煤气净化工艺中,能有效改善中国焦化企业焦炉煤气净化技术,使其得到有效改进和提高。
2焦炉煤气净化工艺节能技术现状
在工业生产中,焦炉煤气净化主要是除去煤气中的有害成分,以免在使用过程中危害人体健康,焦炉煤气净化工艺主要包括冷却和输送煤气,并除掉焦炉煤气中有害成分,焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要包括初冷、洗涤、解析和处理等几方面工序内容。在焦炉煤气初冷过程中要采用集气管喷洒氨水和设置出冷器对煤气进行冷却处理,在焦炉煤气冷却处理过程中要确保输气管道没有堵塞,因此,进行焦炉煤气净化冷却处理的煤气在初冷器中集合的温度要保持在25℃以上。焦化厂在焦炉煤气净化的过程中,应格外注意焦炉煤气中焦油的脱出和回收,焦化厂焦炉煤气中大部分焦油都是经过喷洒工序,在NH3•H2O的作用下逐渐冷却下来的,另外一小部分焦油会在捕集装置中随着焦炉煤气的初冷,和NH3•H2O混合在一起。目前中国各大焦化厂在焦炉煤气净化的过程中,都采用氨水焦油分离装置对焦炉煤气中的焦油进行脱除和回收,主要是运用了NH3•H2O和焦油比重不同、密度不同,对其进行分层分离处理,在NH3•H2O和焦油分离的过程中,也有效除去了其中的渣尘[1]。根据焦化厂使用焦炉煤气净化设备的不同,可将其分为焦油氨水分离槽和机械化澄清槽两种不同形式,这两种设备在操作过程中要格外注意温度和分离时间的掌控,通常情况下氨水焦油分离的时间越长分离效果就越好,静置冷却作用会导致氨水焦油分离温度变低,堵塞分离管道,不利于氨水焦油分离的进行,一般来说氨水焦油分离槽都设置有保温系统,能实现氨水焦油分离槽温度的有效控制。
3焦炉煤气净化工艺节能技术
3.1焦炉煤气净化脱酸蒸氨工序的节能技术
在焦化厂焦炉煤气净化脱酸蒸氨工序中,采用蒸氨塔直接蒸汽的方式有效实现节能目的。目前中国各大焦化厂在焦炉煤气净化的过程中,都将脱酸蒸氨过程中的蒸汽直接输送到蒸氨塔内,蒸氨过程中产生的废水会从蒸氨塔外排出,并通过合理生化处理,这样才能达到降低蒸氨过程中蒸汽的消耗。在焦炉煤气净化过程中,要充分考虑蒸氨塔脱酸蒸氨过程中蒸汽减少带来的影响,蒸氨塔蒸氨过程中酚水量减少,且蒸氨过程产生的废水中含氨量的减少,能有效降低蒸氨过程对设备造成的损失,这就使得焦化厂在焦炉煤气净化过程中经济效益得到大大提高。焦化厂在焦炉煤气净化过程中还要重视对侧线NH3•H2O的合理利用,当脱氨塔内部的温度在100℃左右时,脱氨塔内富液中的挥发铵盐就会被分解掉,焦炉煤气中有害物质就会被分解出来,这个过程可称作焦炉煤气净化中的吸解过程,焦炉煤气净化中吸解过程所需热能主要由侧线NH3•H2O的提供,这种设计使得焦化厂的焦炉煤气净化过程节省了大量蒸汽消耗,并在一定程度上优化了焦炉煤气净化工艺[2]。且在此过程中要设置科学合理的换热器设备,对焦炉煤气净化过程中产生的热效率进行回收,从而达到节约能源的目的。
3.2焦炉煤气净化粗苯蒸馏工序的节能技术
在焦化厂进行焦炉煤气净化时,要想实现节能的目的,必须选用管式炉加热富油脱苯的方法工艺,有效实现粗苯蒸馏工序节能。焦炉煤气净化过程中富油脱苯有两种方法:a)使用水蒸气对其进行加热实现蒸馏脱苯的目的。采用这种方法只需将富油热度提升到150℃即可,此过程消耗水蒸气量较大;b)管式炉加热富油脱苯。目前中国焦化厂在焦炉煤气净化过程中采用的通常是这种方法,采用此方法时,可将富油温度提升到190℃以上,这种方法能有效实现焦炉煤气净化工艺的节能,降低焦炉煤气净化过程中能源的消耗,有效提高了焦化厂的经济效益[3]。焦化厂焦炉煤气净化技能过程中还要尤其重视换热器的科学合理设置,将脱苯塔中的苯汽进行冷却处理,并对部分苯汽进行冷凝处理,对交换热器出口的苯汽温度进行有效控制,使得绝大部分洗油蒸汽能实现冷凝的目的,确保交换热器出口的苯汽质量符合焦炉煤气净化节能要求。在脱苯塔中进行操作时,要充分利用油气交换热器,使其能充分发挥自己的作用,确保脱苯塔操作稳定性,能在极大程度上提高焦炉煤气净化节能质量,使得焦化厂焦炉煤气净化工序变得简单便捷,在极大程度上提升焦化厂经济效益。
4结语
焦炉煤气是中国工业生产的先决条件,对中国工业发展具有极大影响,焦炉煤气中含有的成分十分复杂,有些不能为工业生产所用,因此必须对焦炉煤气进行净化。但在焦炉煤气净化时会消耗大量能源,所以在焦炉煤气净化工艺中加入有效的节能措施,能确保焦炉煤气净化工艺的科学性和合理性,且能在极大程度上为国家节约能源,并减少大量经济开支,在焦炉煤气净化加工过程中采取有效的节能措施,能有效提高原料利用率,减少能源浪费,进而有效提高焦化厂经济效益。
作者:段鹏飞 单位:山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司
参考文献:
[1]肖瑞华.煤化学产品工艺学[M].北京:冶金工业出版社,2003.
[2]朱金阳.余热水采暖[M].北京:冶金工业出版社,1990.
[3]冯安祖,傅永宁.炼焦化工[M].北京:冶金工业出版社,1992