煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工課件

緒論

第一章

緒論第一節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程第一節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述

一、煉焦化學(xué)煉焦化學(xué)是研究以煤為原料，經(jīng)高溫干餾獲得焦炭和荒煤氣，并用經(jīng)濟(jì)合理的方法將荒煤氣分離和精制成化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)和工藝原理的學(xué)科。以煤為原料，經(jīng)過高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時(shí)獲得煤氣、煤焦油、并回收其他化工產(chǎn)品的工業(yè)是煉焦化學(xué)工業(yè)。生產(chǎn)和經(jīng)營煉焦化學(xué)產(chǎn)品的單位是煉焦化學(xué)工廠。在中國鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能耗中，焦炭和焦?fàn)t煤氣提供的能源占60%以上，所以大部分焦化廠設(shè)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要組成部分，另有一部分是設(shè)在民用煤氣或化工部門。

第一節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品煤是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的由很多苯環(huán)縮合起來的多環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)，煤中的價(jià)鍵以碳原子結(jié)合為主，氫、氧、氮、硫等原子鑲嵌在苯環(huán)之間。在加熱時(shí)能黏結(jié)成塊的煤種，通常稱之為煉焦煤。煉焦煤于煉焦?fàn)t內(nèi)在隔絕空氣高溫加熱條件下，煤質(zhì)發(fā)生一系列的變化，除生成固態(tài)焦炭外，還裂解生成揮發(fā)性產(chǎn)物簡稱為荒煤氣?；拿簹庵泻性S多各種化合物，包括常溫下的氣態(tài)物質(zhì)如氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等；C1～C6直鏈烴類和氫等裂解成焦?fàn)t煤氣的主要成分。

三、回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的目的和意義

第一節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述表1-1國內(nèi)生產(chǎn)的主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率煤料在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾時(shí)，煤質(zhì)發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化。裝入煤在200℃以下蒸出表面水分，同時(shí)析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體；隨溫度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物開始分解，生成二氧化碳、水和酚類，這些酚主要是高級酚；至約500℃時(shí)，煤的大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈斷裂和分解，產(chǎn)生氣體和液體，煤質(zhì)軟化熔融，形成氣、固、液三相共存黏稠狀的膠質(zhì)體、并生成脂肪烴，同時(shí)釋放出氫。

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率在600℃前從膠質(zhì)層析出的和部分從半焦中析出的蒸汽和氣體稱為初次分解產(chǎn)物，主要含有甲烷，二氧化碳、—氧化碳、化合水及初焦油，氫含量很低。初焦油主要的族組成大致如下，%鏈烷烴(脂肪烴)烯烴芳烴酸性物質(zhì)鹽基類樹脂狀物質(zhì)其他

8.02.858.912.11.814.4

2初焦油中芳烴主要有甲苯、二甲苯，甲基萘、甲基聯(lián)苯、菲、蒽及其甲基同系物，酸性化合物多為甲酚和二甲酚，還有少量的三甲酚和甲基吲哚；鏈烷烴和烯烴皆為C5至C32的化合物，鹽基類主要是二甲基吡啶、甲苯胺等。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率煉焦過程析出的初次分解產(chǎn)物，在炭化室內(nèi)的流動(dòng)途徑如右圖1所示，約85%的產(chǎn)物是通過赤熱的半焦及焦炭層和沿溫度為1000℃左右的爐墻到達(dá)炭化室頂部空間的，其余約25％的產(chǎn)物則通過溫度一般不超過400℃，處在兩側(cè)膠質(zhì)層之間的煤料層逸出。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率通過赤熱焦炭和沿炭化室爐墻向上流動(dòng)的氣體和蒸汽，因受高溫而發(fā)生環(huán)烷烴和烷烴的芳構(gòu)化過程(生成芳香烴)并析出氫氣，從而生成二次熱裂解產(chǎn)物。這是一個(gè)不可逆反應(yīng)過程，由此生成的化合物在炭化室頂部空間就不再發(fā)生變化,與此相反，由煤餅中心通過的揮發(fā)性產(chǎn)物，在炭化室頂部空間才因受高溫發(fā)生芳構(gòu)化過程，因此,炭化室頂部空間溫度具有特殊意義。此溫度在炭化過程的大部分時(shí)間里800℃左右。大量的芳烴是在700—800℃的范圍內(nèi)生成的。使初次分解產(chǎn)物受高溫作用，進(jìn)一步熱分解，稱為二次裂解。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率當(dāng)發(fā)生二次熱裂解時(shí)，碳?xì)浠衔锓肿咏Y(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生以下幾種變化：

