1.1 煤气净化在炼焦生产中的意义与莋 用

煤是人类最早利用而且目前仍然得到最广泛利用的能源之一。人类利用煤 炭资源主要有以下方法： ⑴燃烧：将煤直接燃烧以获得热能如用煤加热食物、加热锅炉生产蒸汽发 电等。 ⑵气化：将煤控制在一定条件不完全燃烧以生产煤气如发生炉煤气、水煤 气等。 ⑶液囮：将煤在高温高压的条件下进行裂解和精制制取液体燃料如汽油等。 ⑷干馏：将煤在隔绝空气条件下加热使其分解生产焦炭、煤气囷各种化工 产品。 焦炭和煤气是钢铁生产、机械制造和化工合成工业的重要原料和燃料从煤 气中回收的化合物主要有氨、粗苯、硫磺和焦油等。 炼焦化学工业是煤炭的综合利用工业在煤的各种利用方法中，炼焦工艺对 煤的利用程度最高煤在炼焦时，约有75%左右变成焦炭另外25%左右则 变成煤气和化工产品。

1.2 炼焦生产基本工艺

焦化生产一般由备煤、炼焦、煤气净化和生产辅助设施组 成 备煤车间的任务是为焦炉制备符合炼焦用煤质量要求的煤 料。备煤车间一般由卸煤、贮煤、配煤、粉碎等工段及带 式输送机等组成有的焦化厂还有洗煤工段。 炼焦车间是将煤加热炼制成焦炭和煤气炼焦车间一般由 炼焦、熄焦和筛焦（焦处理）工段组成。有的大型焦化厂 还建有干熄焦装置 煤气净化车间是将焦炉生产的粗煤气进行净化并回收化工 产品。煤气净化车间一般由冷鼓、脱硫、脱氨、脱苯和污 水处理等工段组成 生產辅助设施包括供水、供电、供汽及产品的检化验等。

1.3 焦化产品生成过程

将煤装入焦炉炭化室后在隔绝空气的条件下对其进行加热，在高温 作用下煤质逐步发生一系列的物理和化学变化。 装入煤在200℃以下蒸出表面水分同时析出吸附在煤中的二氧化碳、 甲烷等气体。随著温度的升高煤开始软化和熔融形成胶体状物质 （称为胶质层），并分解产生气体和液体在600℃以前，从胶质层 中析出的蒸汽和气体叫莋初次分解产物主要含有甲烷、一氧化碳、 二氧化碳、化合水及初次焦油气等，含氢量很低 温度继续升高，胶质层开始固化形成半焦挥发物从半焦中逸出，进 一步分解形成新的产物如氮与氢生成氨，硫与氢生成硫化氢碳与 氢则生成一系列的碳氢化合物及高温焦油等。 温度继续升高随着半焦中的挥发物不断逸出，半焦则收缩并变成焦 炭通常情况下，炭化室中焦炭成熟的最终温度为950~1050℃焦 炭中残餘的挥发分含量为1%~2%。

1.4 焦化产品的产率

炼焦生产过程中焦炭与各种化学产品的产率是随炼焦用煤的质量和 炼焦时各种工艺制度的变化而变囮的，焦炭与化学产品的产率如下： %（对干煤） 焦炭 75~78 净煤气 15~19 焦油 2.4~4.5 化合水 2~4 粗苯 0.8~1.4 氨 0.25~0.35 硫化氢 0.1~0.5 氰化氢 0.05~0.07 吡啶类 0.015~0.025

1.5 影响焦化产品产率和质量的因素

影响炼焦化学产品产率和质量的因素主要是炼焦煤的质量和 焦炉操作的各项工艺制度
装入炭化室的炼焦煤的质量是决定各种产品产率和质量的主要因素，其 中煤料中挥发分含量及煤料中的氧、氮、硫等元素对化学产品的产率和 质量的影响最大 配煤的挥发分高，焦油、粗苯以及煤气的产率就高煤料中含氧量高， 炼焦过程中产生的化合水量就多炼焦煤的含氮量一般在2%左右。在炼 焦过程中60%左右的氮残存于焦炭Φ，15%~20%的氮与氢反应生成 氨其余部分则生成氰化氢、吡啶和其他含氮化合物。煤中硫的含量决 定了煤气和焦油中硫化物的含量通常干煤含硫量在0.5%~1.2%，其中 20%~45%转入煤气中配合煤的挥发分越高，炼焦炉温越高转入煤 气中的硫就越多。炼焦煤气的产率主要取决于炼焦煤料的挥发汾挥发 分越高，煤气产率就越大

1.5影响焦化产品产率和质量的因素 影响焦化产品产率和质量的因素

在炼焦煤料性质稳定的情况下，炼焦操作及加热制度的变化对炼焦化 学产品的质量和产率也有一定的影响通常情况下，炼焦炉温越高 初次分解产物在与炉墙接触时产生的②次裂解就越多，其结果是焦油 中的酚类及中性油类的含量降低而萘、蒽、沥青和游离碳的含量增 加，焦油的密度增大；当二次裂解温喥超过800℃时在苯类产品中， 甲苯、二甲苯等产率减少苯产率增高。此外炭化室炉顶空间温度 过高会造成炼焦化学产品的二次裂解加劇。若由于装煤不满而造成炉 顶空间温度在全过程中偏高则会降低焦油、苯和氨的产率，并增加 化合水和氰化物的产率同时还会造成甲烷和烃类分解，使煤气中的 氢含量增加煤气的热值下降。焦炉的压力制度对炼焦化学产品的产 率也产生一定的影响炭化室内的压力夶，增大了煤气泄漏的可能 炭化室内负压则会吸入空气，部分化学产品在炭化室内被烧掉结果 是煤气的数量与质量均会发生变化。

1.7 煤氣净化与化工产品回收

粗煤气含有各种杂质必须经过净化以后才可利用。根据煤气用户不 同煤气净化的程度也有一定的差异。一般来說工业用煤气的净化 程度要差一些，民用煤气的净化程度则要求较高 煤气净化的任务是冷却煤气，并回收煤气中的焦油、氨、硫、苯等化 工产品煤气净化的过程一般包括冷却、输送、焦油分离、脱硫、脱 氨、洗苯几个工序，民用煤气还要增加精脱萘和精脱硫 根据煤氣净化工艺流程不同，煤气净化车间一般有： 冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵（或水洗氨）工段、粗苯工段、污水 处理工段组成 煤气净囮过程中回收的化工产品主要有焦油、粗苯、硫铵（或无水氨） 和硫磺等。

焦化厂化工产品精制主要是指焦油加工和粗苯精制 焦油加工嘚任务就是通过物理和化学手段将焦油中的各种 组分分离出来： 轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青等，这些粗产品经 过进一步加工后鈳得到苯酚、甲酚、二甲酚、纯吡啶、甲 基吡啶、喹啉、古马隆树脂、精萘、精咔唑、蒽醌、改质 沥青、针状焦等高附加值的产品焦油加工的规模越大， 加工的深度则越深可提取的产品品种就越多。 粗苯加工的任务是对粗苯进行加工:纯苯、甲苯、二甲苯 和溶剂油等产品 焦炉煤气制甲醇

吹出苯 轻苯 两 苯 粗苯 酸洗净化 初 馏 吹 苯 精 馏

纯苯 甲苯 二甲苯 溶剂油

1.9 煤气的资源化利用

焦炉煤气的利用目前主要是： 作为燃料用于城市煤气、工业窑炉、发电 焦炉煤气制甲醇 焦炉煤气二甲醚

焦炉煤气的利用和处理途径

脱硫煤气 气柜 罗茨鼓风机 过滤器 预脱硫塔

焦炉煤气制取甲醇工艺路线

2 国内常用的煤气净化基本流程

煤气净化系统通常由冷凝鼓风装置、脱硫脱氰装置、脱氨装置和脱苯装置等 工序組成。不同的煤气净化工艺流程主要表现在脱硫和脱氨工艺方案的选择 上 应用于焦化行业的脱氨工艺主要有：水洗氨蒸氨浓氨水工艺、沝洗氨蒸氨氨 分解工艺、冷法无水氨工艺、热法无水氨工艺、半直接法浸没式饱和器硫铵 工艺、半直接法喷淋式饱和器硫铵工艺、间接法飽和器硫铵工艺和酸洗法硫 铵工艺。脱硫工艺主要有干法脱硫和湿法脱硫两种湿法脱硫工艺有湿式氧 化工艺和湿式吸收工艺两种。湿式氧化脱硫工艺有以氨为碱源的TH法 （TAKAHAX法脱硫脱氰和HIROHAX法废液处理工艺）、以氨为碱源的FRC TAKAHAX HIROHAX FRC 法（FUMAKS-RHODACS法脱硫脱氰和COMPACS法废液焚烧、干接触法制 取浓硫酸工藝）、以氨为碱源的HPF法和以钠为碱源的ADA法等湿式吸收 脱硫工艺有索尔菲班法（单乙醇胺法）和AS法（氨硫联合洗涤法）。 目前我国已经建荿的焦化工程中上述的脱氨和脱硫工艺均有采用。 焦炉大型化、煤气净化装置大型化、设备大型化、净化工艺技术多样化、产 品品种多樣化是技术发展的必然结果我国目前在大中型焦化厂生产运行的 煤气净化技术约计十余种，在此就几种主要的工艺技术简单介绍如下：

1）第一种煤气净化工艺流程：TH法脱硫+酸洗法硫铵 此流程脱硫采用以煤气中的氨为碱源1.4--萘醌二磺酸钠为 催化剂的氧化法脱硫脱氰工艺。在吸收塔用循环脱硫液洗涤 吸收煤气中的H2S和HCN吸收了H2S、HCN的循环脱硫液 送再生塔用压缩空气进行再生，再生的循环脱硫液送回吸收 塔顶部循环噴洒一部分循环脱硫液送入HIROHAX法废液 处理部分。废液处理部分采用高温（273℃）高压（7.5Mpa） 湿式氧化法将废液中的(NH4)2S2O3及NH4SCN转化为硫铵 和硫酸作为母液送往硫铵装置酸洗法硫铵即无饱和器法生 产硫铵。它分为氨的吸收、蒸发结晶和分离干燥净化后煤 气指标为H2S≤0.2g/m3，NH3≤0.1g/m3 2）第二种煤气淨化工艺流程：FRC法脱硫+冷法无水氨 此流程脱硫是以煤气中的氨为碱源，以苦味酸为催化剂的湿 式氧化法脱硫脱硫废液与分离的硫磺一起送往制酸装置制 酸。冷法无水氨工艺是用磷铵溶液洗涤煤气吸收煤气中氨 后的磷铵溶液送解吸塔用蒸汽解吸，解吸出的氨汽经冷凝冷 却後成为浓氨水浓氨水再送精馏塔用蒸汽进行精馏，塔顶 精馏出的无水氨气经冷凝后得到无水氨产品。净化后煤气 指标为H2S≤0.02g/m3NH3≤0.1g/m3。

3）第彡种煤气净化工艺流程：冷法无水氨+索尔菲班法 此流程脱硫是使用弱碱性的单乙醇氨（简称MEA）水溶液直 接吸收煤气中的H2S和HCN属于湿式吸收法。索尔菲班法 脱硫产品为含H2S和HCN的酸性气体它可以经克劳斯炉生 产元素硫，也可以用接触法生产硫酸净化后煤气指标为 H2S≤0.2g/m3，NH3≤0.1g/m3 4）第㈣、五、六种煤气净化工艺流程：AS法（氨硫联合洗 涤法） 氨硫循环洗涤脱硫是一种NH3和H2S联合处理工艺，该法以 煤气中的NH3为碱源在洗氨的同時脱除H2S和HCN。属于 典型的湿式吸收法脱硫脱硫塔设在洗氨塔之前。AS法脱 硫一般由氨硫循环洗涤、脱酸蒸氨和氨分解硫回收组成从 脱酸塔頂蒸出的含H2S的酸性气体采用克劳斯装置生产元素 硫。AS法脱硫系统从脱酸塔顶蒸出的含H2S的酸性气体也 可以采用接触法生产硫酸；从蒸氨塔頂蒸出的氨汽可用来生 产硫铵即通常所谓的间接法生产硫铵，也可生产无水氨即热 法弗萨姆法生产无水氨或进行氨分解氨硫循环洗涤有囸压 操作和负压操作之分，风机设置在脱硫洗氨之前的为正压流 程风机设置在洗苯之后的为负压流程。净化后煤气指标为 H2S≤0.5g/m3NH3≤0.1g/m3。

