冷鼓工段工艺及设备模板.docx
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1、山东阳光天润化工设备售后人员培训冷鼓工段工艺及设备企业名称:山东阳光天润化工设备网站:服务电话:、351113912月说 明1、冷鼓工段工艺由工艺科孙波主讲; 2、冷鼓工段设备由设备科赵世江主讲; 目 录第一章 冷凝鼓风工艺第一节 煤气初冷和焦油氨水分离1-8第二节 煤气输送及鼓风机9-10第三节 煤气中焦油雾清除11-12第四节 鼓冷岗位工艺技术规程13-23第二章 初冷塔第一节 煤气初冷塔用途24第二节 煤气初冷塔工艺步骤及特点25-27第三节横管式煤气初(终)冷器规格技术性能表28第四节 关键结构29第五节 初冷塔操作及使用30-32第三章 机械化氨水澄清槽第一节 概述34-35第二节
2、机械化氨水澄清槽结构36第三节 工作原理37第四节 技术特征38第五节 机械化氨水澄清槽使用方法39冷凝鼓风工艺冷凝鼓风工段任务是:煤气冷凝、冷却和输送;煤气中焦油雾清除;氨水、焦油和焦油渣分离。1煤气初冷和焦油氨水分离煤气初冷目标:一是冷却煤气;二是使焦油和氨水分离,并脱除焦油渣。在炼焦过程中,从焦炉炭化室经上升管逸出粗煤气温度为650750,首先经过初冷,将煤气温度降至2535,粗煤气中所含大部分水汽、焦油气、萘及固体微粒被分离出来,部分硫化氢和氰化氢等腐蚀性物质溶于冷凝液中,从而可降低回收设备及管道堵塞和腐蚀;煤气经冷却后,体积变小,从而使鼓风机以较小动力消耗将煤气送往后续净化工序;煤气
3、经初冷后,温度降低,是确保炼焦化学产品回收率和质量先决条件。煤气初冷分为集气管冷却和初冷器冷却两个步骤。11煤气在集气管内冷却1.1.1煤气在集气管内冷却机理煤气在桥管和集气管内冷却,是用表压为147196KPa循环氨水经过喷头强烈喷洒进行。当细雾状氨水和煤气充足接触时,因为煤气温度很高而湿度又很低,故煤气放出大量显热,氨水大量蒸发,快速进行着传热和传质过程。传热过程取决于煤气和氨水温度差,所传输热量为显热,约占煤气冷却所放出总热量10%15%。传质过程推进力是循环氨水液面上蒸汽分压和蒸汽分压之差,氨水部分蒸发,煤气温度急剧降低,以供给氨水蒸发所需潜热,此部分热量约占煤气冷却所放出总热量75%
4、80%。另有约占所放出总热量10%热量由集气管表面散失。经过上述冷却过程,煤气温度由650750降至8286,同时有60%左右焦油气冷凝下来。在实际生产上,煤气温度可冷却至高于其最终达成露点温度13。1.1.2煤气露点和煤气中水蒸气含量关系煤气冷却及所达成露点温度同下列原因相关:煤料水分、进集气管前煤气温度、循环氨水量和进出口温度和氨水喷洒效果等,其中以煤料水分影响最大。在通常生产条件下,煤料水分每降低1%,露点温度可减低0.60.7。显然,减低煤料水分,对煤气冷却很关键。因为煤气冷却关键是靠氨水蒸发,所以,氨水喷洒雾化程度好,循环氨水温度较高(氨水液面上水汽分压较大),氨水蒸发量大,煤气冷却
5、效果好;反之则差。集气管技术操作指标以下:集气管前煤气温度/ 650750离开集气管煤气温度/ 8286循环氨水温度/ 7278离开集气管氨水温度/ 7480煤气露点温度/ 8083吨干煤循环氨水量/m3 56 m3蒸发氨水量(占循环氨水质量)/% 23%冷凝焦油量(占煤气中焦油质量)/% 约60%进入集气管前煤气露点温度也同装入煤料水分含量相关,当装入煤总水分为8%11%时,对应露点温度为6570。为确保氨水蒸发推进力,进口水温应高于煤气露点温度510,所以采取7278循环氨水喷洒煤气。对不一样型式炼焦炉所需循环氨水量也有所不一样,按经验确定定额数值为:单集气管焦炉吨干煤需循环氨水5m3;双