(a)C-C鍵斷裂引起結(jié)構(gòu)縮小反應(yīng)。C-C鍵斷裂所需的能量較低，先于C-H鍵的斷裂。烷烴的C-C鍵在焦炭的催化作用下，約在350℃時(shí)斷裂。在此反應(yīng)中，較高分子的碳?xì)浠衔锪呀鉃榈头肿赢a(chǎn)物和形成較小的自由基。例如

CH3—CH2—CH=CH2CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—(CH2)9—CH3

CH3—CH2(CH2)8—CH3

烷烴裂解時(shí)，除可生成分子較小的烷烴外，還可生成二烯烴或兩個(gè)烯烴分子。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

(b)C-H鍵裂解引起脫氫反應(yīng)。C—H鍵發(fā)生裂解的溫度在400～550℃之間。飽和碳?xì)浠衔锪呀馍上N，同時(shí)析出氫氣，例如

CH3CH2CH2CH3→CH2=CHCH2CH3+H2→CH2=CHCH=CH2+2H2在500℃時(shí)開始產(chǎn)生脫氫現(xiàn)象，至650℃時(shí)氫的生成量已很多，在高于800℃時(shí)，烯烴產(chǎn)生二次裂解，例如部分乙烯將裂解為甲烷、氫和碳。

(c)按異構(gòu)化進(jìn)行的重排反應(yīng)。在此反應(yīng)中，碳?xì)浠衔锪呀鈺r(shí)產(chǎn)生的是復(fù)合異構(gòu)化，即裂解的原始物質(zhì)要受到異構(gòu)作用、環(huán)化作用及脫氫作用，而不是單純的異構(gòu)化(即氫一烴基團(tuán)的互換)。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

(d)聚合、歧化、縮合引起的結(jié)構(gòu)增大反應(yīng)。高分子烷烴進(jìn)行裂解所生成的烯烴和二烯烴及原科中的烯烴之間易進(jìn)行反應(yīng)，從而通過聚合或環(huán)化生成環(huán)烯烴類化合物脫氫而得到芳香族化合物，例如

CH2=CH2+CH2=CH-CH=CH2C6H8+H2

環(huán)六二烯C6H8C6H6+H2

苯

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率通過上述許多復(fù)雜反應(yīng)和其他反應(yīng)，煤氣中的甲烷和重?zé)N(主要為乙烯)的含量降低，氫的含量增高，煤氣的密度變小，并形成一定量的氨，苯族烴、萘和蒽等，在炭化室頂部空間最終形成一定組成的焦?fàn)t煤氣。

二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成煉焦配煤在炭化室內(nèi)經(jīng)過一系列的物理變化和化學(xué)變化最終形成焦炭，排放出一定組成的荒煤氣。從每個(gè)炭化室逸出的荒煤氣組成隨各自炭化室不同的炭化時(shí)間而變化。由于煉焦?fàn)t操作是連續(xù)的，所以整個(gè)煉焦?fàn)t組產(chǎn)生的煤氣組成基本是均一穩(wěn)定的。

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率荒煤氣中除凈焦?fàn)t煤氣外的主要組成（g/m3）：水蒸氣250~450硫化氫6~30焦油氣80~120其他硫化物2~2.5苯族烴30~45氰化氫等氰化物1.0~2.5