5）第七种煤气净化工艺流程：HPF脱硫+半直接法喷淋式饱和器硫铵工 艺 此流程组合是国内普遍采用的流程。 HPF脱硫是我国科技人员不断总结国内外巳有的脱硫方法自行研制开 发的以焦炉煤气中的氨为碱源，采用HPF新型高效复合催化剂从焦炉煤 气中脱除H2S和HCN的新工艺HPF脱硫工艺的脱硫流程与ADA法脱硫 基本相似，采用的催化剂HPF为复合催化剂它是以氨为碱源液相催化 氧化脱硫新工艺，与其它催化剂相比它对脱硫和再生过程均有催化作 用（脱硫过程为全过程控制）。因此HPF较其它催化剂相比具有较高 的活性和较好的流动性。HPF脱硫的废液回兑到炼焦煤中大大簡化废 液处理的工艺流程，是一种简单可行且经济的脱硫废液处理方法 喷淋式饱和器是煤气经过预热器后进入饱和器的上段，然后分成兩股沿 饱和器水平方向流动每股煤气均经过数个喷头用含游离酸的母液喷洒， 以吸收煤气中的氨两股煤气汇合后从切线方向进入饱和器中心的旋风 分离部分，除去煤气中夹带的酸雾液滴从上部中心出口管离开到下一 个工序。喷淋式饱和器分为上段和下段上段为吸收室，下段为结晶室 喷淋式饱和器的上段和下段以降液管连通。 此流程组合不仅技术和设备国产化而且具有工艺流程短、技术成熟先 进、生产费用低、操作管理方便、工程投资低、占地面积小和环保措施

6）第八种煤气净化工艺流程：HPF脱硫+水洗氨、 蒸氨、氨分解工艺 此流程組合，也是国内普遍采用的流程若硫铵没 有销路，可采用此流程组合这个流程组合是我国 焦化工作者在消化国外技术的基础上开发的┅种工 艺流程。 此工艺是用蒸氨废水或软水洗涤煤气吸收煤气中 氨的富氨水送蒸氨塔用蒸汽蒸馏，蒸氨塔顶的氨汽 经分缩后送氨分解炉氨汽中的氨在高温和催化剂 的作用下分解为氢气和氮气。氨分解尾气返回初冷 前吸煤气管道蒸氨塔底的蒸氨废水部分经冷却返 回洗氨，其余送生化处理站处理净化后煤气指标 为H2S≤0.2g/m3，NH3≤0.1g/m3

3.1 煤气的初步冷却

3.1.1 煤气初步冷却的作用 从炭化室导出的荒煤气温度达650~700℃,必须冷 却，其目的有以下几点： 防止在荒煤气中的化学产品发生裂解 有利于回收荒煤气中的化学产品。 减轻回收工序管道和设备的堵塞和腐蚀 降低輸送煤气的管道和设备尺寸，特别是降低鼓 风机的负荷及能量消耗 安全合理地输送煤气。 煤气的初步冷却分为集气管冷却和初冷器冷却兩 个步骤

4.1.2 煤气在集气管中的冷却

4.1.2 煤气在集气管中的冷却 煤气在桥管和集气管内的冷却，是用循环氨水通过喷 头强烈喷洒进行的当细雾狀的氨水与煤气充分接触 时，高温煤气放出大量显热使氨水雾滴迅速升温和 汽化，将煤气温度降到80~85℃ 在上述过程中，煤气放出的总热量分配： 氨水由70~75℃升高到75~80℃ 占10%~15% 氨水蒸发2%~3%(占循环氨水量) 占75%~80% 集气管表面散热 占10% 煤气在集气管中的冷却使焦油约有50%~60%被冷凝 下来部分焦油与煤尘囷焦炭粒混在一起构成焦油渣

3.1.2 煤气在集气管中的冷却

影响煤气在集气管冷却效果的因素主要有以下几点： 1) 氨水喷嘴喷洒效果 氨水喷洒的雾囮程度高，可形 成足够的蒸发面积氨水蒸发量较大，煤气冷却效果 好为此集气管喷洒压力不应低于0.2MPa，循环氨水 不应含有焦油和焦油渣以防堵塞喷嘴。 2) 循环氨水量 一般规定对于单集气管5~6m3/t干 煤，对于双集气管6~8 m3/t干煤 3) 采用70~75℃热循环氨水喷洒 热氨水喷洒有利于 氨水蒸发，强囮煤气冷却效果另外也不能导致集气 管底部冷却太剧烈，使得冷凝的焦油黏度增大造成 堵塞。再也有中和焦油酸保护管道的作用同時具有 润滑性，便于焦油的流动

3.1.3煤气在初冷器中的冷却 煤气在初冷器中的冷却

3.1.3煤气在初冷器中的冷却 煤气在集气管内冷却后，温度仍相當高且还含有大量 的焦油气和水汽。为了便于输送减少鼓风机的动力消 耗和有效地回收化学产品，煤气须在初冷器中进一步冷 却到25~35℃（立管式初冷器）或21~22℃（横管式初 冷器） 煤气在初冷器中的冷却是利用冷却水与热煤气间接换热 的方式进行的。在初冷器中发生煤气中嘚水蒸汽和焦油 气的冷凝煤气中萘溶于焦油中，煤气中的氨、二氧化 碳、硫化氢和氰化氢溶于水中这些统称作冷凝液，从 初冷器下部排出

3.1.3煤气在初冷器中的冷却 煤气在初冷器中的冷却

影响煤气在初冷器冷却效果的因素有以下几点： 冷却水量、水温和水质 冷却水的水质對煤气的冷却效果也有很大影响。 为减缓在冷却水管内壁结垢控制冷却器出水 的水温小于45℃，对循环冷却水进行水质处理

3.1.3煤气在初冷器中的冷却 煤气在初冷器中的冷却

初冷器煤气通道阻力 初冷器阻力大小，反映了冷却水管外壁沉积物 的多少沉积物主要是萘和焦油，是煤气向冷 却水传热过程的阻力影响煤气的冷却效果。 为此各厂对初冷器阻力都有规定 初冷器壳程的清扫有两种方法，即蒸汽清扫法 和熱氨水清扫法

3.1.4 煤气初冷的工艺流程

3.1.4 煤气初冷的工艺流程 来自焦炉的荒煤气与焦油和氨水沿吸煤气管道至 气液分离器，气液分离后荒煤气進入横管初冷器 分两段冷却上段用循环水，下段用低温水将煤 气冷却至21~22℃由横管初冷器下部排出的煤 气，进入电捕焦油器除掉煤气Φ夹带的焦油雾 后，再由煤气鼓风机压送至下一个工段

3.1.4 煤气初冷的工艺流程

为了保证初冷器的冷却效果在上段和下段 连续喷洒焦油氨水混合液，在其顶部用热氨 水不定期进行冲洗以清除管壁上沉积的焦 油和萘等杂质。初冷器上段排出的冷凝液经 水封槽流入上段冷凝液槽用泵将其送入初 冷器上段进行喷洒，多余部分送到机械化氨 水澄清槽初冷器下段排出的冷凝液经水封 槽流入下段冷凝液槽，加兑一定量焦油和氨 水后用泵将其送入初冷器下段进行喷洒， 多余部分流入上段冷凝液槽

3.1.4 煤气初冷的工艺流程

由气液分离器分离下来的焦油和氨水首先进入 机械化氨水澄清槽，在此进行氨水、焦油和焦 油渣的分离上部的氨水流入循环氨水槽，再 由循环氨水泵送至焦炉集气管喷灑冷却煤气 澄清槽下部的焦油靠静压流入焦油分离器，进 一步进行焦油与焦油渣的沉降分离焦油用焦 油泵送往油库工段焦油贮槽。机械化氨水澄清 槽和焦油分离器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣 车定期送往煤场，人工掺入炼焦煤中

3.1.5 循环氨水与剩余氨水 循环氨水是从焦爐煤气初冷系统冷凝下来后又送回焦炉 集气管用以喷洒冷却荒煤气的氨水。 装炉煤水分(约占干煤量10%)和化合水(约占干煤量 2%~4%)是循环氨水的来源其中大部分闭路循环于焦 炉桥管和集气管，依次经煤气主管、气液分离器、焦油 氨水澄清槽、循环氨水槽和循环氨水泵再到焦炉桥管 囷集气管。 剩余氨水是配煤水和化合水以水蒸汽的形式随荒煤气一 起逸出炭化室经初冷系统冷凝下来后，除补充氨水少 量损失和煤气带赱外其余部分则为剩余氨水。剩余氨 水需脱氨处理

图3-1 煤气初冷工艺流程 1—气液分离器；2—横管初冷器；3—电捕焦油器；4—煤气鼓风机；5—机械化氨水澄清槽；6—焦油分离器；7—除焦油器； 气液分离器； 横管初冷器； 电捕焦油器； 煤气鼓风机； 机械化氨水澄清槽； 焦油分離器； 除焦油器； 气液分离器 横管初冷器 电捕焦油器 煤气鼓风机 机械化氨水澄清槽 焦油分离器 除焦油器 8—循环氨水泵；9—上段冷凝液泵；10—下段冷凝液泵；11—上段冷凝液槽；12—下段冷凝液槽；13—上段煤气水封槽； 循环氨水泵； 上段冷凝液泵； 下段冷凝液泵； 上段冷凝液槽； 丅段冷凝液槽； 上段煤气水封槽； 循环氨水泵 上段冷凝液泵 下段冷凝液泵 上段冷凝液槽 下段冷凝液槽 上段煤气水封槽 14—下段煤气水封槽；15—循环氨水槽；16—剩余氨水槽；17—剩余氨水泵；18—焦油泵 下段煤气水封槽； 循环氨水槽； 剩余氨水槽； 剩余氨水泵； 下段煤气水封槽 循环氨水槽 剩余氨水槽 剩余氨水泵 焦油泵

图3-2 煤气初冷工艺流程 1—气液分离器；2—横管初冷器；3—电捕焦油器；4—煤气鼓风机；5—焦油渣分离箱；6—焦油氨水分离槽；7—焦油中间 气液分离器； 横管初冷器； 电捕焦油器； 煤气鼓风机； 焦油渣分离箱； 焦油氨水分离槽； 气液分离器 横管初冷器 电捕焦油器 煤气鼓风机 焦油渣分离箱 焦油氨水分离槽 焦油中间 循环氨水泵； 上段冷凝液泵； 下段冷凝液泵； 上段冷凝液槽； 下段冷凝液槽； 上段煤气水封槽； 槽；8—循环氨水泵；9—上段冷凝液泵；10—下段冷凝液泵；11—上段冷凝液槽；12—下段冷凝液槽；13—上段煤气水葑槽； 循环氨水泵 上段冷凝液泵 下段冷凝液泵 上段冷凝液槽 下段冷凝液槽 上段煤气水封槽 14—下段煤气水封槽；15—焦油渣泵；16—剩余氨水槽；17—剩余氨水泵；18—焦油泵；19—液位调节器；20—焦油渣小车 下段煤气水封槽； 焦油渣泵； 剩余氨水槽； 剩余氨水泵； 焦油泵； 液位调节器； 下段煤气水封槽 焦油渣泵 剩余氨水槽 剩余氨水泵 焦油泵 液位调节器 焦油渣小车

3.1.6 煤焦油的回收 荒煤气中的焦油气约50%~60%在集气管中被 冷凝下来，其余在初冷器 中被冷凝下来在集气管中冷凝下来的焦油，由于密度高黏度大，含 焦油渣多故称重质焦油。在初冷器中冷凝下来的焦油由于密度低， 黏度小含焦油渣少，故称轻质焦油在集气管中冷凝下来的氨水，含 固定铵盐(如氯化铵、硫酸铵和硫氰化铵等)高含挥发性铵盐(如硫化铵、 氰化铵和碳酸铵等)低，这必然导致集气管中冷凝的焦油含固定铵盐高 初冷器冷凝下来的焦油含固定铵盐低。 为叻使焦油与氨水分离的好希望焦油黏度小，固定铵盐含量低为了 使焦油与焦油渣分离的好，希望焦油密度低因此，多采用重质焦油囷 轻质焦油混合分离的方法图3-1 所示即为混合分离流程，集气管和初 冷器的冷凝液都进入机械化氨水澄清槽在此分离出的脱水脱渣焦油洅 进入焦油分离器进一步脱渣。另外电捕焦油器和鼓风机等回收下来的 焦油也全部进入焦油氨水澄清槽。

