2-原料气的制备.ppt

第二章 原料气的制备,煤气中氨的清除,3,煤气中硫化氢的清除,4,煤气的输送和焦油雾的清除,2,煤气中粗苯的回收,5,煤气的冷凝与冷却,1,0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000,（450 最多）,荒煤气各,组分的产率,析出焦油,煤,隔绝空气,加热,（1）炼焦化学产品的组成,脱水,脱气,析出煤气,产品,焦炭,净焦炉煤气,焦油,化合水,粗苯,氨,其它,产率（对干煤wt%）,70-78,15-19,3-4.5,2-4,0.8-1.4,0.25-0.35,0.9-1.1,名 称,净焦炉煤气组成，体积%,组分,H,2,CH,4,CO,N,2,CO,2,C,n,C,m,O,2,含量,5459,2428,5.57,35,13,23,0.30.7,（2）影响炼焦化学产品产率和组成的因素,配煤性质和组成的影响,焦油产率,配煤的挥发分和煤的变质程度,苯族烃的产率,随配煤中的氢碳比的增加而增加,氨,来源于煤中的氮,化合水的产率,同配煤的含氧量有关,煤气的成分,同干馏煤的变质程度有关,炼焦温度,操作压力,挥发物在炉顶空间停留时间,焦炉内生成的石墨,焦炭中成分的催化作用,炉墙温度,炭化室顶部空间温度,焦炉操作条件的影响,（3）焦炉煤气生产工艺流程,荒煤气,气液分离器,横管初冷器,电捕焦油器,煤气鼓风机,HPF法脱硫塔,喷淋饱和器,终冷塔,洗苯塔,煤气,荒煤气,气液分离器,横管初冷器,温度为650-750的,荒煤气,首先应冷却,冷却,目的,(1)防止化学产品裂解,(4)减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀。,(3)含有大量水汽的高温煤气输送负荷增大,(2回收产品在较低的温度下才能保证较高的回收率,1 煤气的冷凝与冷却,第一步:是在集气管及桥管中用大量循环氨水喷洒，使煤气冷却到80-90，,氨水是碱性，能中和焦油酸，保护了煤气管道；氨水又有润滑性，便于焦油流动，可以防止煤气冷却过程中煤粉、焦粒、焦油混合形成的焦油渣因积聚，而堵塞煤气管道。,集气管在正常操作过程中一般采用,70,左右的循环氨水喷洒煤气。,进入集气管前的煤气露点温度主要与装入煤的水分含量有关,在集气管内冷却影响因素,（1）横管式初冷器间接冷却工艺流程,第二步:是在煤气初冷器中被冷却到21-22。,煤气冷却的主要设备,横管初冷器,优点,管径细且管束小,传热系数较高,能实现均匀的冷却,防止冷凝液再度蒸发,横管初冷器操作指标,横管初冷器前煤气的温度 80-85,横管二段出口煤气的温度 40,横管一段出口煤气的温度 22,低温水的温度 18,循环水的温度 32,横管初冷器后煤气的集合温度 21-22,横管初冷器的阻力 1000Pa,煤气由炭化室出来要,输送进行焦油雾的清除,必须在煤气输送系统中设置鼓风机。另外，,鼓风机在运行时也有清除焦油的作用,。,煤气输送设备和管路,离心式鼓风机,罗茨式鼓风机,主要由,机体、,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。,鼓风机类型,鼓风机煤气进出口调节：,“小循环”调节：,离心式鼓风机性能的调节,用鼓风机进出口交通管调节,当鼓风机能力较大，而输送的煤气量较小时，为保证鼓风机工作稳定，使鼓风机压出的煤气部分重新回到吸入管,“大循环”调节：,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。