氨8~16吡啶鹽基0.4~0.6

萘8~12

經(jīng)回收化學(xué)產(chǎn)品和凈化后的煤氣，稱為凈焦?fàn)t煤氣，也稱回爐煤氣。其組成如表1-1所示。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率由表1-1可見，凈煤氣的組分有最簡單的碳?xì)浠衔铩⒂坞x氫、氧、氮及一氧化碳等，這說明煤氣是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的煤質(zhì)分解的最終產(chǎn)品。煤氣中氫、甲烷、一氧化碳、不飽和烴是可燃成分，氮、二氧化碳、氧是惰性組分。凈焦?fàn)t煤氣的低熱值為17580~18420kJ/m3,密度為0.45~0.48kg/m3。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

三、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率

煉焦化學(xué)產(chǎn)品的數(shù)量和組成隨煉焦溫度和原料煤質(zhì)量的不同而波動(dòng)。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，煤料高溫干餾時(shí)各種產(chǎn)物的產(chǎn)率，%(對干煤的質(zhì)量)：

焦炭70~78；凈焦?fàn)t煤氣15~19；焦油3~4.5；化合水：2~4；苯族烴0.8~1.4；氨0.25~0.35其他0.9~1.1。其中化合水是指煤中有機(jī)質(zhì)分解生成的水分。從炭化室逸出的荒煤氣（也稱出爐煤氣）所含的水蒸氣，除少量化合水外，大部分來自煤的表面水分。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率四、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的因素?zé)捊够瘜W(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦配煤的性質(zhì)和煉焦過程的技術(shù)操作條件。

1．配煤性質(zhì)和組成的影響焦油產(chǎn)率取決于配煤的揮發(fā)分和煤的變質(zhì)程度。在配煤的干燥無灰基（daf）揮發(fā)分Vdaf=20%~30%的范圍內(nèi)，可依下式求得焦油產(chǎn)率X(%)；

X=－18.36﹢1.53Vdaf－0.026V２daf

（1-1）第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

苯族烴的產(chǎn)率隨配煤中的（C/H）的增加而增加。且配煤揮發(fā)分含量越高，所得粗苯中甲苯的含量就越少。在上述配煤的干燥無灰基揮發(fā)分范圍內(nèi)，可由下式求得苯族烴的產(chǎn)率Y(%)：

Y=－1.6﹢0.144Vdaf－0.0016V２daf（1-2）氨來源于煤中的氮。一般配煤約含氮2%左右，其中約60%存在于焦炭中，15%~20%的氮與氫化合生成氨，其余生成氰化氫，吡啶鹽基或其他含氮化合物。這些產(chǎn)物分別存在于煤氣和焦油中。

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

煤氣中硫化物的產(chǎn)率主要取決于煤中的硫含量。一般干煤含全硫0.5%~1.2%，其中20%~45%轉(zhuǎn)入荒煤氣中。配煤揮發(fā)分和爐溫愈高，則轉(zhuǎn)入煤氣中的硫就愈多。化合水的產(chǎn)率同配煤的含氧量有關(guān)。配煤中的氧有55%~60%在干餾時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗?且此值隨配煤揮發(fā)分的減少而增加。經(jīng)過氧化的煤料能生成較大量的化合水。由于配煤中的氫與氧化合生成水,將使化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率減少。煤氣的成分同干餾煤的變質(zhì)程度有關(guān)。變質(zhì)年代輕的煤干餾時(shí)產(chǎn)生的煤氣中，CO、CnHm及CH4的含量高，氫的含量低。隨著變質(zhì)年代的增加，前三者的含量越來越少，而氫的含量越來越多。因此，配煤成分對煤氣的組成有很大的影響。

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

煤氣的產(chǎn)率Q(％)同配煤揮發(fā)分有關(guān)，可依下式求得：

（1-3）

式中ａ—系數(shù)(對氣煤氣a=3，對焦煤a=3.3)