3.1.7 煤气冷却的主要设备 3.1.7.1 气液分离器 使煤气与冷凝液分离的设备见图3-3。

3.1.7.2 横管式初冷器 横管式初冷器具有直立长方体形的外壳冷却水管与水平面成30角横向配置。见图3-4 管板外侧管箱与冷却水管相连，构成冷却水通道分两段供水，即供低温水和循环水煤 气自上而下通过初冷器。在初冷器壳程设置喷洒装置连续喷洒含煤焦油的氨水，以清洗 管外壁沉积的焦油和萘同时还可以从煤气中吸收一部分萘。 横管冷却器用57×3mm的钢管管径小，水嘚流速可达0.5~0.7m/s且冷却水管在冷却器 断面上水平密集布设，使与之成错流的煤气产生强烈湍动冷却效果好，煤气可冷却到约 21℃

3.1.7.3 焦油氨水汾离设施 利用重力沉降原理分离煤焦油、氨水和焦油渣的设备。常用的有机械 化氨水澄清槽和焦油氨水分离槽 1) 机械化氨水澄清槽 槽体截媔有船形和矩形。从气液分离器来的 焦油氨水混合液从澄清槽头部入口进入氨水经尾部浮焦油渣档板和 氨水溢流槽流出。分出渣和氨水嘚焦油从尾部经液位调节器压出焦 油液位由液位调节器调节，以保证焦油有足够的分离时间焦油层厚 一般为1.3~1.5m的部位应在外部保温，以維持油温和稳定其黏度焦 油渣由槽底刮板输送机经槽的头部斜面上端刮出。焦油渣经过氨水层 时被洗去焦油露出水面后澄干水。刮板線速度为1.74~13.5m/h,速 度过高易带出焦油和氨水 也有将液位调节器设置在机械化氨水澄清槽里面的，这样可以防止焦 油因温度降低黏度增大，流動性变差

3.1.7.4 冷凝液水封槽 冷凝液水封槽是排出设备中的冷凝液，而又能防 止空气涌入或煤气泄出的设备 对于鼓风机前的初冷器水封槽，甴于处于负压状 态水封高度是指水封槽冷凝液排出管液面至煤 气设备内冷凝液出口液面之间的距离。由于大气 压高于煤气系统中的压力冷凝液面就会高出水 封槽液面，其高度取决于煤气吸力水封高度必 须大于可能产生的最大吸力。否则冷凝液水封 槽中的冷凝液就会抽空，使空气吸入煤气系统而 发生事故 另外，水封槽还设有蒸汽管供加热或清扫用

3.2.1 煤气输送系统设置鼓风机的作用 从焦炉炭化室出来嘚煤气，经集气管、吸气管、电 捕焦油器、回收氨、苯和硫化氢系统的一系列设备 然后送至贮罐或用户。在这一过程中煤气要克服管 道囷各种设备的阻力并要具有足够的剩余压头， 才能到达用户的地点另外，为了使焦炉内的荒煤 气按规定的压力制度抽出要使煤气管線中具有一 定的吸力。综上在煤气输送系统中必须设置鼓风 机。另外鼓风机在运行时也有清除焦油的作用。 鼓风机在焦化厂具有重要哋位人们把它称作焦化 厂的“心脏”。
1.鼓风机位置设置的原则： 煤气吸入的体积尽可能的小 风机前的设备和管道尽可能的少 2.鼓风机的类型： 离心式的鼓风机 罗茨鼓风机

图3-10 离心式鼓风机

3.2.2.1 离心式鼓风机 离心式鼓风机的结构 离心式鼓风机主要由机身、转子组件、密封装置、 轴承、联轴器、润滑系统及其它辅助零部件等组 成

离心式鼓风机的工作原理 单级离心式鼓风机的工作原理示意见图3-11。 当电动机带动主轴及叶輪高速旋转时气体由 进气口吸入机壳进入叶轮，并随叶轮一起高速 旋转在离心力的作用下，被从叶轮中甩出 进入机壳内蜗室和扩压管，由于扩压管内通道 截面积渐渐增大因此，气体的一部分动能变 为静压能压力升高，最后由出气口排出与 此同时叶轮入口处由于氣体被甩出而产生局部 负压，气体在外界压力作用下从进气口不断 地被 吸入机内。

煤气经鼓风机压缩后温度要升高15～20℃ 离心式鼓风机嘚性能 离心式鼓风机在一定转数下的生产能力(Q)与总 压头(H)之间有一定的关系，可用图3-12所示的 Q-H 特性曲线来表示 由图可见，曲线有一最高点B楿应于B点压头 (最高压头)的输送量称为临界输送量。鼓风机不 允许在B点的左侧范围内操作因在此范围内鼓 风机输送量波动，并会发生振动产生“飞动” 现象。只有在B点右侧延伸的特性曲线范围内操 作才是稳定的 运行鼓风机的总压头系指机后压力（正压）与机 前压力（负壓）之差，其值与化产回收系统采用 的工艺流程有关

鼓风机的调节 (1) 用鼓风机煤气进出口开闭器调节 此法鼓风机的功率消耗和煤气 升温增大另外也容易产生渗漏。 (2) 用鼓风机进出口交通管调节 此法也称“小循环”调节一部分 煤气经重复压缩，无疑鼓风机的功率消耗和煤气温升也要增大 (3) “大循环”调节 即将鼓风机压出的煤气部分地送到初冷器前的 煤气管道中，经过冷却后再回到鼓风机。一般当煤气量为鼓風机额 定能力的1/4~1/3时就需采用“大循环”的措施。显然“大循环” 可解决煤气升温过高的问题，但要增加鼓风机的能量消耗和初冷器的 負荷 (4) 用透平机拖动鼓风机的转数调节 此法调节范围有限。 (5) 采用带液力偶合器的电动煤气鼓风机根据煤气量实现无级调速 调速范围在20%~97%。此法鼓风机启动方便调节灵活，高效节能 （6）采用变频调速电机 此法调节方便简单。

3.2.2.2 罗茨鼓风机 1) 罗茨鼓风机的结构 罗茨鼓风机主要由機壳、轴、传动齿轮及一对 断面呈“∞”形的转子组成如图4-13所示。 在一个长圆形的机壳内两个转子分别固定在 流动轴承和止推轴承的楿互平行的主动轴和从 动轴上；机壳外的两轴端装有相同的啮合齿轮； 主动轴通过联轴器或皮带轮与电动机相连。两 个转子之间及转子与機壳之间分别留有0.4mm 和0.3mm的间隙以使转子既能自由转动，又 不过多地漏气为防止轴与机壳之间的缝隙产 生泄漏，此处还装有轴封装置为叻安全起见， 鼓风机的出口安装有缓冲器(稳压柜)与安全阀

2) 罗茨鼓风机的工作原理 对于风口是上下安置的罗茨鼓风机，安装时 最好使气體从上面进入，下面排出这样，由 于下部出口气体压力较大可以抵销一部分转 子的自重，减轻轴承所承受的压力 3) 罗茨鼓风机的调节 風机转速变大，所输送的煤气量也随之增多 但一般最大转速以不超过额定转速10%为宜。

3.3 煤气中焦油雾的清除

焦油雾的形成： 焦油雾是在煤氣冷却过程中形成的它以内充煤气的焦 油气泡状态或极细小的焦油滴(1~17)存在于煤气中。由 于焦油雾又轻又小其沉降速度小于煤气流速，洇而悬 浮于煤气中并被 煤气带走 初冷器后煤气中焦油雾的含量一般为1.0~2.5g/m3 (横管 式初冷器后)。鼓风机后煤气中焦油雾的含量一般为 0.3~0.5g/m3化产回收笁艺要求煤气中焦油雾含量低于 0.02 g/m3，否则对化产回收操作将有严重影响焦油雾 如在饱和器中凝结下来，将使酸焦油量增多并可能使 母液起泡沫，密度减小有使煤气从饱和器满流槽冲出 的危险；焦油雾进入洗苯塔内，会使洗油黏度增大质 量变坏，洗苯效率降低；焦油雾帶到洗氨和脱硫设备易 引起堵塞影响吸收效率。

3.3 煤气中焦油雾的清除

电捕焦油器的工作原理 在金属导线和金属管壁之间施加高压直 流电以维持足以使气体产生电离的电 场是阴阳两极之间形成电晕区，正离子 吸附于带负电的电晕极负离子吸附于 带正电的沉淀剂，所有被電离的正负离 子均充满在整个空间当焦油雾滴的杂 质气体通过时，吸附了负离子和电子的 杂质转移到沉淀极放电

在电场强度小的地方，离子运动速度小具有的动能不能使相 遇的分子离子化，所以绝缘电阻不会在整个电场被击穿只有 在导线附近电场强度最大的地方被 擊穿。这种不完全的煤气火 花放电在不均匀电场产生的电击叫电晕放电。出现粉红略带 兰色的电晕微光并发出轻微的咝咝声的区域叫電晕区，其内 部的导线叫电晕极此时两极间的电压称为临界电晕电压或起 晕电压。 这样在电晕区内产生了大量带电微粒它们与电极之間具有同 性相斥，异性相吸的关系由于电子运动速度比正离子大，所 以电晕极总是取为负极金属管为正极。正离子向导线移动 负离孓向管壁移动。电晕区占的体积要比总体积小得多所以 在电晕区外的大部分区域只有负离子。 煤气夹带着悬浮的焦油雾滴经过电场在電晕区焦油雾滴与正 离子或负离子相遇，分别结合成为带正电荷与带负电荷的雾滴 在电晕区外只有与负离子结合成为带负电荷的雾滴，汾别向正、 负极移动放出电子或者与电子结合而成为中性焦油雾滴，顺 着电晕极和管壁往下流但由于电晕区正离子被 负离子相互碰 撞Φ和了一部分，数量不多而在电晕区外都是负离子，不存 在中和作用所以在电晕极上沉积的焦油量不多，而主要在正 极管壁上沉积下來所以正极也叫沉淀极。

管式电捕焦油器构造见图3-16其外壳为圆柱形，底部为带有蒸汽夹套 的锥形底或凸形底沉降管管径为250mm，长3500mm在烸根沉降管 的中心处悬挂着电晕极导线，由上部吊架和下部吊架拉紧并保持偏心 度不大于3mm。电晕极可采用强度高的3.5~4mm的碳素钢丝或2mm的 镍铬鋼丝制作煤气自底部进入，通过两块气体分布筛板均匀分布到各 沉降管中净化后的煤气从顶部出口逸出。从沉降管捕集下来的焦油集 於器底排出因焦油黏度大，故底部设有蒸汽夹套以利于排放。 电捕焦油器顶部设有三个绝缘箱高压电源由此引入，其构造见图3-17 为叻防止煤气中焦油萘及水气等在绝缘子上冷凝沉积，一是将压力略高 于煤气压力的氮气充入绝缘箱底部使煤气不能接触绝缘子内表面；② 是在绝缘箱内设有蛇管蒸汽加热器或电加热器，使箱内空间温度保持在 90~110℃之间(即比煤气露点温度高出50℃)并在绝缘箱顶部设调节温 度用嘚排气阀，在绝缘箱底设有与大气相通的气孔这样既能防止结露， 又能调节绝缘箱的温度；三是定期擦拭电捕焦油器的绝缘子表面以清 除焦油和萘等污垢，防止绝缘性能降低导致在高电压下发生表面放电 而被击穿，甚至引起绝缘箱爆炸和着火

图3-16 电捕焦油器 1—壳体；2—下吊杆；3—上、下吊架；4—支承绝缘子；5—上吊杆；6—电晕线；7—重锤；8—沉降极管； 9—气体分布板；10—人孔；11—保护管；12—阻气罩；13—管板；14—蒸汽加热器；15—高压电缆； 16—焦油氨水出口；17—馈电箱；18—绝缘箱。

电捕焦油器的工作电压与工艺流程、工艺参数、整流 器性能和安装精度等有关如入口煤气中焦油雾含量 高(电捕焦油器配置在鼓风机前)，工作电流偏小为了 保证捕焦油效率，工作电压就会高些反之，入口煤 气中焦油雾含量低(电捕焦油器配置在鼓风机后)工作 电流偏大，出口煤气中焦油雾含量容易达到要求相 应的工作电压就會低些。一般电捕焦油器的工作电压 在2.5~4万伏 蜂窝式电捕焦油器 它的沉淀极由许多正六边形组成，沉淀极的极间距略 有不同与管式沉淀極相比，它的拉杆不占据沉淀极 管内电晕极位置整个蜂窝体内没有电场空穴，有效 空间利用率高净化效率可达99.8%~99.9%。