一般当煤气量为鼓风机额定能力的1/11/3时，就需采用“大循环”的措施。“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负荷。,煤气管道的管径选择,管道的倾斜度,管路的热延伸和补偿,自动放散装置,其他辅助设施（测温孔、测压孔、取样孔等）,煤气输送管路,2 煤气的输送和焦油雾的清除,目的,焦油雾在饱和器凝结下来，会使硫铵质量变坏，酸焦油增多，并可能使母液起泡沫，降低母液密度，而使煤气有从饱和器满流槽中冲出的危险；,焦油雾进入洗苯塔内，会使洗油质量变坏，影响粗苯的回收；,对水洗氨系统，焦油雾会造成煤气脱萘效果差和洗氨塔的堵塞。,当煤气进行脱除硫化氢时，焦油雾会使脱硫塔脱硫效率降低，,电捕焦油器,电捕焦油器的操作,经常观察电捕绝缘箱温度并保持在90-110。,经常检查疏水器工作是否正常，防止系统积水影响绝缘箱温度。,经常观察电捕煤气进出口吸力，判断电捕阻力。,经常检查和清扫下液管，保证电捕排液畅通。,经常观察电捕二次电流和电压，保证电捕正常工作状态。,目的,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,生产硫铵普遍采用的是喷淋式饱和器硫铵工艺。,焦炉煤气中的氨与氰化氢、硫化氢化合，加剧了腐蚀作用,煤气中氨在燃烧时会生成氧化氮；,氨还可以使甲烷转化的催化剂催化性能降低。,氨在粗苯回收中能使洗油和水形成乳化物，影响油水分离；,为保护大气和水体，含氨的水溶液不能随便排放；,焦炉煤气中的氨含量不允许大于0.03g/m3。,硫铵生产的原料,采用浓度为75-76%的硫酸,，或浓度为90-93%的硫酸。,3 煤气中氨的回收,喷淋式饱和器生产硫铵的工艺,硫铵的结晶原理,经过两个阶段：,影响硫铵结晶的因素及控制,第一阶段是在母液中细小的结晶中心晶核的形成,第二阶段是晶核（或小晶体）的长大,母液酸度和加酸制度,母液的温度,母液的搅拌对硫铵结晶的影响,晶比对硫铵结晶的影响,杂质对硫铵结晶的影响,硫铵生产的主要设备,喷淋式饱和器,特点,煤气系统阻力小,结晶颗粒较大,平均直径在0.7mm,硫铵质量好,工艺流程短,易操作等,饱和器法生产硫铵的操作指标,预热器后煤气温度,80-90,饱和器母液温度,50-55,饱和器的阻力,2000 Pa,饱和器后煤气含氨 ,0.03g/m3,母液酸度,4-6,干燥器入口风温,130-140,。,水洗氨,蒸氨,氨分解工艺,流程,水洗氨工艺流程,蒸氨、氨分解的工艺流程,含硫化氢的焦炉煤气,若用作合成原料气,会造成催化剂中毒；用于冶炼优质钢,会降低钢的质量。,煤气中的硫化物按化合状态分,硫的无机化合物，,主要是硫化氢(H2S)，,根据原料煤含硫量不同，,H,2,S一般为4-10g/m3,硫的有机化合物，,如二硫化碳(CS2)、,硫氧化碳(COS)、,噻吩(C4H4S)等,4 煤气中硫化氢的脱除,按脱硫剂的物理形态不同分为,干法,湿法,(1)湿法氧化法,(2)化学吸收法,(3)物理吸收法,(4)物理-化学吸收法,该法主要有,改良ADA法、,栲胶法、,氨水催化法、PDS法和,HPF法等,栲胶法脱硫,2.栲胶法脱硫剂,1.优点：,运行费用低,无硫磺堵塔问题,工业生产使用的栲胶脱硫溶液组分,2-3,7.0,3-4,8.4,3-4,6-8,0.4-0.5,0.75-0.85,稀溶液,浓溶液,NaVO,3,g/l,栲胶 g/l,Na,2,CO,3,g/l,总碱度 mol/l,溶液类别,脱硫塔,3.