Vdaf—配煤的干燥無灰基揮發(fā)分，％。由于濕煤的含水量不穩(wěn)定，不易作基準(zhǔn)，所以上述產(chǎn)率均是對干煤的質(zhì)量%。

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

2．焦?fàn)t操作條件的影響煉焦溫度、操作壓力、揮發(fā)物在爐頂空間停留時(shí)間、焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨、焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化作用都影響煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率及組成，最主要的影響因素是爐墻溫度(與結(jié)焦時(shí)間相關(guān))和炭化室頂部空間溫度（也稱爐頂空間溫度）。炭化室頂部空間溫度在煉焦過程中是有變化的。為了防止苯族烴產(chǎn)率降低，特別是防止甲苯分解，爐頂部空間溫度不宜超過800℃。如果過高，則由于熱解作用．焦油和粗苯的產(chǎn)率均將降低，化合水產(chǎn)率將增加，氨在高溫作用下，由于進(jìn)行逆反應(yīng)而部分分解，并在赤熱焦炭作用下生成氰化氫，氨的產(chǎn)率降低。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

高溫會(huì)使煤氣中甲烷及不飽和碳?xì)浠衔锖繙p少，氫含量增加，因而煤氣體積產(chǎn)量增加，熱值降低。爐溫、結(jié)焦時(shí)間對煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率及組成的影響，可由圖1-2及圖1-3所示曲線表明?；瘜W(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率和組成還受焦?fàn)t操作壓力的影響，炭化室內(nèi)壓力高時(shí)，煤氣會(huì)漏入燃燒系統(tǒng)而損失；當(dāng)炭化室內(nèi)形成負(fù)壓時(shí)，空氣被吸入，部分化學(xué)產(chǎn)品燃燒，氮和二氧化碳含量增加，煤氣熱值降低。因此，規(guī)定焦?fàn)t集氣管必須保持一定壓力．

第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率

第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

從焦?fàn)t炭化室生成的荒煤氣需在化產(chǎn)回收車間進(jìn)行冷卻、輸送，回收焦油、氨、硫、苯族烴等化學(xué)產(chǎn)品，同時(shí)凈化煤氣。這一方面是為得到有用的化學(xué)產(chǎn)品，另一方面是為了便于煤氣順利地輸送、儲(chǔ)存和用戶的使用。煤氣中除氫、甲烷、乙烷、等成分外，其他成分含量雖少，卻會(huì)產(chǎn)生有害的作用。如萘?xí)怨腆w結(jié)晶析出，堵塞設(shè)備及煤氣管道；焦油蒸汽存在有害于氨和苯族烴的回收；氨水溶液會(huì)腐蝕設(shè)備和管路，對上述能產(chǎn)生障害的物質(zhì)，根據(jù)煤氣的用途不同而有不同程度的清除要求，在選擇凈化方法時(shí)，應(yīng)本著既滿足凈化要求，又符合因地制宜，化害為利的原則，通過綜合評價(jià)確定，因而從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品及凈制處理的方法和流程也有所不同。第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

焦化廠一般采用冷卻、冷凝的方法除去煤氣中的焦油和水；利用鼓風(fēng)機(jī)抽吸和加壓輸送煤氣；用電捕方法除少量的焦油霧；煤氣中其他成分的脫除大多采用吸收法；對于凈化程度要求高的場合，可采用吸附法或冷凍法。一、在正壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，如焦?fàn)t煤氣只用作本企業(yè)冶金燃料時(shí)，除回收焦油、氨、苯族烴和硫等外，其余雜質(zhì)只需清除到煤氣在輸送和使用中都不發(fā)生困難的程度即可。比較典型的處理方法和工藝系統(tǒng)有兩大類。根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置位置不同分為正壓和半負(fù)壓工藝系統(tǒng)。

1.正壓操作系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在初冷器的后面。如圖1-4所示:

圖1-4正壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

2.半負(fù)壓操作系統(tǒng)焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在電捕焦油器的后面。如下頁圖1-5．對民用焦?fàn)t煤氣，其中的雜質(zhì)必須清除到較徹底的程度，處理系統(tǒng)與上述基本相同，另加干法脫硫以達(dá)到深度脫除硫化氫和氰化氫。如需遠(yuǎn)距離輸送，在煤氣貯柜后需加壓縮機(jī)和深冷脫濕。