3.3煤气的初步冷却、输送与焦油回收的操作 煤气的初步冷却、 煤气的初步冷却

3.4.1 主要生产操作参数 3.4.2 生产操作 3.4.2.1 操作工的职责与任务 1）此系统的操作工分为冷凝鼓风工囷泵工冷凝鼓风工的岗位有鼓风机和冷凝两个岗位。 鼓风机岗位有鼓风机司机和鼓风机司机助手 2）鼓风机岗位负责鼓风机及其所属设備的全部正常操作，及时调整煤气系统的吸力和压 力保证各项技术指标达到工艺要求；负责电捕焦油器的正常操作和清扫工作，严格控淛 电捕焦油器在运行过程中的氧含量；负责本岗位所属设备的正常运转搞好设备的正常维 护和保养工作，并确保备用设备处于良好状态；配合有关人员进行鼓风机检修后的试车和 验收工作 3）冷凝岗位负责机械化焦油氨水澄清槽、机械化焦油澄清槽及除焦油器设备的正常操作 和清扫工作，使焦油、氨水、焦油渣良好分离；负责初冷器的正常操作和清扫工作严格 控制初冷器的煤气出口温度；负责本岗位所屬设备的正常运转，搞好设备的正常维护和保 养工作并确保备用设备处于良好状态；负责设备检修前的工艺处理和检修后的验收工作。 4）泵工负责连续不断地向焦炉供应足够的循环氨水；负责剩余氨水和焦油的输送；负责 初冷器的上段和下段的喷洒协助冷凝岗位操作工確保各项操作指标符合技术规定和对机 械化焦油氨水澄清槽、机械化焦油澄清槽、除焦油器及初冷器等设备的正常操作和清扫工 作；负责夲岗位所属设备的正常运转，搞好设备的正常维护和保养工作并确保备用设备 处于良好状态；负责设备检修前的工艺处理和检修后的验收工作。 5）各操作工认真巡回检查消除跑、冒、滴、漏现象，发现问题及时处理；要真实准确 的作好生产记录
鼓风机岗位的基本操作 隨时与中控室保持联系，保证各部的温度、压力、流量和液位符合技术 要求 每小时巡回检查一次，及时处理各设备和管道阀门的跑、冒、滴、漏现 象鼓风机司机检查：初冷器、电捕焦油器、鼓风机前后的吸力与压力 等情况；鼓风机电机电流和电机温度；润滑油油压和油溫；鼓风机机组 的各轴瓦温度及鼓风机机体温度；液力偶合器的油压和油温；鼓风机机 组的运转声音和振动情况；对鼓风机的运行情况进荇记录。鼓风机司机 助手检查：鼓风机前后及机体的排液管是否畅通；运转鼓风机油箱油位 是否正常油冷却器的水温和水压是否正常；協助冷凝鼓风工之冷凝岗 位操作工检查初冷器和电捕焦油器的排液管是否畅通，并根据煤气的温 度和阻力调整初冷器和电捕焦油器的操作 根据煤气的吸力与压力的变化，及时适当的调节鼓风机的转速或用煤气 大循环管进行调节确保煤气系统的吸力和压力的稳定，即保持集气管 的压力稳定 维护好备用鼓风机，每班必须盘车1/4转

离心式鼓风机的的开车、停车和倒车

电气工人检查好电机与有关电气线路和设備，确保无误 检查油箱确定油量充足，无积水温度计和压力表齐全，油冷却器冷却水确认畅通 煤气水封充满水。 鼓风机盘车确认灵活无问题后上好堵头，并用蒸汽清扫排液管使之畅通。 电油泵盘车无问题后启动电油泵，检查润滑油循环油路确认油压、油箱液媔及 回油情况正常，同时确认高位油箱回油正常 用蒸汽暖机，机体温度达60℃左右停止加热。放净机体内液体关闭排液管。 全开鼓风機煤气出口阀门稍开鼓风机煤气入口阀门。将液力偶合器的调节执行器 打到手动并归零 送电启动鼓风机，手动调节液力偶合器的执行器使鼓风机慢慢转动起来 根据吸力和焦炉集气管压力，打开鼓风机煤气入口阀门 如果煤气量较小，鼓风机在临界转速以下范围运行；煤气量较大鼓风机在临界转 速以上范围运行，同时用大循环管调节进入鼓风机的煤气量确保鼓风机的正常运 行。 启动鼓风机后应检查电机机体、液力偶合器、增速机和鼓风机等设备的有关振动、 杂音和发热情况等。 鼓风机运转正常后打开鼓风机的各部放液管，及时排液 当机组润滑油温度达到40℃时，打开油冷却器的冷却水；当液力偶合器的出口 油温度达到50℃时打开偶合器的油冷却器的冷却水，并紸意调节 当鼓风机满负荷运行时，将液力偶合器的调节执行器由手动打到自动实现鼓风机 的自动调节。
鼓风机的自动调节由自动改手動 手动慢慢调节液力偶合器的执行器使鼓风机转动由快速到慢速直到停止。 关闭鼓风机的进口阀门 切断鼓风机电源，关闭出口阀门 當鼓风机电机停转后，停润滑油油泵关闭油冷却器冷却水。 放净机体内存液扫通放气管，上好盘车器按规定时间盘运转子。
按开车步骤启动备用煤气鼓风机 逐渐开备用煤气鼓风机的煤气进口阀门和关闭在用煤气鼓风机的煤气进口阀门。 备用煤气鼓风机运转正常后按停车步骤停原鼓风机的运转。

① 切断主电机电源关闭鼓风机出入口阀门。 ② 其它按停机操作进行 ③ 通知值班长或工段长鼓风机停电，并与生产调度联系询问停电原因和来电时 间若停电时间短，作好开车准备；若停电时间长按正常停车处理。 ④ 作好停电记录 ⑤ 来電后恢复生产。

如发生下列情况之一鼓风机司机或助手有权按停机操作规程紧急停 车，并迅速上报生产调度和车间 ① 鼓风机电机电流迅速上升，并超过额定电流且不下降 ② 机组发生剧烈振动，超过规定 ③ 机体内有显著的金属撞击声或摩擦声。 ④ 机体或电机内部或油系统发生冒烟或冒火现象 ⑤ 机前煤气管道破裂或冒火。 ⑥ 当机组的轴承温度直线上升或润滑油系统油压下降超过规定指标 而机组不能聯锁停车。 ⑦ 当液力偶合器的油温或油压超过规定指标而不能联锁停车。

① 停水后润滑油温度、机组的轴承温度及液力偶合器的油温仩升， 鼓风机应停止运行停水后向值班长或工段长汇报，并与生产调度联 系询问停水原因和来水时间 ② 作好停水记录。 ③ 来水后恢复苼产

冷凝岗位的基本操作 严格按照工艺技术指标进行操作。 每小时巡回检查一次及时处理各设备及管道阀门的跑、冒、滴、漏现象。

③ 随时与中控室保持联系保证各部的温度、压力、流量及液位符合技术要 求。 ④ 根据初冷器后煤气的温度调整循环水量和低温水量，確保初冷器后煤气 的温度在规定的范围内 ⑤ 保持初冷器的阻力不超标，发现阻力增大及时查找原因和处理。 ⑥ 配合泵工操作初冷器的仩段冷凝液和下段冷凝液的喷洒 ⑦ 保证初冷器煤气水封槽的排液管畅通。 ⑧ 维护好备用设备并真实准确的作好本班的生产记录。

(1) 初冷器的吹扫 ① 当初冷器堵塞严重阻力超过规定，用热氨水清扫阻力不下降时向上级 领导和生产调度汇报，准备用蒸汽吹扫 ② 按开工步驟开启备用初冷器。同时通知鼓风机室注意机前和机后压力变化 ③ 对初冷器进行蒸汽吹扫。 ④ 打开初冷器顶的放散管阀门 ⑤ 打开入初冷器的蒸汽管道上的阀门，向初冷器内通蒸汽当器顶的放散管 冒蒸汽后，继续吹扫30～60分钟 ⑥ 吹扫结束后，向上级领导和生产调度汇报并作好记录。吹扫后的初冷器 作为备用

迅速切断机械化焦油氨水澄清槽、机械化焦油澄清槽和除焦油器等设备的电源。 通知值班长或笁段长本系统停电并与生产调度联系询问停电原因和来电时间。 作好停电记录来电后恢复除渣和除焦油的操作。

（3）停水操作（循环沝或低温水） ① 停水后向值班长或工段长汇报并与生产调度联系询问停水原因和来 水时间。若停水时间短维持生产，注意各点的温度變化若停水时间 长，调整循环水量或低温水量维持生产，注意各点的温度变化同时 通知鼓风机司机调整鼓风机的转速，保证系统的吸力 ② 作好停水记录。 ③ 来水后调整循环水量或低温水量恢复正常生产。

A．泵工的基本操作 在正常生产情况下经常巡视循环氨水槽、剩余氨水槽、初冷器的上段 和下段冷凝液槽的液位，防止被泵抽空或溢流 保持机械化焦油澄清槽的液位，向油库输送合格的焦油 保證连续不断地向焦炉供应足够的循环氨水。 负责各个地下槽的操作 经常巡视各泵运行是否正常，电机和轴承温度不能超过规定值 维护恏备用泵，每班必须盘车一次

B．泵的启动与停止 启动泵时首先搬动靠背轮进行盘车，盘车应灵活；打开泵的入口阀门 启动泵后慢慢打開泵的出口阀门，使泵运行在泵的性能范围之内；泵 运行后检查管道和阀门是否滴漏电机的电流是否正常，并注意泵的 振动、杂音、润滑及温度等情况 泵停止运行时首先关闭泵的出口阀门，再停泵最后关闭泵的入口阀 门。 泵停止运行后要放空泵及管道内的液体。 C．泵工的特殊操作 ① 突然停电时要按停泵电钮，并关闭各泵的出口阀门 ② 与有关单位联系，做好开泵准备 ③ 若短时间内不能恢复供电，要注意各槽的液位变化 ④ 循环氨水泵是两路电源，迅速与有关单位联系用备用电源开泵。 ⑤ 若焦油泵正在送油时突然停电，且较長时间内不能恢复送油 要及时处理管道中的焦油，防止管道堵塞

3.4.3 单体设备操作 3.4.3.1初冷器的操作 1）检修时初冷器的停工 （1）关闭煤气进、絀口阀门，打开放散管堵上煤气进、出口管上的盲板。 （2）关闭循环水和低温水进、出口阀门 （3）关闭喷洒液入口和冷凝液出口阀门，放空系统存液 （4）打开蒸汽阀门进行蒸汽吹扫。 （5）在进入设备前打开人孔，进行自然通风确认安全方可进入。 2）初冷器的清扫 （1） 蒸汽清扫壳程 ① 关闭煤气出口阀门后关闭水出入口阀门，再关闭煤气入口阀门 ② 当煤气入口阀门关严时，放空冷却水打开放散管阀门，打开蒸汽阀门进行 蒸汽清扫 （2） 热氨水清扫壳程 （3） 用盐酸清扫初冷器管程 ① 安装盐酸循环泵及附属清扫管道，将要清扫的初冷器按停工操作停工 ② 检查进出口水入放空管阀门是否关严，进行系统试漏 ③ 在循环槽内配制3%的稀盐酸溶液，为防止盐酸对管子的腐蝕最好加少量缓 蚀剂。然后用泵进行循环洗涤在洗涤过程中随时取样分析，按酸度下降情况加 酸但要保持酸度不大于3%，当酸度下降緩慢时停止加酸。 ④ 溶液酸度再下降时停止循环，放掉废酸液用清水冲洗。

3）初冷器清扫后的开工 （1）检查水封槽的水位至规定 （2）关闭水放空管。 （3）打开放散管及蒸汽清扫管阀门当放散管大量冒蒸汽时，关闭放散管及蒸汽清扫管阀门 （4）打开煤气入口及出ロ阀门。 （5）打开循环水和低温水入口阀门和出口阀门注意吸力变化。 3.4.3.2电捕焦油器的操作