栲胶法脱硫主要工艺操作控制指标,入脱硫塔煤气温度,30-35,入脱硫塔溶液温度,35-40,进再生塔空气压力 ,0.4MPa,熔硫釜内压力 ,0.41MPa,釜内外压差 ,0.2MPa,外排清液温度,60-90,脱硫溶液组成,pH=8-9,游离氨：,5g/l,PDS,含量：,8-10mg/kg,对苯二酚：,0.15-0.2,g/l,悬浮硫1.5,g/l,NH4CNS,和,(NH4)2S2O3,总含量：,250,g/l,。,4.操作条件讨论,适宜的栲胶与钒的比例为左右。,栲胶浓度,30-40,温度,含99%的CO,2,原料气,使脱硫效率稍有降低,CO,2,的影响,取决于脱硫液的操作硫容量,0.4-0.5 mol/l（低硫）,0.75-0.85 mol/l（高硫）,NaVO,3,含量,碱度,HPF,法脱硫,HPF法脱硫选择使用HPF(醌钻铁类)复合型催化剂，可使焦炉煤气的脱硫效率达到99左右。,工艺流程,HPF,法脱硫操作条件讨论,脱硫液中,盐类的积累,煤气及脱硫,液温度,脱硫液和煤,气中的含氨量,液气比对,脱硫效率的影响,再生空气量,与再生时间,煤气中杂质对,脱硫,效率的影响,常见事故及处理,事故,可能产生的原因,处理措施,脱硫效率下降（塔后H,2,S高）,1、液气比不当,2、溶液成份不当,3、再生空气量少,4、入口H,2,S高,5、填料堵或有偏流现象,6、焦油、萘含量高，将溶液污染,7、溶液温度高或低,8、溶液活性差副反应高，溶液粘度大，吸收不好,1、调节循环量,2、按分析情况具体添加,3、增加鼓风强度,4、调整溶液循环量，提高溶液成分,5、用稀氨水或硫化铵溶液洗涤填料或停车检修,6、请示上级处理，排放溶液，重新制备新液,7、调节溶液温度合乎规定,8、加大脱硫液的排放，提高氨含量，加大催化剂量，并补充一部分新液再生塔跑液,1、空压机换车未减小循环量,2、去脱硫塔的管道半堵或堵塞,3、再生塔硫泡沫管道堵塞,4、出口溶液管上阀门坏,5、调节不当跑液,1、在换空压机时或开空压机时要减小循环量，空压机正常后在逐渐加大循环量,2、停车处理,3、降低再生塔液位检修溢流管,4、开启调节用手动控制：停车更换,5、加强责任心,硫泡沫少,1、溶液温度过低,2、吹风强度过小,3、溶液成份失调,4、煤气中杂质较多，污染溶液,1、提高溶液温度,2、提高空气压力，适当调节流量,3、按分析情况添加,4、请示上级，联系电捕处理,再生塔断空气,1、仪表调节失灵,2、空气压力不够,3、空气管道堵或塔内盘管眼堵,4、空气管内积水冬天冻5、空压机坏,1、改用手动调节,2、提高空气压力,3、查明原因处理，将空气猛开几次,4、降低空气压力，用溶液溶垢,5、找见原因用蒸汽吹,6、倒换机,黄色透明的油状液体,易挥发易燃,闪点12,初馏点40-60,爆炸极限,1.4-7.5,粗 苯的组成,粗 苯的性质,比水轻,微溶于水,5.煤气中粗苯的回收,回收苯族烃的方法,依据操作压力分为,活性炭,把煤气冷却到零下40-50，从而使苯族烃冷凝冷冻成固体，将其从煤气中分离出来。,洗油吸收法,固体吸附法,深冷凝结法,加压吸收法,常压吸收法,负压吸收法,硅胶,吸附剂 分,吸收苯族烃的工艺流程,影响苯族烃吸收的因素,2,洗油的吸收能力及循环油量,3,贫油含苯量,1,吸收温度,4,吸收表面积,5,煤气压力和流速,谢谢聆听！,