6、集气管焦炉吨干煤需循环氨水6m3。1.1.3集气管物料平衡和热平衡 经过集气管物料平衡和热平衡计算,能够了解集气管内物料转移情况,并可求得冷却后煤气温度。若冷却后煤气温度已经确定,就能够求得必需循环氨水量及其蒸发量。原始数据产品产率(对干煤质量)%焦炉煤气 15.8水分(化合水2.2,配煤水分7.8) 10焦油 4.0粗苯 1.1氨 0.3硫化氢 0.3焦炭 76.3操作指标冷凝焦油质量(占焦油总质量)% 60进入集气管煤气温度/ 650离开集气管煤气温度/ 82进入集气管循环氨水温度/ 75离开集气管循环氨水温度/ 78干煤气密度/(Kg/m3) 0.455循环氨水量:以每吨干煤计循环氨水总
7、量为6.15m312煤气在初冷器内冷却炼焦煤气由集气管沿吸煤气主管流向煤气初冷器。吸煤气主管除将煤气由焦炉引向化产回收装置外,还起着空气冷却器作用,煤气可降温13。煤气进入初冷器温度仍很高,且含有大量蒸汽和焦油气,须在初冷器中冷却到2535,并将大部分焦油气和蒸汽冷凝下来。121横管式间接初冷工艺步骤横管式初冷器煤气通道,通常上段用循环氨水喷洒,中段和下段用冷凝液喷洒。在初冷器上段,煤气和冷却管内采暖水换热(冬季),煤气从80冷却到78,采暖水由55升至65.在夏季,上段则采取循环水和煤气换热。然后,煤气进入初冷器中段,在此,煤气和冷却管内循环水换热,从78冷却到45,循环水由32升至40.然
8、后,煤气进入初冷器下段和冷却管内制冷水换热,从45冷却到22,制冷水由16升至23。冷却后煤气并联进入电捕。工艺步骤中上段和中段冷凝液从隔断板经水封自流至氨水分离器,下段冷凝液经水封自流至冷凝液槽。下段冷凝液关键是轻质焦油,作为中段和下段喷洒液有利于洗萘。喷洒液不足时,可补充焦油或上段和中段冷凝液。该步骤最突出优点是横管式初冷器热负荷显著降低,冷却水用量大为降低。122横管式冷却器横管式初冷器含有直立长方形外壳,冷却水管和水平面成3角横向配置。管板外侧管箱和冷却水管连通,组成冷却水通道,可分两段或三段供水。两段供水是供低温水和循环水,三段供水则供低温水、循环水和采暖水。煤气自上而下经过初冷器。
9、冷却水由每段下部进入,低温水供入最下段,以提升传热温差,降低煤气出口温度。在冷却器壳程各段上部,设置喷洒装置,连续喷洒含煤焦油氨水,以清洗管外壁沉积焦油和萘,同时还能够从煤气中吸收一部分萘。横管冷却器用DN50钢管,管径细且管束小,所以水流速可达成0.50.7m/s。又因为冷却水管在冷却器断面上水平密集布设,使和之成错流煤气产生强烈湍动,从而提升了传热效率,并能实现均匀冷却,煤气可冷却到出口温度只比进出口水温高2。横管初冷器即使含有上述优点,但水管结垢较难清扫,要求使用水质好或经过处理冷却水。横管初冷器冷却面积:煤气1000m3/h所需冷却面积为:83.4m2。13焦油氨水分离131焦油氨水混
10、合物在用循环氨水于集气管内喷洒粗煤气时,约60%焦油冷凝下来,这种集气管焦油是重质焦油,其相对密度(20)为1.22左右,黏度较大,其中混有一定数量焦油渣。焦油渣内含有煤尘、焦粉、炭化室顶部热解产生游离碳及清扫上升管和集气管时所带入得多孔物质,其量约占焦油渣30%,其它约占70%为焦油。焦油脱水直接收温度和循环氨水中固定铵盐含量影响,在8090和固定铵盐含量较低情况下,焦油和氨水交易分离。所以,在采取混合氨水分离步骤时,混合焦油脱水程度很好,但只进行一步澄清分离仍不能达成要求脱水程度,还须在焦油贮槽内于8090下深入脱水。132澄清分离焦油、氨水和焦油渣组成混合物是一个乳浊液和悬浮液混合物,所
11、以所采取澄清分离设备多是依据分离粗悬浮液沉降原理制作。机械化氨水澄清槽是一端为斜底、断面为长方形钢板焊制容器,由槽内纵向格板分成平行两格,每格底部设有由传动链带动刮板输送机,两台刮板输送机用一套由电动机和减速机组成传动装置带动。澄清后氨水经溢流槽流出,沉聚于槽下部焦油经液面调整器引出,以控制焦油液面,确保焦油有足够分离时间。焦油层厚通常为1.31.5m,此部位应在外部保温,以维持油温和稳定其黏度。沉积于槽底焦油渣由刮板输送机送至前伸头部漏斗内排出。焦油渣经过氨水层时被洗去焦油,露出水面后澄干水。刮板线速度为1.7413.5m/h,速度过高易带出焦油和氨水。为阻挡浮在水面焦油渣,在氨水溢流槽周围