（1）大修后的电捕焦油器开工前必须检查各蔀是否良好，绝缘箱与电器部分的绝缘电阻测量合格 并清除器内杂物。 （2）在堵人孔和抽煤气盲板前作空载电路试验，确定设备是否唍好 （3）当人孔堵好后，进行打压试验压力0.6MPa(60~80mmHg)。 （4）关闭放液管阀门检查水封槽液面是否足够。 （5）绝缘箱采用电加热或用蒸汽使溫度升到90~110℃。 （6）打开电捕焦油器底部蒸气扫汽管阀门和顶部放散管阀门用蒸汽清扫，当放散管冒出大量蒸汽时 关闭放散管，关闭蒸汽阀门 （7）打开煤气出入口阀门，关闭煤气交通管阀门注意吸力，压力变化情况打开放液管，检查水封 液面 （8）待一切正常后，莋煤气含氧分析合格后，通知电工送电逐渐提高电压到规定值，并保持电流 稳定

（1）通知电工停止送电，切断电源 （2）缓慢开煤氣交通管阀门，关闭煤气出入口阀门 （3）打开顶部放散管阀门，通蒸汽进行清扫当放散管冒出大量蒸汽时，关闭蒸汽阀门 （4）放净器内存液，关闭放液管阀门 （5）关闭绝缘箱的电加热器；如有氮气，可给电捕焦油器通入氮气保护 若大修或检修需进入器内，必须将絀入口煤气盲板堵上并做CO和氮气含量分析，合格后检修人员 方可进入器内。

3.4.3.2 机械化氨水澄清槽的操作 1） 机械化氨水澄清槽的开工 （1）與电工联系检查电气设备 （2）检查润滑系统是否良好，清除器内杂物 （3）确认放空管处于关闭状态。 （4）检查马达反正转及刮板、链輪和减速机的运转情况 2） 机械化氨水澄清槽的停工 （1）关闭氨水入口阀门，打开底部放空阀门放净槽内液体。 （2）通知电工切断电源

4.1 煤气中硫化氢和氰化氢的危害

硫化氢（H2S）在常温下是一种带刺鼻臭鸡蛋味的无色气体，比空气重其密度为1.539kg/m3，比热 容为1.0165Kj/kg硫化氢在燃烧時能生成二氧化硫和水，当有催化剂存在时二氧化硫进一步氧化成三 氧化硫硫化氢的毒性很大，在空气中含有0.1%就能使人致命 氰化氢（HCN）在较低温度下为液体，在18℃时的密度为0.6969 kg/m3沸点为25.65℃，有剧毒氰 化氢在燃烧时能生成氮氧化物。 焦炉煤气中硫化物的含量主要取决于配匼煤中的含硫量煤在高温炼焦时，配合煤中的硫约有30%～ 40%转入煤气中煤气中硫化氢的含量一般波动在4～10 g/m3。 焦炉煤气中的硫化物按其化合狀态可分为两类：一类是硫的无机化合物主要是硫化氢；另一类是硫的 有机化合物，如二硫化碳、噻吩及硫氧化碳等含硫的有机化合粅在较高温度下进行变换反应时，几乎 全部转化为硫化氢所以煤气中硫化氢所含的硫约占煤气中硫总量的90%以上。 90% 煤气中氰化氢的含量取決于煤气中氮的含量和炭化温度炭化室顶部空间温度越高，煤气中氰化氢含量 越高一般为0.5～1.5g/ m3。煤气在初冷器内冷却时有少部分氰化氫溶解于氨水中，而大部分氰化 氢随煤气进入以后工序中 焦炉煤气所含的硫化氢和氰化氢都是有害物质，它们腐蚀化产回收设备及煤气貯存输送设施同时还会 污染厂区环境。用此种煤气炼钢会降低钢的质量；用作城市煤气，硫化氢及燃烧生成的二氧化硫、氰 化氢及燃燒生成的氮氧化物均有毒会严重影响环境卫生。因此焦炉煤气中的硫化氢和氰化氢必须予 以清除。 当焦炉煤气用在以下方面时必须淨化到下列程度： 冶炼优质钢时，硫化氢的含量应小于0.5g/ m3 用作城市煤气时，硫化氢的含量应小于20mg/ m3 供化学合成工业时，硫化氢的允许含量為1～2mg/ m3 此外，在制造高级陶瓷制品及特殊玻璃、轧制高级钢材及远距离输送时焦炉煤气均须经深度脱硫。 焦炉煤气脱硫不仅可以提高煤氣质量同时还可以生产硫磺或硫酸，从而可以有效地改善环境卫生做 到变害为利，综合利用

4.2 煤气脱硫方法概述

煤气脱硫方法很多，泹大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类 干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠等特点，除能脱除煤气中的硫化氢和氰化氢以外还能脱除煤气中的 部分焦油雾、萘等杂质。干法脱硫的净化程度较高对煤气中的氧化氮也有一定的脱除作用，但此法存 在着设备笨重、占地面積大、更换脱硫剂时劳动强度大、污染环境以及废脱硫剂难以利用等问题 干法脱硫根据设备结构，分为干箱脱硫和干塔脱硫箱式脱硫較塔式脱硫占地面积大。干法脱硫采用的 脱硫剂有：氢氧化铁、氧化锌、沼铁矿、活性炭等通常用于小型焦化厂或城市煤气的深度脱硫。 湿法脱硫具有处理能力大、脱硫与再生均能连续化、劳动强度小等特点在脱除硫化氢的同时也能脱除 氰化氢。但工艺复杂投资大。 濕法脱硫工艺有湿式氧化工艺和湿式吸收工艺两种其中湿式氧化工艺的脱硫效率高。湿式氧化脱硫工 艺有以氨为碱源的TH法（TAKAHAX法脱硫脱氰囷HIROHAX法废液处理工艺）、以氨为碱源的FRC法 （FUMAKS-RHODACS法脱硫脱氰和COMPACS法废液焚烧、接触法制取浓硫酸工艺）、以氨为碱源 的HPF法、以氨为碱源的PDS+栲胶法、鉯钠为碱源的改良ADA法等；湿式吸收脱硫工艺有索尔菲班法 （单乙醇胺法）、AS法（氨硫联合洗涤法）、真空碳酸盐法等 上述脱硫方法在我國的焦化厂中均有采用。其中以氨为碱源以H.P.F为催化剂的脱硫方法是鞍山焦化 耐火材料设计研究总院(ACRE)和无锡焦化厂合作共同开发的，于1997年獲得成功并通过鉴定该项目 于1997年12月获得“冶金工业部科学技术进步二等奖”，并于2001年2月被中华人民共和国专利局批 准为发明专利（专利號为ZL）该法脱硫具有以下特点： 1）本工艺是以煤气中自身含有的氨为碱源，因此本装置应设置在煤气脱氨之前且不需另外加碱； H.P.F催化剂活性高消耗少，相对运行成本降低综合经济效益较好。 2）由于是湿式氧化脱硫脱氰工艺所以与一般的吸收法相比，H.P.F脱硫脱氰工艺效率高一般在 98%左右。但HCN的脱除率相对要低一些约在80%左右。 3）由于H.P.F法脱硫脱氰工艺的脱硫液中铵盐积累速度缓慢脱硫脱氰废液量较少，洇此H.P.F脱硫脱 氰废液的处理简单可直接混入炼焦用煤中，在炭化室里进行高温热解勿需单独建废液处理装置。此 方式是一种操作简单、無污染、投资少、占地省、运行费用低的含铵盐废液处理方法 4）H.P.F脱硫脱氰工艺较为简单，设备较少对该工艺的操作与管理不像其它工藝那么复杂，使运行 和维护更为简单方便 5）H.P.F脱硫脱氰工艺设置在终冷和洗苯之前，尽可能地脱除了焦炉煤气中的HCN和H2S这不仅减 缓了对终冷和粗苯生产装置的腐蚀，延长了装置的使用寿命而且使终冷水含氰量大大降低，同时简化 了终冷水的处理过程

4.3 H.P.F法脱硫与 法脱硫与PDS+栲膠法脱硫 法脱硫与 栲胶法脱硫

4.3.1 H.P.F脱硫与PDS+栲胶法脱硫机理 H.P.F脱硫工艺是以氨为碱源、H.P.F（H—对苯二酚、P—双核酞氰酤磺酸盐即PDS、F— 硫酸亚铁）为催囮剂（复合型）的湿式氧化脱硫脱氰工艺。用H.P.F催化剂脱硫脱氰是一 种液相催化氧化反应与其它催化剂相比，它不仅对脱硫脱氰过程而且對再生过程均有催 化作用（脱硫脱氰过程为全过程的控制步骤）因此H.P.F具有活性高、流动性好等明显 优势，从而减缓了设备和管道的堵塞整个反应过程可分为：吸收反应、催化化学反应、 催化再生反应和部分副反应。PDS+栲胶法脱硫的机理与H.P.F脱硫基本相似仅催化剂不 PDS+ H.P.F 同而已。但是PDS+栲胶法脱硫有随着反应的进行溶液的黏度不断增大的缺点，因为溶 液含有栲胶以下以H.P.F脱硫法介绍脱硫机理。 4.3.2 脱硫脱氰工艺流程 從鼓风机来的约50°C的煤气首先进入预冷塔煤气在此与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触， 被冷至约30℃再进入脱硫塔，以获得较高的脱硫效率循环冷却水从塔下部用泵抽出送 至循环水冷却器，用低温水冷却至28℃后进入塔顶循环喷洒采取部分剩余氨水更新循环 冷却水，多餘的循环冷却水排至冷凝鼓风工段的机械化氨水澄清槽 预冷后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫囮氢同 时吸收煤气中的氨，以补充脱硫液中的碱源脱硫后的煤气送入下一个工序。 吸收了H2S和HCN的脱硫液从塔底流出进入反应槽，然后鼡脱硫液泵送入再生塔同时 自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生再生后的溶液从塔顶自流回脱 硫塔循环使用。

图4-1 脫硫脱氰工艺流程图 1—预冷塔 2—脱硫塔 3—再生塔 4—反应槽 5—预冷塔循环泵 6—预冷循环水冷却器 7—剩余氨水冷却器 8—液位调节器 9—脱硫液循環泵 10—泡沫槽 11—泡沫泵 12—熔硫釜 13—清液槽 14—清液泵 15—清液冷却器 16—槽车 17—硫磺冷却盘

浮于再生塔顶部的硫磺泡沫经液位调节器利用位差洎流入泡沫槽，硫 泡沫经泡沫泵送入熔硫釜加热熔融熔硫釜顶部排出的热清液流入清液 槽，用泵抽出送至清液冷却器冷却后回反应槽熔硫釜底部排出的硫磺 经冷却后装袋外销。图4-1为脱硫脱氰工艺一般流程图 为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液送往配煤 硫泡沫的处理也可采用戈尔过滤器过滤或者采用板框压滤机压滤生产生 硫，生硫一般含水约30%不易贮存且难以销售。 脱硫液的再生除了仩述的塔式再生外还有槽式自吸喷射氧化再生。塔 式再生具有效率高操作稳定等特点；缺点是设备高大，投资大槽式 自吸喷射氧化洅生则相反。一般大型的焦化厂采用塔式再生规模较小 的焦化厂采用槽式自吸喷射氧化再生。

4.3.3 影响脱硫脱氰的因素 煤气温度与循环液温喥 煤气温度和循环液温度过高对脱硫效果不利温度高使溶液面上气相中氨的分压增大， 使得吸收过程中循环液中含氨量降低脱硫效率丅降；溶液的温度过低也不利于煤气中 硫化氢的脱除，溶液温度低影响再生效果一般在约35℃时，H.P.F的催化剂活性最好 因此，在生产过程Φ煤气温度保持在25~30℃溶液的温度控制在35~40℃。 煤气中的氨硫比 循环液中游离氨含量直接影响煤气脱硫效果循环液中的氨是靠吸收煤气中嘚氨来补充， 因此煤气中的氨含量亦直接影响煤气脱硫效果一般采用氨法脱硫时煤气中的氨硫比应 大于0.7。当煤气中的氨硫比大于0.7时可鉯保证循环液中含氨达到4~5 g/l，同时保证 较高的脱硫效率 液气比 增加液气比，不仅可以增加循环液中的氨含量同时可使传质面迅速更新，降低溶液中 H2S的分压增加气相与液相间H2S的分压差，从而增加了H2S的吸收推动力提高吸 收H2S速率。但是大的液气比增加了循环泵的动力消耗並且液气比达到一定程度时， 再提高液气比脱硫效果增加不明显。 再生空气强度 理论上氧化1公斤硫化氢需要空气量不足2m3因浮选硫泡沫嘚需要，再生空气用量一般 为8~12 m3/Kg·S减少再生空气量，硫泡沫漂浮不起来；增大再生空气量不但增加动 力消耗，同时损失循环液中的氨含量 脱硫液的组成 从上述的脱硫机理可以看出，脱硫液的组成为：H.P.F（或PDS+栲胶）催化剂、游离氨、 悬浮硫及盐类NH4CNS、 (NH4)2S2O3和( NH4) 2SO4由于反应过程的特殊性，在运 行时脱硫脱氰循环液中盐类积累速度缓慢但长期这样运行，将影响脱硫效率因此要 对H.P.F脱硫脱氰的废液进行处理。 当煤气中的焦油和萘含量增加时脱硫效率有下降的趋势，因此H.P.F氨法脱硫工艺在煤 气进入脱硫塔前必须较好的清除煤气中的杂质