圖1-5半負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

經(jīng)處理后的煤氣凈制程度可達(dá)到表1-2所列標(biāo)準(zhǔn)。

第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

在圖1-4、圖1-5所示處理系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機(jī)分別位于初冷器后或電捕焦油器的后面，自風(fēng)機(jī)以后的全系統(tǒng)均處于正壓下操作。這兩種工藝應(yīng)用廣泛，由于鼓風(fēng)機(jī)后煤氣溫升到50℃左右，對選用半直接飽和器法(需55℃左右)或冷弗薩姆法(需55℃)回收氨的系統(tǒng)特別適用。又因在正壓下操作，煤氣體積小，有關(guān)設(shè)備及煤氣管道尺寸相應(yīng)較??；吸收氨、苯族烴等的吸收推動(dòng)力較大，有利于提高吸收速率和回收率。

二、在負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)在采用水洗氨的系統(tǒng)中，因洗氨塔操作溫度盡可能低些（22～25℃）為宜，故鼓風(fēng)機(jī)可設(shè)在煤氣凈化系統(tǒng)的最后面，這就是全負(fù)壓工藝流程。負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)如圖1-6所示。第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程圖1-6負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

全負(fù)壓流程中的設(shè)備均處于負(fù)壓下操作，鼓風(fēng)機(jī)入口壓力為－7~－10kpa，機(jī)后壓力為15~17kPa。此種系統(tǒng)發(fā)展于德、法等國，目前中國也有采用。全負(fù)壓處理系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）不必設(shè)置煤氣終冷系統(tǒng)和黃血鹽系統(tǒng)：（2）可減少低溫水用量，總能耗亦有所降低，（3）凈煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓縮升溫后，成為過熱煤氣，遠(yuǎn)距輸送時(shí)，冷凝液甚少，減輕了管道腐蝕。

第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

這種系統(tǒng)也存在如下缺點(diǎn)：（1）負(fù)壓狀態(tài)下，煤氣體積增大，有關(guān)設(shè)備及煤氣管道相應(yīng)增大。例如洗苯塔直徑約增7％~8％，（2）負(fù)壓設(shè)備與管道越多，漏入空氣的可能性增大．需特別加強(qiáng)密封：（3）在較大的負(fù)壓下，煤氣中硫化氫、氨和苯族烴的分壓也低。減少了吸收推動(dòng)力。據(jù)計(jì)算，負(fù)壓操作下苯族烴回收率比正壓操作時(shí)降低2.4%。綜上所述，全負(fù)壓回收工藝可供采用水洗氨工藝或弗薩姆法生產(chǎn)無水氨工藝的回收系統(tǒng)選用。第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

三、粗苯加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)粗苯工段生產(chǎn)的粗苯，經(jīng)兩苯塔分餾為輕苯和重苯。苯、甲苯、二甲苯的絕大部分和硫化物的大部分及50%的不飽和化合物聚集與輕苯中，苯乙烯、古馬隆和茚等高沸點(diǎn)不飽和化合物聚集于重苯中。輕苯和重苯分別加工。粗苯精制加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)見圖1-7。第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

四、焦油加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)冷凝工段生產(chǎn)的煤焦油是具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體，其中含有上萬種的物質(zhì)，須經(jīng)過予處理蒸餾切取組分集中的各種餾分，再對各種餾分用酸堿洗滌、蒸餾、聚合、結(jié)晶等方法進(jìn)行處理提取純產(chǎn)品。焦油加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)見圖1-8和圖1-9。

圖1-9焦油餾分精制加工系統(tǒng)第三節(jié)回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程煤氣的初冷和焦油氨水的分離第二章

煤氣的初冷和焦油氨水的分離第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻第三節(jié)焦油氨水的分離第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備第五節(jié)煤氣初冷操作和常見事故處理煤氣的初冷和焦油氨水的分離焦?fàn)t煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時(shí)的溫度為650－750℃此時(shí)煤氣中含有焦油氣，苯族烴、水汽，氨、硫化氫、氰化氫，萘及其他化合物，為回收和處理這些化合物，首先應(yīng)將煤氣冷卻，這是因?yàn)?

