關(guān)于焦化產(chǎn)品的回收與精制的研究

侯冠秋

摘要：焦化產(chǎn)品包括煤氣、焦炭、硫酸銨、粗苯和煤焦油等，這些焦化產(chǎn)品主要用于工業(yè)深加工，焦化產(chǎn)品作為深加工的原料得到了廣泛的應(yīng)用。本文分析了焦化產(chǎn)品的回收與精制。

關(guān)鍵詞：焦化產(chǎn)品;回收;精制

一、焦化產(chǎn)品回收的重要性

目前，我國(guó)焦化行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出企業(yè)數(shù)量多、企業(yè)規(guī)模普遍小、整體機(jī)械設(shè)備和技術(shù)水平相對(duì)落后的現(xiàn)狀。這種情況導(dǎo)致了最直接的后果，即產(chǎn)品回收率無(wú)法達(dá)標(biāo)、利用率無(wú)法提升，而且會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成極大污染破壞，影響焦化行業(yè)市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展。在新時(shí)期，環(huán)保已成為國(guó)家級(jí)的一項(xiàng)重要工作，所以焦化行業(yè)需圍繞這一核心開展工作，注重未來(lái)焦化產(chǎn)品的回收，只有這樣才能為其未來(lái)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。因此，焦化產(chǎn)品回收能在一定程度上促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)發(fā)展，為環(huán)保提供助力。此外，目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展促進(jìn)了國(guó)內(nèi)焦炭需求的明顯增長(zhǎng)，這無(wú)疑為焦化企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的市場(chǎng)環(huán)境。另外，應(yīng)注意的是，在回收焦化產(chǎn)品后，可通過(guò)精煉提取其它物質(zhì)。

二、煤氣脫焦油霧

煤氣在初冷器中冷卻后，每立方米中殘留2～5g焦油，充分利用鼓風(fēng)機(jī)的離心力作用能除去部分焦油，但不能完全除去煤氣中的焦油。在回收車間的后續(xù)工序中，這些焦油會(huì)析出，污染硫銨工序中的設(shè)備及溶液，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)酸性。清除煤氣中焦油霧的方法很多，電捕焦油器在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。大多數(shù)焦化企業(yè)使用多管電捕焦油器，該種電捕焦油器管子中心導(dǎo)線是負(fù)極，沿管壁是正極，煤氣中的焦油霧滴在管道中通過(guò)電廠時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)，然后沉積在管壁，最后被捕集后從下部導(dǎo)出。由于鹽及水增加了焦油的帶電性能，因而電捕焦油器在除塵干燥煤氣方面的工作效率低。此外，電捕焦油器一般設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)前后，由于鼓風(fēng)機(jī)前的煤氣溫度低，有利于去除煤氣中的禁品粒和焦油霧，但鼓風(fēng)機(jī)正面為負(fù)壓，極易在絕緣子處著火，因此，在鼓風(fēng)機(jī)后面較安全可靠。鼓風(fēng)機(jī)后煤氣中的焦油含量明顯低于鼓風(fēng)機(jī)前含量，而鼓風(fēng)機(jī)后焦油霧滴超過(guò)機(jī)前。一些焦化企業(yè)在鼓風(fēng)機(jī)后正壓段設(shè)置電捕焦油器，通過(guò)改進(jìn)電暈極端結(jié)構(gòu)，防止煤氣進(jìn)入絕緣箱等，以確保電捕焦油器的安全運(yùn)行。

三、焦油和氨水分離

集氣管來(lái)的氯水、熱油、焦油渣在澄清槽中實(shí)現(xiàn)分離，應(yīng)分離上述混合物。由于焦油本身的性質(zhì)，很難除去水分及焦油渣，焦油粘度大，沉淀分離困難。部分焦油溶于水，由于焦油中含有極性化合物，因此多環(huán)芳香化合物與水和含于水中的鹽類均質(zhì)性能提高，焦油和水形成穩(wěn)定的乳化液。焦油中含有的固體顆粒加劇了乳化液的形成。焦油中固體粒子較小，約小于0.1mm，焦油密度為1180～1220kg/m3。焦油渣密度為1250kg/m3，差異小，焦油渣很難從焦油中沉淀出來(lái)。氨、焦油、焦油渣的分離溫度為80～85℃，可降低焦油粘度，提高沉降分離性能。

為滿足分離質(zhì)量要求，采用加壓沉降分離，離心分離后用氨水洗滌方法。沉降分離溫度可提高到120℃～140℃。蒸發(fā)水分，降低焦油粘度，提高沉降分離效率。它可提高焦油和焦油渣的分離，用氨水多次洗滌焦油還能改善焦油和焦油渣的分離。用低沸點(diǎn)油（如粗苯）稀釋焦油，然后將溶液與水和焦油渣分離。分離后焦油含水率可降至約0.3%，焦油渣沉淀出，高凝結(jié)組分也可分出。

四、煤氣初步冷卻

為回收煤化學(xué)產(chǎn)品，凈化煤氣，有利于加工利用，需進(jìn)行粗煤氣分離。焦?fàn)t粗煤氣中含有水汽及焦油蒸氣等，應(yīng)進(jìn)行初步冷卻，分離焦油及水，煤氣應(yīng)輸送至回收車間后續(xù)工藝及再利用。冷凝焦油與水需分離，焦油中的灰層應(yīng)脫除。