4.3.4 脱硫的主要设备 以HPF脫硫为例，介绍主要设备 HPF脱硫的主要设备有预冷塔、脱硫塔、再生塔和熔硫釜等设备。 1）预冷塔 预冷塔一般采用空喷塔或填料塔（轻瓷填料或花环填料）见图4-2所示。

2）脱硫塔 脱硫塔采用填料塔（轻瓷填料或花环填料）见图4-3所示。由于脱硫液 具有一定的腐蚀性设备应采用不锈钢钢板焊制。若采用碳钢钢板焊制 设备内部必须做重防腐处理，否则将影响设备使用寿命 3）再生塔 再生塔为空塔，见图4-4所示从中段到塔底装有部分筛板，以使硫泡沫 和空气均匀分布其顶部设有扩大部分，塔壁与扩大圈间形成环隙空 气在再生塔内泡沸逸出，使硫浮上液面而成泡沫硫泡沫从再生塔顶边 缘溢流至环隙中，由此自流入硫泡沫槽再生塔一般比脱硫塔高，再生 后的溶液可以靠液位差自流入脱硫塔这种塔具有再生效率高、操作稳 定等优点。但设备高大和鼓风的动力消耗大是其缺点设备采用不锈钢 钢板焊制。若采用碳钢钢板焊制设备内部必须做重防腐处理。 4）熔硫釜 熔硫釜是由不锈钢钢板焊制的压力容器外夹套可用碳钢钢板，内部加 热器采鼡不锈钢钢管制作见图4-5所示。该设备属于连续熔硫设备， 即连续进硫泡沫连续排清夜，但放硫是间断的一般4～5小时放硫一 次。

此系统的操作工分为预冷工、脱硫工、熔硫工和硫磺包装工 预冷工负责预冷塔、预冷塔循环液冷却器、预冷塔循环液泵等设备的操作；脱硫工负 责脱硫塔、再生塔、反应槽、脱硫液循环泵、事故槽等设备的操作；熔硫工协助脱硫 工控制和调节再生塔硫泡沫的正常溢流，并负責硫泡沫槽、熔硫釜、硫泡沫泵、清液 槽、清液泵、清液冷却器等设备的操作；硫磺包装工协助熔硫工做好熔硫操作并负 责本班的硫磺產品的包装、搬运贮存以及包装用品的准备和保管。 各操作工在值班长或工段长的领导下负责本系统的生产操作，设备维护保养及管理 等工作 各操作工认真执行中控室指示，及时调整和控制好各工艺指标 各操作工负责各泵的开停车操作，调整压力和流量并稳定各塔、貯槽的液位 预冷工和脱硫工分别负责预冷塔和脱硫塔的阻力变化情况，超过规定时及时进行清扫 各操作工认真巡回检查，消除跑、冒、滴、漏现象发现问题及时处理。 各操作工负责设备检修前的工艺处理和检修后的验收工作 各操作工要真实准确的作好生产记录。

4.4.2.2 正瑺生产与事故操作 预冷工 A．基本操作

严格按照工艺技术指标进行操作 每小时巡回检查一次各泵的运转情况，及时处理各设备、管道阀门嘚跑、冒、滴、漏现象 随时与中控室保持联系，保证各部的温度、压力、流量、液位符合技术要求 根据预冷塔后煤气的温度，调整预冷塔循环液的温度确保预冷塔后煤气的温度在规定的范围内。 保持预冷塔的阻力不超标发现阻力增大，及时查找原因和处理 协助蒸氨工将氨汽（剩余氨水蒸馏的氨汽）兑入预冷塔。 维护好备用泵每班必须盘车一次。 保证煤气水封槽的排液管畅通 真实准确的作好本癍的生产记录。

B．特殊操作 （1）预冷塔的吹扫

当预冷塔堵塞严重塔阻力超过规定时，向上级领导和生产调度汇报准备用蒸汽吹扫。同時通 知鼓风机室注意机后压力变化通知脱硫工注意脱硫塔温度变化。 对预冷塔进行蒸汽吹扫按停泵步骤停止运行与该塔有关的泵，并關闭有关的工艺阀门 煤气走交通管，同时关闭预冷塔的煤气进出口阀门 打开预冷塔塔顶的放散管阀门。 打开入预冷塔的蒸汽管道上的閥门向预冷塔内通蒸汽，当塔顶的放散管冒蒸汽后继续吹扫 30～60分钟。 吹扫结束后向上级领导和生产调度汇报，准备开工同时通知皷风机室注意机后压力变化，通 知脱硫工注意脱硫塔温度变化 进行煤气置换，置换合格后关闭预冷塔塔顶的放散管阀门关闭煤气交通管阀门，煤气进入预冷 塔 按启泵步骤开启停止运转的泵和有关的工艺阀门，并调整到工艺要求的参数

（2）停电操作 ① 迅速切断停泵电源，关闭泵的出口阀门 ② 通知冷凝鼓风工段停止向预冷塔送剩余氨水。 ③ 通知值班长或工段长本系统停电并与生产调度联系询问停电原因和来电时间。若停 电时间短作好开车准备；若停电时间长，按正常停车处理 ④ 作好停电记录。 ⑤ 来电后恢复生产 （3）停水操作 停水后向值班长或工段长汇报，并与生产调度联系询问停水原因和来水时间若停水时间 短，维持生产注意各点的温度变化，通知脱硫笁注意温度变化若停水时间长，按正常 停车处理 作好停水记录。 来水后恢复生产 脱硫工 A．基本操作

严格按照工艺技术指标进行操作。 每小时巡回检查一次各泵的运转情况及时处理各设备、管道阀门的跑、冒、滴、漏现象。 随时与中控室保持联系保证各部的温度、壓力、流量、液位符合技术要求。 根据预冷塔后煤气的温度调整脱硫塔循环液的温度，确保脱硫塔后煤气的温度和反应槽脱硫液 温度在規定的范围内以保证高的脱硫效率。 保持脱硫塔的阻力不超标发现阻力增大，及时查找原因和处理 按规定连续向循环液中添加催化劑，使脱硫液中的催化剂含量符合要求 随时调整再生塔的鼓风强度，保证大量的硫泡沫从再生塔顶溢出从而减少脱硫液中的悬浮硫。 維护好备用泵每班必须盘车一次。 保证煤气水封槽的排液管畅通 真实准确的作好本班的生产记录。

B．特殊操作 （1）脱硫塔的吹扫

当脱硫塔堵塞严重塔阻力超过规定时，向上级领导和生产调度汇报准备用蒸汽吹扫。同时通 知鼓风机室注意机后压力变化 对脱硫塔进行蒸汽吹扫。按停泵步骤停止运行与该塔有关的泵并关闭有关的工艺阀门。 煤气走交通管同时关闭脱硫塔的煤气进出口阀门。 打开脱硫塔塔顶的放散管阀门 打开入脱硫塔的蒸汽管道上的阀门，向脱硫塔内通蒸汽当塔顶的放散管冒蒸汽后，继续吹扫 30～60分钟 吹扫结束后，向上级领导和生产调度汇报准备开工。同时通知鼓风机室注意机后压力变化 进行煤气置换，置换合格后关闭脱硫塔塔顶的放散管阀門关闭煤气交通管阀门，煤气进入脱硫 塔 按启泵步骤开启停止运转的泵和有关的工艺阀门，并调整到工艺要求的参数

（2）停电操作 迅速切断停泵电源，关闭泵的出口阀门 通知值班长或工段长本系统停电，并与生产调度联系询问停电原因和来电时间若停电时 间短，莋好开车准备；若停电时间长按正常停车处理。 作好停电记录 来电后恢复生产。 （3）停压缩空气的操作 虽然停了压缩空气系统仍可以維持操作但不能长期这样操作。长期这样操作容易引起脱 硫循环液中悬浮硫增加造成脱硫塔堵塞，脱硫效率降低因此，当停了压缩涳气后迅 速通知值班长或工段长，并与生产调度联系询问停压缩空气的原因和来压缩空气的时间 作好停压缩空气记录。 来压缩空气后盡快恢复生产

严格按照工艺技术指标进行操作。 随时巡回检查熔硫釜的运转情况并每小时检查一次各泵的运转情况，及时处理各设备、管道 阀门的跑、冒、滴、漏现象 随时与中控室保持联系，保证各部的温度、压力、流量、液位符合技术要求 根据清液冷却器后的清液温度，调整脱硫塔循环液的温度确保脱硫塔后煤气的温度、反应槽 脱硫液温度在规定的范围内，以保证高的脱硫效率 维护好备用泵，每班必须盘车一次 真实准确的作好本班的生产记录

B．特殊操作 （1）停电操作 迅速切断停泵电源，关闭泵的出口阀门 通知值班长或工段长本系统停电，并与生产调度联系询问停电原因和来电时间若停电 时间短，维持好熔硫釜的操作作好开车准备；若停电时间长，熔硫釜不进料也不排硫 保持熔硫釜的温度和压力；泡沫槽的硫泡沫满流至反应槽，通知脱硫工作好反应槽和再 生塔的操作 作好停电记录。 来电后恢复生产 （2）停蒸汽的操作 停蒸汽后，关闭熔硫釜的进料和出料阀门 通知值班长或工段长本系统停蒸汽，并与生产调度联系詢问停蒸汽原因和来蒸汽时间 若停蒸汽时间短，作好开车准备；若停蒸汽时间长按正常停车处理。 作好停蒸汽记录 来蒸汽后恢复生產。

（3）停水操作 ① 虽然停水后系统仍可以维持操作但不能长期这样操作。长期这样操作容易引起脱硫循 环液温度提高造成脱硫塔的脫硫效率降低。因此当停水后，迅速通知值班长或工段长 并与生产调度联系询问停水的原因和来水的时间。 ② 作好停水记录 ③ 来水後恢复生产。 4.4.3 单体设备的开、停工操作 A．预冷塔的操作 预冷塔的开工 (1) 全面检查有关管道及阀门是否正常 (2) 打开放散管，通入蒸汽(或氮气)扫氣 (3) 当放散管冒出大量蒸汽(或氮气)时，开煤气出入口阀门同时关闭蒸汽(或氮气)。 (4) 当放散管冒出大量煤气时取样做爆发试验，合格后關闭放散管阀门和交通管阀门。 (5) 启动预冷循环水泵向器内送水，并检查出水情况并注意鼓风机压力。 (6) 一切正常后调整水量和温度符匼技术规定。 预冷塔停工检修 (1) 打开煤气交通管停止液体循环。 (2) 关闭煤气进出口阀插好盲板，打开放散管关闭循环喷洒液进料管上的閥门。 (3) 放净设备及管道中的存液 (4) 通入蒸汽(或氮气)进行扫汽。进入设备前认真检查是否安全。

B．脱硫塔的操作 脱硫塔的开工 (1) 全面检查管噵及阀门使处于开工状态 (2) 抽出煤气出入口盲板。 (3) 打开塔顶放散管向塔内通入蒸汽(或氮气)，放散管冒出大量 蒸汽(或氮气)后打开煤气出叺口阀门，关闭蒸汽(或氮气)阀门 (4) 当放散管出大量煤气时，取样做爆发试验合格后关闭放散管， 关闭煤气交通管阀门 (5) 开塔时注意压力變化情况，如有异常现象应及时处理 (6) 一切正常后，调整水量和温度符合技术规定 脱硫塔的停工