12、设有高度为0.5m木挡板。为了预防悬浮在焦油中焦油渣团进入焦油引出管内,在焦油氨水澄清槽设有焦油渣挡板及活动筛板。焦油和氨水澄清时间通常为半小时。从外管上分离焦油、氨水和焦油渣自流至机械化氨水澄清槽,澄清后分离成三层,上层为氨水,中层为焦油,下层为焦油渣。分离氨水汇合后溢流至循环氨水槽,然后用循环氨水泵加压送往焦炉冷却荒煤气。当本工段初冷器和电捕焦油器需要清扫时,从循环氨水管中抽出一部分定时清扫。多出氨水,即剩下氨水,由循环氨水泵送至剩下氨水槽,静置分离后用剩下氨水泵送至脱硫及硫回收工段进行蒸氨。分离焦油至焦油分离器进行焦油深入脱渣,其中分离少许氨水进入废液搜集槽,分离焦油定时用焦油泵抽送至焦
13、油槽静置脱水,待焦油中含水量合格后,用焦油泵送至罐区。分离焦油渣接入带斗小推车,然后送往煤场掺混炼焦。各设备蒸气冷凝液及其它化产工段来蒸气冷凝液均接入凝结水槽,定时用凝结水泵送锅炉房。离心鼓风机及其煤气管道冷凝液均流入鼓风机水封槽,由鼓风机水封槽液下泵送至机械化氨水澄清槽。电捕焦油器捕集下来焦油排入电捕水封槽,当沉淀管用循环氨水冲洗时,冲洗液亦进入电捕水封槽中。然后由电捕水封槽液下泵送至机械化氨水澄清槽分离。为预防各贮槽含氨尾气逸散,将各贮槽尾气集中后,由排气风机抽送至排气洗净塔,用循环水循环洗涤,为确保洗涤效果,循环水由全厂地下管网循环水系统连续补入,由排气洗净泵连续抽送一部分送往全厂污水处
14、理装置。2煤气输送及鼓风机2.1煤气输送系统粗煤气由炭化室出来经集气管、吸气管、冷却及回收设备直接到煤气贮罐或送回焦炉,要经过很长管道及多种设备。为了克服这些设备和管道阻力及保持足够煤气剩下压力,需设置煤气鼓风机。同时,在确定化产回收工艺步骤及所用设备时,除考虑工艺要求外,还应该使整个系统煤气输送阻力尽可能小,以降低鼓风机动力消耗。2.11煤气输送系统吸入方(机前)为负压,压出方(机后)为正压,鼓风机前后压力和机前压力差为鼓风机总压头。鼓风机通常设置在初冷器后面。这么,鼓风机吸入煤气体积小,负压下操作设备及煤气管道少。有焦化厂将电捕焦油器设在鼓风机前,可预防鼓风机堵塞。2.12煤气输送管道确定
15、煤气管道直径,可按煤气流速812m/s计算。煤气管道应有一定倾斜度,以确保冷凝液按预定方向自流。吸气主管道顺煤气流向倾斜度为10;鼓风机前后煤气管道顺煤气流向倾斜度为5;逆煤气流向为7;饱和器后到粗苯工序前煤气管道逆煤气流向倾斜度为715。因为萘能够沉积于管道中,所以在可能沉积萘部位,均设有清扫蒸汽入口。另外,还设有冷凝液导出口,方便将管内冷凝液放入水封槽。2.2鼓风机焦炉煤气鼓风机由离心式和容积式两种。离心式用于大型焦炉;容积式常见是罗茨风机,用于中型和小型焦炉。焦化厂中鼓风机操作很关键,既要输送煤气,将集气管中煤气管道吸过来,然后再将煤气送往净化工序;又要保持炭化室和集气管压力稳定。为确保
16、鼓风机正常运转,对冷凝液排出管应按时用蒸汽清扫,确保冷凝液和焦油立即排出。当采取离心式风机时,煤气经过风机压缩后温升为1020;当采取罗茨风机时,煤气经风机压缩后温升为35。3.煤气中焦油雾清除焦油雾是在煤气冷却过程中形成,它以内充煤气焦油气泡状态或极细小焦油滴存在于煤气中。因为焦油雾又轻又小,其沉降速度小于煤气流速,所以悬浮于煤气中并被煤气带走。初冷器后煤气中焦油雾含量通常为1.02.5g/m3。鼓风机后煤气中焦油雾含量通常为0.30.5g/m3。化产回收工艺要求煤气中焦油雾含量低于0.02 g/m3,不然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