1.從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品和凈化煤氣時(shí)，多采用比較簡單易行的冷凝，冷卻法和吸收法，在較低的溫度下(25~

35℃)才能保證較高的回收率;

煤氣的初冷和焦油氨水的分離

2.含有大量水汽的高溫煤氣體積大(例如由附表2查得0℃時(shí)lm3干煤氣，在80℃經(jīng)水蒸汽飽和后的體積2.429m3，而在25℃經(jīng)水汽飽和的體積為1.126m。，前者比后者大1.16倍)，顯然所需輸送煤氣管道直徑、鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力和功率均增大，這是不經(jīng)濟(jì)的;

3.在煤氣冷卻過程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和萘也被分離出來，部分硫化物，氰化物等腐蝕性介質(zhì)溶于冷凝液中，從而可減少回收設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕。

煤氣的初冷和焦油氨水的分離煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步是在集氣管及橋管中用大量循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到80~90℃；第二步再在煤氣初冷器中冷卻。在初冷器將煤氣冷卻到何種程度，隨化學(xué)產(chǎn)品回收與煤氣凈化選用的工藝方法而異，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，例如若以硫酸或磷酸作為吸收劑，用化學(xué)吸收法除去煤氣中的氨，初冷器后煤氣溫度可以高一些，一般為25~35℃；若以水作吸收劑，用物理吸收法除去煤氣中的氨初冷后煤氣溫度要低些，一般為25℃以下。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻一、煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

1.煤氣在集氣管內(nèi)冷卻的機(jī)理煤氣在橋管和集氣管內(nèi)冷卻，是用表壓為150~200kPa的循環(huán)氨水通過噴頭強(qiáng)烈噴灑進(jìn)行的（由圖2-1所示）。當(dāng)細(xì)霧狀的氨水與煤氣充分接觸時(shí)，由于煤氣溫度很高而濕度又很低，故煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發(fā)，快速進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)過程。傳熱過程推動(dòng)力是煤氣與氨水的溫度差，所傳遞的熱量為顯熱，是高溫的煤氣將熱量傳熱傳給低溫的循環(huán)氨水。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻傳熱過程推動(dòng)力是煤氣與氨水的溫度差，所傳遞的熱量為顯熱，是高溫的煤氣將熱量傳熱傳給低溫的循環(huán)氨水。傳質(zhì)過程的推動(dòng)力是循環(huán)氨水液面上的水汽分壓與煤氣中水汽分壓之差，氨水部分蒸發(fā)，煤氣溫度急劇降低，以供給氨水蒸發(fā)所需的潛熱，此部分熱量約占煤氣冷卻所放出總熱量的75％~80％。另有約占所放出總熱量10％的熱量由集氣管表面散失。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻通過上述冷卻過程，煤氣溫度由650~750℃降至80~85℃，同時(shí)有60％左右的焦油氣冷凝下來，含在煤氣中的粉塵也被沖洗下來，有焦油渣產(chǎn)生。在集氣管冷卻煤氣主要是靠氨水蒸發(fā)吸收需要的相變熱使煤氣顯熱減少溫度降低，所以煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點(diǎn)溫度1~3℃。煤氣的露點(diǎn)溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，以是煤氣在集氣管中冷卻的極限。

2、煤氣露點(diǎn)與煤氣中水汽含量的關(guān)系煤氣的冷卻及所達(dá)到的露點(diǎn)溫度同下列因素有關(guān)；在一般生產(chǎn)條件下，煤料水分每降低1％，露點(diǎn)溫度可降低0.6~0.7℃。顯然，降低煤料水分，對煤氣的冷卻很重要。煤氣露點(diǎn)與煤氣中水汽含量之間的關(guān)系如圖2-2所示。

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻二、煤氣在集氣管內(nèi)冷卻的技術(shù)要求

1.集氣管技術(shù)操作指標(biāo)集氣管技術(shù)操作的主要數(shù)據(jù)如下：（中國沿海地區(qū)數(shù)據(jù)）

集氣管前煤氣溫度，℃650~750

離開集氣管的煤氣溫度，℃80~85

循環(huán)氨水溫度，℃72~78

離開集氣管氨水的溫度，℃74~80

煤氣露點(diǎn)，℃79~83

循環(huán)氨水量，m3／t干煤5~6

蒸發(fā)的氨水量，％(占循環(huán)氨水量)