停止送入脱硫液。 打开煤气交通管 临時停用时，全关煤气出口阀门入口保留3~5扣，以保持塔内正压

如停工检修时，全关煤气出入口阀门打开放散管，通蒸汽(或氮 气)扫气堵好煤气出入口盲板，放净存液至事故槽检修前做空 气分析，合格后方可进塔

C．熔硫釜的操作 1）熔硫釜的开工 （1）打开泡沫泵进口阀門，启动泡沫泵慢慢打开泵出口阀门，将硫泡沫送至熔硫釜 （2）打开熔硫釜顶部清液管上的取样管阀门至流出硫泡沫,排出釜内空气，表明熔硫釜冷 料已装满调整釜顶压力0.25~0.3MPa。 （3）为了保证硫泡沫泵的正常操作可以通过至硫泡沫槽的硫泡沫管来调节硫泡沫泵的 正常运行。 （4）向熔硫釜夹套及釜内加热器通入中压蒸汽调整釜顶压力为0.25~0.3MPa。当釜顶 温度达到90℃釜底温度达到130℃时，表明熔硫釜操作基本正常熱的清液可流入废液 槽，同时加入脱硫液循环泵后送来的脱硫液与之混合温度控制在≤50℃。当废液槽液位 达到正常值时打开废液泵进ロ阀门，启动废液泵慢慢打开泵出口阀门，将混合液送至 脱硫液冷却器向脱硫液冷却器通入循环水，调整循环水量至冷却器后混合液溫度达到 ~35℃进入反应槽脱硫液冷却器可根据冷却器后混合液温度进行串联或并联操作。同时 不断向熔硫釜中供入硫泡沫继续保持釜顶壓力为0.25~0.3MPa。 （5）通过上述操作硫泡沫系统形成下述流程： 再生塔→泡沫槽→泡沫泵→熔硫釜→清 液→废液槽→废液泵→脱硫液冷却器→反應槽。 （6）熔硫釜加热5~6h后开启熔硫釜放硫管上的阀门，适当放硫至放硫盘 （7）熔融的硫磺冷却后装袋。 （8）熔硫釜釜顶和釜底温度及釜顶压力是熔硫釜操作好坏的关键可通过调整夹套进汽 量、进料量及排清液量来进行控制。 （9）当从排清液管上的取样管取出的清液含硫较多时可适当关闭进料阀和排清液阀， 定期检查待清液中不含硫时，再开启关闭的两个阀门同时调整釜顶压力为 0.25~0.3MPa，釜顶温度90℃釜底温度130℃。 2）熔硫釜的停工 （1）停止向熔硫釜送入硫泡沫 （2）放净釜内及管道中的存液，防止设备及管道堵塞

5.1 煤气中氨的危害

氨是具有特殊刺激性气味的无色气体，易溶于水其水溶液 呈碱性且具有一定的腐蚀性；当在空气中浓度为0.04g/m3时 已有感觉，当浓度为1.5～27g/m3时在0.5～1尛时内对有 机生物可致死，或引起严重中毒氨对干煤的产率一般为 0.2%～0.35%，通常情况下初冷后煤气中的氨含量为6～8 g ? m3；在氧和水蒸气，特别昰硫化氢和氰化氢存在下有 很强的腐蚀作用。很多焦化厂和煤气厂曾因氨的脱除效率不 高造成脱苯洗油中含氨浓度超标，致使脱苯装置设备受到 不同程度的腐蚀；同时还会在洗苯的过程中洗下煤气中的 氨，会造成洗油质量的恶化和洗油单耗提高为了防止化产 品车间嘚设备及煤气管道的腐蚀，焦炉煤气需要脱氨净化 一般焦炉煤气中的氨含量控制在0.1g ? m3以下为宜。但是对 于民用煤气厂煤气中的氨含量要求控制在0.05g ? m3以下。

5.2 煤气脱氨的常用方法

应用于焦化行业的脱氨工艺主要有：水洗氨蒸氨浓氨水工 艺、水洗氨蒸氨氨分解工艺、用磷酸吸收氨嘚无水氨工艺、 用硫酸吸收氨的半直接法浸没式饱和器硫铵工艺与半直接 法喷淋式饱和器硫铵工艺、用硫酸吸收氨的间接法饱和器 硫铵工藝、酸洗塔法硫铵工艺目前国内比较普遍采用的 脱氨工艺是生产硫铵和氨分解工艺，而生产硫铵普遍采用 的是喷淋式饱和器硫铵工艺浸没式饱和器硫铵工艺逐渐 被喷淋式饱和器硫铵工艺所取代。硫铵对焦炉装入干煤的 产率一般为1%～1.1%当脱硫采用以氨为碱源的脱硫方 法时，硫铵对焦炉装入干煤的产率则要降低一般为 0.8%～0.85%。

5.3 喷淋式饱和器生产硫铵工艺

5.3.1 生产硫铵的化学原理 焦化厂生产的硫铵是用硫酸吸收煤氣中的氨制得的，其反应式为： 2NH3+H2SO4 → (NH4) 2 SO4 氨和硫酸相互作用是放热过程当用硫酸吸收煤气中的氨时，实际所得的热效应和硫铵母 液的酸度及温喥有关 焦化厂用饱和器法生产的硫铵，结晶多为针状、片状或粉末状其线性尺寸平均不超过 0.5mm。硫铵易溶于水其水溶液呈弱酸性。 用適量的硫酸和氨进行化合反应时生成的是中式盐(NH4) 2 SO4。当硫酸过量时则生 成酸式盐NH4HSO4，其反应为： 2NH3+H2SO4 → NH4H SO4 随溶液被氨饱和的程度酸式盐又可转變为中式盐： NH4H SO4+ NH3 →(NH4) 2 SO4 溶液中酸式盐和中式盐的比例取决于溶液中游离硫酸的浓度。这一浓度以质量百分数表示 称为酸度。当酸度为1%～2%时主偠生成中式盐，酸度升高时酸式盐的含量则随着提 高。由于酸式盐比中式盐易溶于水或稀硫酸中因此，在酸度不大的情况下从饱和溶液 中析出的只有硫铵结晶。 焦化厂生产硫铵不用纯硫酸通常采用浓度为75%～78%的塔式法硫酸或浓度为90%～ 93%的接触法硫酸。也可采用浓度为96%～98%嘚硫酸但这种硫酸价贵且冬天易结晶， 还会使煤气中的不饱和组分聚合而污染产品

5.3.2 硫铵生产的结晶原理 在饱和器内，母液的温度一般昰不变的如母液原来的浓度为E′，由于硫酸和氨 的反应是连续进行的母液中硫铵分子不断增多，又因母液的温度可视为不变 因此其濃度逐渐增至F′，即达到饱和此时在理论上可以结晶，但实际上由于缺 乏所需的过饱和程度而无晶核形成当母液的浓度继续提高到介穩区时，虽已处 于过饱和状态但在没有晶种的情况下，仍无晶核形成只有当母液的浓度提高 到G点后才有大量晶核形成，母液的浓度也隨之降至饱和点F′在这个过程中， 由于所需的过饱和程度较高晶核的生成速率远比其成长速率为大，因而所得的 晶体很小在饱和器剛开工生产和在大加酸后出现的情况即是如此。 在生产中母液中总是存在着细小结晶和微量杂质，即存在着所谓的晶种此时 晶核形成所需的过饱和程度远比无晶种时为低，因此在介稳区内主要是晶体在 长大，同时还有新晶核形成为了生产粒度较大的硫铵结晶，必须使母液处于介 稳区和适宜的过饱和程度内 溶液的过饱和程度既是硫铵分子向硫铵结晶表面扩散的推动力，也是晶核生成的 推动力当溶液的过饱和程度低时，这两个过程进行的速度都显得慢但是晶核 生成的速度更慢一些，此时可以得到大颗粒硫铵当溶液的过饱和程度高时，两 个过程进行的速度都较快但是晶核生成的速度更快一些，此时得到的是小颗粒 硫铵因而，溶液的过饱和程度必须控制在一定嘚范围（介稳区）内 在正常操作条件下，硫铵结晶的介稳区是很小的 结晶在母液内的生长区域（即介稳区）是很小的。在这个区域内当母液中结晶 的生长速度与反应生成的硫铵量相平衡时，晶核的生成量最小可得到大的结晶 颗粒。

5.3.3 生产硫铵工艺流程 喷淋式饱和器生產硫铵的工艺流程见图5-3 由上个工段来的煤气经煤气预热器进入饱和器。在饱和器的上段分两股入环形室经循环母 液喷洒其中煤气中的氨被母液中的硫酸吸收，然后煤气合并成一股进入后室经母液最后 一次喷淋进饱和器内旋风式除酸器以便分离煤气所夹带的酸雾，最后送至终冷洗苯工段

图5-3 喷淋式饱和器生产硫酸铵的工艺流程 1—煤气预热器 2—喷淋式饱和器 3—硫酸高置槽 4—满流槽 5—母液贮槽 6—母液循环泵 7—小母液泵 8—结晶泵 9—结晶槽 10—离心机 11—输送机 12—振动干燥机 13—硫铵贮斗 14—秤量包装机 15—旋风分离器 16—热风机 17—空气加热器 18—冷风机 19—抽風机 20—视镜

饱和器下段上部的母液经母液循环泵连续抽出送至环形室喷洒，吸收了 氨的循环母液由中心下降管流至饱和器下段的底部在此晶核通过饱和 介质向上运动，使晶体长大并使颗粒分级。用结晶泵将其底部的浆液 送至结晶槽饱和器满流口溢出的母液流入满流槽內液封槽，再溢流到 满流槽然后用小母液泵送入饱和器的后室喷淋。补水和大加酸时多 余的母液经满流槽至母液贮槽，再用小母液泵送至饱和器此外，母液 贮槽还可供饱和器检修时贮存母液之用 结晶槽的浆液排放到离心机，经分离的硫铵晶体由输送机送至振动流化 床干燥机并用被热风器加热的空气干燥，再经冷风冷却后进入硫铵贮 斗然后称量、包装送入成品库。 离心机滤出的母液与结晶槽满流絀来的母液一同自流回饱和器的下段 干燥硫铵后的尾气经旋风分离器后由排风机排放至大气。 由油库送来的硫酸送至硫酸中间槽再经硫酸泵送至硫酸高置槽，然后 自流到满流槽 5.3.4 提高硫铵质量的主要途径 若能在不增添设备的情况下，从改进现有的硫铵生产操作着手来提高 硫铵质量，具有很大的现实意义

1）母液的酸度和加酸制度 根据硫铵结晶原理，母液的酸度对硫铵结晶质量起着关键性作用母液 的酸度增高时（从0到10%的范围内），大颗粒的硫铵结晶产率降低 理论上适宜的酸度为2%左右，但由于众多因素的影响其操作酸度一般 为4%左右。 母液酸度的波动对生产大颗粒的硫铵是极为不利的时而结晶中断，时 而结晶急速进行结果生成大量的晶核，无法得到大颗粒的硫铵硫铵 结晶的平均粒度随着母液的酸度增高而减小。 为使母液的酸度保持在稳定的范围内应根据进入饱和器煤气的氨含量， 连续地向饱囷器内加酸为了消除饱和器的堵塞，必须定期进行大加酸 清洗根据对设备的腐蚀性影响，一般大加酸的酸度控制在10%左右 提高酸度的目的，是增加结晶在母液中的溶解度从而使结晶沉积物溶 解。另外在大加酸时还必须对饱和器进行水洗。酸度的提高可以消 除饱和器的堵塞，但易造成母液量的减少同时母液中溶有大量的硫铵 和酸式硫铵，吸收氨后在酸度高的母液中又生成大量的颗粒很细小的 结晶。 因此要生产大颗粒的硫铵，必须稳定母液的酸度酸洗的同时进行水 洗。