17、器泡沫,密度减小,有使煤气从饱和器满流槽冲出危险;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;焦油雾带到洗氨和脱硫设备易引发堵塞,影响吸收效率。清除焦油雾方法很多,但从焦油雾滴大小及所要求净化程度来看,采取电捕焦油器最为经济可靠,效率可达98%以上。自初冷器来荒煤气优异入电捕焦油器下部,捕去焦油雾煤气从顶部出来进入电动离心鼓风机,然后进入煤气预冷及脱硫工序。电捕焦油器为蜂窝式,强直流电在集电极(负极)和沉淀极(正极)之间形成不均匀高压电场,当煤气经过此高压电场时,夹带于煤气中焦油雾和灰土颗粒被荷化,并沉淀于正极上(沉淀极)由电捕焦油器底部流出,经水封槽流到鼓风地下池并送往冷凝
18、岗位。当电极需要清洗时,可用热氨水或蒸汽清扫。当安装在煤气管道上氧分析仪检测出氧含量超出2.0%(体积)时,电捕焦油器会自动断电,电源恢复手动进行。煤气在管式电捕焦油器沉淀管内适宜流速为1.5m/s,1000m3煤气电量消耗约为1KWh。4 鼓冷岗位工艺技术规程4.1岗位职责负责焦炉煤气和氨水输送,焦油、氨水分离,荒煤气初冷,确保焦炉集气管压力稳定,确保机前煤气温度22(夏季28)。负责脱除煤气中萘和焦油雾。负责焦油回收、脱水和外送及剩下氨水外送。连续供给焦炉循环氨水和高压氨水。按时完成领导交办其它任务。4.2.横管电捕段正常操作每小时检验一次各运转设备,静止设备和管线运行情况,发觉问题立即处
19、理,统计汇报。每小时统计一次各处温度、压力、流量、液位等,发觉问题立即汇报处理。当横管初冷器阻力或煤气出口温度超标时,应立即分析原因,采取有效方法,确保风机安全运行和煤气正常输送。每小时检验一次电捕电压、电流,如不符合要求应立即调整,必需时请电工处理。每小时检验一次横管初冷器、电捕焦油器等系统排液管排液情况,确保通畅。立即了解煤气分析结果,配合中控调整各项操作技术指标,确保煤气质量符合技术要求。4.3横管初冷器开停工4.3.1开工检验各阀门严密情况,确定其灵活好用。检验各段冷却水系统管道、阀门等。将欲开横管初冷器U形管加满水,打开初冷器排液管阀门。各处仪表要保持齐全完好。检验全部阀门是否在关闭
20、状态。开工前打开初冷器上部放散管,用蒸汽置换器内空气,至放散冒出大量蒸汽。先开煤气入口阀门,同时关闭放散管。打开初冷器各段循环水出入口阀门。后开煤气出口阀门及低温水出入水阀门,调整水量,使出口煤气温度符合技术指标。调整横管初冷器各段混合液喷洒量至要求值。4.3.2停工清扫关闭煤气出入口阀门。依次关闭循环水,低温水出入口阀门,将各段冷却水放空。关闭喷洒液入口总阀。打开横管顶部放散管,打开蒸汽阀向横管内通蒸汽,打开喷洒液管上蒸汽阀门,待清扫完成后壮志凌云蒸汽阀,待放散管冒大量蒸汽后减小蒸汽量,保持放散管冒少许蒸汽或改用氮气维持正压。初冷器停工后依次打开冷却器下段、中段、上段蒸汽阀门,待初冷器温度达
21、成80后保持2小时后关闭各蒸汽阀。若初冷器长久不开,通少许氮气维持正压,确保安全停用。4.4电捕焦油器开停工4.4.1开工检验电气、仪表是否完好,绝缘箱温度是否合乎要求。将液封槽加满水打开电捕冷凝液排液阀。确定煤气中含氧量小于2%。蒸汽清扫,打开顶部放散管阀门,向电捕内通蒸汽,待放散管冒大量蒸汽后,关小蒸汽阀,使其冒少许蒸汽。开煤气阀门(快开入口、慢开出口)在电捕送入煤气同时,关闭放散管和蒸汽阀门,打开氮气保护装置,等绝缘箱温度达成要求值。 通知电工给电捕送电,调整二次电流、二次电压合格,送电时应先将选择开关调制手动,调好后降压,转自动调整正常,自动调整失灵可用手动调整。4.4.2停工清扫打开
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