焦?fàn)t粗煤氣溫度為650℃～800℃，通過(guò)上升管到達(dá)橋管，然后到達(dá)集氣管，此處噴70～75℃循環(huán)氨水，冷卻至80～85℃，大約60%的焦油蒸汽冷凝下來(lái)，這是重焦油部分。焦油及氨水混合物從集氣管及氣液分離器進(jìn)入澄清槽。

煤氣由分離器去初冷器冷卻，殘余焦油及大部分水汽冷凝。煤氣冷卻至25～35℃，由鼓風(fēng)機(jī)加壓，由于絕熱壓縮溫度上升10～l5℃。初冷器后煤氣含有焦油及水霧滴，它們?cè)诠娘L(fēng)機(jī)離心力下大部分以液態(tài)析出，其它在電捕焦油器電場(chǎng)作用下沉降。

由于比重不同，焦油及氨水在澄清槽中分離，氨水高于焦油，底部沉積物是焦油渣。它由煤塵與焦粉組成，用刮板從槽底取出，送回配煤機(jī)。氯水用泵送至橋管及集氣管進(jìn)行噴灑冷卻和再循環(huán)。焦油用泵送到焦油精煉車間。為避免焦渣沉積在焦油槽底，可采用泵攪拌人工除渣。

氨水是集氣管噴灑用循環(huán)氨水和初冷器冷凝氨水。氨水含錢鹽，氯含量4～5g/m3;氨水也含有酚類。在循環(huán)氮水中，70～80%的氯化銨不易水解，加熱后難以分解，即固定銨。初冷器的冷凝氟水為80～90%的水解碳酸氫銨、硫化銨、氰化氨，受熱后可分解，即揮發(fā)性氯。為避免循環(huán)氯水中的氯化銨積累，外排部分循環(huán)氯水，并在剩余氯水中補(bǔ)充部分冷凝氨水入循環(huán)氨水。

大量的冷卻噴氨水是由于從加熱爐排出的粗煤氣溫過(guò)高造成的，煤氣和噴灑氨水間的蒸發(fā)換熱在生成的水滴表面進(jìn)行。橋管與集氣管噴頭所處空間小，水滴與粗煤氣接觸時(shí)間短，所以熱換表面積小，冷卻效率低。同時(shí)，噴灑氨水中含有煤及焦塵粒、焦油和腐蝕性鹽類，這限制了噴嘴采用小孔徑結(jié)構(gòu)，因小孔徑易堵塞，需經(jīng)常清掃。噴吹嘴孔徑為2～3mm，可用于噴灑，但水滴大，下落路徑短，使換熱條件惡化。蒸發(fā)水分置只占水滴量的一小部分，因此，采用熱水噴灑來(lái)提高水滴蒸發(fā)蒸汽壓，加快蒸發(fā)速度，改善煤氣冷卻。由于水蒸發(fā)潛熱大，水溫上升顯熱小，冷水噴灑不可行。否則，噴灑量會(huì)增大幾倍。若氨水噴灑過(guò)多，集氣管中的重焦油會(huì)與氨氮水一起流動(dòng)，有利于送至回收車間。

初冷器入口處的粗煤氣含有約50%或65%的水汽量，這些水來(lái)自煤帶入水分約60～80kg/t。煤熱解生成水約為20～30kg/t，集氣管蒸發(fā)水汽約為180～200kg/t。初冷器中的冷卻冷凝水量可達(dá)到92～95%，初冷器后的煤氣被水汽飽和，其水汽含量為10～15kg/t（根據(jù)裝煤量）。初冷器中90%的交換熱量由煤氣中的水汽冷凝釋放的熱量。初冷器后煤氣質(zhì)量降低約65%，容積小于60%，還能降低輸送功耗。

在初冷器中，焦油冷凝，尤其是其中所含的奈。奈的沸點(diǎn)低于焦油中其他組分，可升華形成霧狀及塵粒，懸浮在氣體中的奈品粒。因此，煤氣在冷卻管表面有奈結(jié)品析出，導(dǎo)致傳熱系數(shù)降低。同時(shí)，導(dǎo)管中可能會(huì)形成堵塞物。為避免奈于管道及設(shè)備中的凝結(jié)，應(yīng)脫除焦油與奈。初冷器的運(yùn)行將影響煤氣輸送及回收車間的后續(xù)工藝系統(tǒng)，尤其是氰回收部分。

煤氣冷卻用于管殼式冷卻器，包括立管、橫管式。管間走煤氣，管內(nèi)走冷卻水，冷卻水出口溫度為40～45℃，送至水冷塔。

管式冷卻器的缺點(diǎn)是消耗大量金屬。因此，為了清除管內(nèi)水垢，重新采用直接冷卻器，煤氣與冷卻水直接接觸。金屬耗材少，節(jié)省投資。除冷卻外，直接冷卻水還起到洗滌煤氣的作用。煤氣可先用于間接管式冷卻，溫度降至55℃，進(jìn)入直接冷卻器，將煤氣溫度降至30℃以下，減少了所需傳熱面積，節(jié)省了投資。

燃?xì)獬趵溆美鋮s水消耗量大，每1000m3煤氣耗水量約為20m3，通過(guò)空氣冷卻及水冷卻兩段方法可降低耗水量。焦?fàn)t煤氣從焦?fàn)t中攜帶大量熱量，有利于回收利用。

參考文獻(xiàn)：

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