[实用新型]一种焦炉煤气中间冷却塔

说明书

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气净化领域，更具体地，本实用新型涉及一种焦炉煤气中间冷却塔，所述焦炉煤气中间冷却塔用于煤气除萘和煤气冷却，为焦炉煤气净化工程中的首道工序。

背景技术

焦炭是冶金工业炼铁的主要原料。中国焦炭产量居世界第一位，焦化产品百余种。

炼焦用煤在复杂的地质状况下含有上百种成分，在焦炉中成焦时，其中多种成分随煤气一起进入随后的工序。在炼焦过程中原料煤中约30％-35％的硫转化成H₂S等硫化物，与HCN等一起形成煤气中的杂质，煤气中的H₂S含量一般为5～8g/m³，HCN的含量为1～2.5g/m³。而H₂S和HCN具有很强的腐蚀性、毒性，在空气中含有0.1％的H₂S就能使人致命。当焦炉煤气最终用作燃料时，硫化氢及燃烧产物二氧化硫均有毒，会严重污染环境，所以煤气作为燃料使用之前必须进行净化。

煤气净化主要是脱除煤气中有害成分，具体包括冷却和输送出炉煤气、脱除煤气中H₂S，HCN等酸性气体和NH₃类碱性气体、脱除及回收煤气中焦油类、苯类等物质以及萘等。因此一般的净化工艺包括鼓冷、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。

煤气的预冷煤气的预冷是指，出炉煤气通过集气管喷洒氨水和设置预冷器将出炉煤气由650-800℃降至25℃左右的处理过程。预冷器冷却方法通常有间接式、直接式、间直结合式3种。冷却设备有直冷式喷淋塔、立管式预冷器和横管式预冷器。间接式煤气冷却过程冷却水不与煤气接触，通过换热器完成两相传热。由于冷却介质-水没有受到煤气中有害介质的污染，循环使用次数多。问冷式适用于大多数缺水地区的焦化厂。由于煤气预冷时有大量萘的结晶析出，所以采用立管式预冷器的工艺要求预冷器后集合温度不低于25℃，以防冷凝液管堵塞。而在采用横管多级喷洒洗萘预冷器的工艺中，由于喷洒液对萘的吸收而大大降低了萘结晶堵塞管道。直冷煤气设备通常采用塔，由煤气与冷介质的逆相直接接触，完成热量和物质传递，因此煤气直接冷却，不但冷却了煤气，而且具有净化的效果。

煤气中萘的脱除工艺

粗煤气中含萘约10g/m³，其中大部分在集气管预冷器中冷凝下来并溶于焦油中，经过预冷后，含量约为2g/m³的萘处于过饱和状态，预冷后的煤气沿管道流向后序净化设备时，一旦流速缓慢或温度进一步下降，萘就会沉积析出并造成堵塞，因此煤气进一步脱萘是必要的。目前脱萘主要有两种方式，水洗法和油洗法。所谓水洗法是利用终冷塔中冷水与热煤气的逆向接触，降低煤气温度使萘析出，再利用热焦油吸收水中的萘而实现冷水循环洗萘。油洗萘是利用洗油洗涤煤气并吸收其中的萘，而从洗油中分离萘可以同富油脱苯同时进行，该法较水洗法效率高，一般可将煤气含萘降至0.5g/m³以下。

经脱除萘的煤气还需经后道的煤气中焦油的脱除及回收、氨类的脱除及苯类的脱除及回收工序。由于中间煤气冷却塔是煤气净化的第一道工序，煤气中的H₂S、HCN等腐蚀性气体含量高，只要洗萘中的水分超过2％，就不可避免大量吸收H₂S、HCN等气体。洗萘富油是汇合到脱苯富油中进行粗苯蒸馏的工艺，就会对粗苯蒸馏系统产生不良的影响。

在焦炉煤气净化工艺中，作为焦炉煤气净化工程中必不可少的首道工序的、用于脱除煤气中的萘和冷却煤气的工艺，脱除使用焦炉煤气中间冷却塔。

所述中间煤气冷却塔(又称氨萘塔，简称中冷塔，见附图一)通常设有三段工作区，即，预冷却段，洗油除萘段及后冷却段。功能是冷却和除萘。上段、下段用氨水喷林冷却煤气，中段用富油脱除煤气中的萘。中冷塔段与段之间采用断流板隔离，煤气在经过断流板的导筒时的流速高，相应存在严重的雾沫夹带。富油中正常水分含量1～2％，吸收雾沫后的洗萘循环富油水分上升到5％。这样，在洗油除萘过程中，洗油中的水就会吸收煤气中大量H₂S、CS₂、COS等硫化物以及噻吩等杂环化合物。