2）母液的温度 饱和器的温度制度是为维持饱和器内的水平衡而制定的饱和器在酸洗和水洗时形成的母液 量，对其温度制度影响最大 过高或者过低的母液温度对晶体的长大都是不利的。母液温喥过高时母液的黏度降低，硫 铵分子向晶体表面的扩散速度加快而有利于晶体长大但也促成大量的晶核生成，因而得不 到大颗粒的硫銨母液温度过低时，可以限制晶核的大量生成但降低了传质速度，同样得 不到大颗粒的硫铵结晶 母液温度的波动也应尽量避免，在鈈同的温度下硫铵具有不同的溶解度，当饱和器内母液 的各部位出现不同温度时硫铵的浓度也随之改变。有些区域可能形成大量的新晶核而有 些区域可能出现原有晶体的溶解现象，必将导致产品颗粒细小和粒度不均匀 生产实践表明，饱和器的母液温度稳定在50～55℃范圍内对生产大颗粒结晶最为适宜。 3）母液的搅拌 搅拌的目的在于使母液的酸度、浓度和温度均匀使得硫铵结晶在母液中呈悬浮状态，延长 在母液中的停留时间有利于硫铵分子向结晶表面扩散，对生产大颗粒硫铵是有利的 通常母液循环泵起到搅拌的作用。 4）控制晶比 懸浮于母液中的硫铵结晶的体积对母液与结晶总体积的百分比称为晶比。饱和器中晶比的 大小对结晶粒度、母液中的氨饱和量和器后氨损失量有直接影响。晶比太大时相对的减 少了氨与硫酸反应所需的容积，不利于氨的吸收并使母液搅拌的阻力加大，导致母液搅拌 鈈良另外，晶比太大时结晶间摩擦的机会增多，大结晶破裂成小结晶的可能性增加并 且当饱和器中积聚过多的结晶时，堵塞情况也將严重晶比太小时，则不利于结晶的长大 反而有大量的新晶核生成。此外当晶比小时，母液的密度降低母液中的酸焦油及其乳化 粅不易与其分层，从而污染硫铵产品因此，母液中必须控制一定的晶比以利于得到大颗 粒硫铵。 另外离心机的操作对硫铵游离酸的含量和水分有一定的影响。图5-5是离心机的洗水量对硫 铵的质量影响当洗水量在12%以下时，硫酸铵游离酸随洗水量增加而直线下降之后则丅 降缓慢。当洗水量增至22%以上时离心机后的硫酸铵水分急剧增加。同时洗水量过高会破 坏饱和器的水平衡因此，规定离心机的洗水量為硫酸铵产量的10%~12%较为合适

5.3.5生产硫铵的主要设备 喷淋式饱和器 喷淋式饱和器是硫铵工段的主体设备，其结构示意见图5-6 喷淋式饱和器全部采用耐酸不锈钢制作，无衬里其结构上有如下主要特点： 喷淋室由本体、外套筒和内套筒组成。外套筒与内套筒间形成旋风式分离器除去煤气中夹带的酸雾液 滴，起到除酸器的作用 在煤气入口和煤气出口间分隔成两个弧形分配箱，在箱内配置喷嘴喷嘴的方向均朝向煤气流，形成良 好的气流接触面 喷淋室的下部为结晶分级槽，喷淋室以降液管与结晶分级槽连通循环母液通过降液管从结晶分级槽的 底部向上返，不断生成硫酸铵晶体穿过向上运动的悬浮硫酸铵母液，促使晶体长大并引起颗粒分级。 在喷淋室的下部设置母液满流管控制喷淋室下部的液面，促使煤气由入口向出口在环形室内流动 煤气预热器 为了保持饱和器系统的水平衡，我国焦化厂普遍采用煤气預热器煤气预热器为列管式换热器，煤气走 管内管外通入低压蒸气。一般情况下煤气通过预热器的阻力为300～500Pa。 300 500Pa 离心机 离心机采用的昰WH型离心机它是卧式单级、活塞推料自动连续操作离心机。活塞推料离心机用于分 离固相颗粒不小于0.25mm、固相含量不小于25%的结晶状或纤维狀物料的悬浮液凡与物料相接触的 部分均用不锈钢材料制成。 干燥机 经离心机分离出来的硫铵结晶含有约2%的水分为了减轻硫铵的胶结，其水分最好不超过0.2%因此， 离心分离后的硫铵还需要再进行干燥 我国焦化厂所用的干燥装置主要有两种形式：振动式干燥机和沸腾干燥器。目前各焦化厂的沸腾干燥器 逐渐被干燥速度快、生产能力大及操作简单的振动式干燥机取代 干燥机由振动电机的往复运动使硫铵沿干燥箱向前移动，由送风机送的热风和冷风进入干燥箱的下部 透过风板的缝隙穿过硫铵层进入上部空间，经箱盖上的排风口逸出同時对硫铵进行干燥和冷却。干燥 后的硫铵沿出料口落至硫铵贮槽 干燥机与硫铵接触部分的材质为不锈钢材料。

图5-6 喷淋式饱和器结构示意圖

煤气预热器 为了保持饱和器系统的水平衡我国焦化厂普遍采用煤气预热器。煤气预热 器为列管式换热器煤气走管内，管外通入低压蒸气一般情况下，煤气通 过预热器的阻力为300～500Pa 离心机 离心机采用的是WH型离心机，它是卧式单级、活塞推料自动连续操作离心机 活塞嶊料离心机用于分离固相颗粒不小于0.25mm、固相含量不小于25%的结 晶状或纤维状物料的悬浮液。凡与物料相接触的部分均用不锈钢材料制成 干燥机 经离心机分离出来的硫铵结晶含有约2%的水分，为了减轻硫铵的胶结其水 分最好不超过0.2%，因此离心分离后的硫铵还需要再进行干燥。 我国焦化厂所用的干燥装置主要有两种形式：振动式干燥机和沸腾干燥器 目前各焦化厂的沸腾干燥器逐渐被干燥速度快、生产能力大忣操作简单的振 动式干燥机取代。 干燥机由振动电机的往复运动使硫铵沿干燥箱向前移动由送风机送的热风 和冷风进入干燥箱的下部，透过风板的缝隙穿过硫铵层进入上部空间经箱 盖上的排风口逸出，同时对硫铵进行干燥和冷却干燥后的硫铵沿出料口落 至硫铵贮槽。 幹燥机与硫铵接触部分的材质为不锈钢材料 5.3.6生产硫铵的操作 5.3.6.1主要生产操作参数

（1）负责煤气预热器、饱和器、结晶槽等设备的操作。要精心维护设备并及时联系检修项目检修完 毕后负责验收。 （2）负责硫酸高置槽及附属阀门管线的使用 （3）根据生产技术规定，组织好各岗位生产协作保证各系统的安全运行，完成本班的产量质量任务 （4）严格执行技术操作规程，及时准确的填写操作记录

属饱和器笁领导，执行其工作指示和布置的任务 负责满流槽、母液贮槽、煤气水封槽、浓硫酸槽、母液循环泵、小母液泵、结晶泵、酸泵、自吸泵以及 附属管线阀门的使用和维护。 经常检查母液循环情况保持液面正常，配合饱和器工加酸水洗 经常检查浓硫酸槽的液位情况，保歭随时可以受酸 负责满流槽酸焦油的捞出，并送到指定地点 负责检修设备前的准备工作及检修后的质量检查和验收工作。

属饱和器工領导执行其工作指示和布置的任务。 负责离心机的操作保证硫铵产品游离酸含量符合规定。 负责离心机检修后的质量检查和验收工作 负责保管本岗位用的工具及离心机的加油工作。 认真执行技术操作规程及时准确的填写操作记录。

属饱和器工领导执行其工作指示囷布置的任务。 负责螺旋输送机、振动式硫化床干燥机、热风器、送风机、抽风机和旋风分离器等设备的使用和维护 及时调节风温和风壓，保证硫铵产品的水分合乎规定 负责设备的加油工作，保证设备的正常运行并负责设备检修后的质量检查和验收工作。 认真执行技術操作规程及时准确的填写操作记录。

属饱和器工领导执行其工作指示和布置的任务。 责本班硫铵产品的包装以及包装用品的准备囷保管。 负责产品的计算、出库监督及核实并填写好记录。 5.3.6.2.2正常生产与事故操作 1) 饱和器工 A．基本操作 ① 根据职责范围和操作指标进行正瑺操作及时检查调整煤气压力、温度、 母液温度、母液酸度、母液晶比及母液密度等，使之符合规定每小时记录 一次。 ② 观察结晶槽嘚上料和回流情况是否正常。 ③ 随时注意饱和器的阻力变化情况发现阻力变化超出规定范围，要找出原 因并及时排除 ④ 协调本岗位各工序的正常操作，并将本班生产情况填写在记录本上 ⑤ 母液酸度的测定：从结晶槽中取出一定量的母液，置于250毫升的锥形瓶 中再加叺大约50毫升的水稀释，同时加入1～2滴酚酞指示剂用装有0.1N 的NaOH标准溶液的滴定管滴定至无色，从滴定管读出NaOH标准溶液的消耗 数即为母液的酸喥 ⑥ 母液晶比的测定：使用100毫升的量筒在结晶槽或满流槽中取样，取样后 静置几秒钟然后读出晶体与液体分界线的刻度，即得晶比数徝用量筒取 样后，为了避免温度变化对读数的影响最好将量筒浸入结晶槽或满流槽的 母液中静置，然后再读数

B．特殊操作 （1）饱和器的倒换操作 饱和器的停工必须在另一台饱和器正常运转下进行。 检查要开的饱和器系统所属设备及附属管线是否良好各阀门开关是否靈活，有杂物要清 理干净 配好母液，使母液酸度在～4%左右 通知调度和鼓风机室，开始饱和器的倒换操作 用蒸气或氮气置换煤气管道囷饱和器中的的空气，再通煤气置换煤气管道和饱和器中的蒸 气或氮气 启动母液循环泵和小母液泵。 启动结晶泵 当新饱和器运转正常後，关闭停用的饱和器要注意煤气压力的变化，满流槽的满流情况 配合检修人员将停用的饱和器煤气进出口堵上盲板，并用蒸气或氮氣吹扫停用饱和器中煤 气 将停用饱和器、附属设备及管线中的母液倒入母液贮槽并水洗清理干净。使饱和器处于待 修状态 （2）停电操莋 停电时间较长，若晶比过大适当提高饱和器母液酸度，防止堵塞 停电时间过长，请示领导按停工处理。 来电后各岗位按开工顺序恢复生产。 （3）停汽、停水操作 ① 通知离心机工停止放料（如果操作） ② 根据时间长短，适当提高饱和器内母液酸度 ③ 来水、来汽時各岗位恢复正常生产。

2) 泵工 A．泵的启动与停止 ① 启动泵时首先搬动靠背轮进行盘车盘车应灵活；打开泵的入口阀门，启动泵后慢慢打開泵的出口 阀门使泵运行在泵的性能范围之内；泵运行后检查管道和阀门是否滴漏，电机的电流是否正常并注 意泵的振动、杂音、润滑及温度等情况。 ② 泵停止运行时首先关闭泵的出口阀门再停泵，最后关闭泵的入口阀门 ③ 泵停止运行后，要放空泵及管道内的母液并冲洗干净，泵内不得有结晶 B．泵工的基本操作 ① 在正常生产情况下，经常巡视满流槽的液位防止小母液泵抽空。 ② 经常检查煤气沝封槽发现堵塞及时吹通。 ③ 经常巡视各泵运行是否正常电机和轴承温度不能超过规定值。 ④ 大加酸和水洗时必须保证满流槽的满鋶管畅通，防止母液外溢 ⑤ 维护好备用泵，每班必须盘车一次 ⑥ 交班时，要把满流槽中的酸焦油捞净 C．泵工的特殊操作 饱和器倒换時，根据饱和器工的指示进行操作 突然停电时，要按停泵电钮并关闭各泵的出口阀门。 停电时间较长时与饱和器工联系，提高母液嘚酸度同时放净管道和泵内的母液并用水冲洗，以防止 结晶堵塞 3）离心机工 A．开机 检查设备是否正常，筛网是否完好螺丝是否紧固，喷嘴位置是否正确管道是否畅通等，还要检查润 滑油的液位是否正常没有问题方可开机。 开机前与干燥工联系开启热风系统，使幹燥系统运转正常 将调速器搬到零位启动油泵，注意油泵的运转情况再将调速器搬到操作位置，并开油冷却水 启动主机，待转速稳萣后开始下料，注意放料时保持均匀 开洗涤水，连续洗涤以保证产品质量

B．停机 ① 关闭结晶槽底部阀门，停止进料 ② 关闭洗涤水閥门，停主机待主机转鼓停止后，铲除鼓内的积料 ③ 再停油泵，把调速器搬到零位关闭油冷却水。 ④ 通知干燥工停车并清扫 C．离惢机工的特殊操作和注意事项 ① 操作中如突然停电，应立即停止加料并关闭洗涤水按停止电钮和清料。 ② 来电后按开车顺序重新开车。 ③ 操作中要注意下料均匀不得将母液或洗涤水漏洒在下料斗中。 ④ 操作中要注意离心机的推料行程是否稳定油压是否正常，发现异瑺现象或震动时应立即停车检 查，查明原因并处理后再开车 ⑤ 禁止用铁}

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