2~3

冷凝焦油量，％(占煤氣中焦油量)~60

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻由此可見，煤氣雖然已顯著冷卻，但集氣管內(nèi)不僅不發(fā)生水蒸氣的冷凝，相反由于氨水蒸發(fā)，使煤氣中水分增加。但煤氣仍未被水汽所飽和，經(jīng)冷卻后煤溫仍高于煤氣的露點(diǎn)溫度。

2.技術(shù)要求（1）集氣管在正常操作過程中用氨水而不用冷水噴灑，因冷水溫度低不易蒸發(fā)，使煤氣冷卻效果不好，所帶入的礦物雜質(zhì)會(huì)增加瀝青的灰分。此外，由于水溫很低，使集氣管底部劇烈冷卻、冷凝的焦油黏度增大，易使集氣管堵塞。氨水又有潤滑性，便于焦油流動(dòng)，可以防止煤氣冷卻過程中煤粉、焦粒、焦油混合形成的焦油渣因積聚，而堵塞煤氣管道。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻（2）進(jìn)入集氣管前的煤氣露點(diǎn)溫度主要與裝入煤的水分含量有關(guān)，煤料中水分(化合水及配煤水分，約占干煤重量的10％)形成的水汽在冷卻時(shí)放出的顯熱約占總放出熱量的23％，所以降低煤料水分，會(huì)顯著影響煤氣在集氣管冷卻的程度，當(dāng)裝入煤全部水分為8％～11％時(shí)，相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為65～70℃。為保證氨水蒸發(fā)的推動(dòng)力，進(jìn)口水溫應(yīng)高于煤氣露點(diǎn)溫度5～10℃，所以采用72～78℃的循環(huán)氨水噴灑煤氣。

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

（3）對不同形式的焦?fàn)t所需的循環(huán)氨水量也有所不同，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的定額數(shù)據(jù)為：對單集氣管的焦?fàn)t，每噸干煤需5m3循環(huán)氨水，對雙集氣管焦?fàn)t需6m3的循環(huán)氨水。近年來，國內(nèi)外焦化廠已較普遍在焦?fàn)t集氣管上采用了高壓氨水代替蒸汽噴射進(jìn)行無煙裝煤，個(gè)別廠還采用了預(yù)熱煤煉焦，設(shè)置了獨(dú)立的氨水循環(huán)系統(tǒng)，用于專設(shè)的焦?fàn)t集氣管的噴灑，則它們的循環(huán)氨水量又各不同。（4）集氣管冷卻操作中，應(yīng)經(jīng)常對設(shè)備進(jìn)行清掃，保持循環(huán)氨水噴灑系統(tǒng)暢通，氨水壓力、溫度、循環(huán)量力求穩(wěn)定。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻三、集氣管的物料平衡與熱平衡通過集氣管的物料平衡和熱平衡的計(jì)算，可以了解集氣管內(nèi)物料轉(zhuǎn)移的情況以及求得冷卻后的煤氣溫度。若冷卻后的煤氣溫度已確定，就可以求得必需的循環(huán)氨水用量及其蒸發(fā)量。也可用以評定集氣管操作好壞。下面以沿海地區(qū)某廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例計(jì)算煤氣被冷卻至一定溫度時(shí)循環(huán)氨水的蒸發(fā)水量和集氣管出口煤氣的露點(diǎn)溫度。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻（一）某廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)

1.產(chǎn)品產(chǎn)率，％(對干煤質(zhì)量)

焦?fàn)t煤氣15.80

水分(化合水2；配煤水分8)10

焦油4.0

粗苯1.1

氨0.3

硫化氫0.3

焦炭76.5

總計(jì)108.0

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

2.操作指標(biāo)

冷凝焦油量占總焦油量，％60

進(jìn)入集氣管的煤氣；溫度，℃650

離開集氣管的煤氣溫度，℃82

進(jìn)入集氣管的循環(huán)氨水溫度，℃75

離開集氣管的循環(huán)氨水溫度，℃78

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤氣密度，kg/m30.465

集氣管內(nèi)壓強(qiáng),Pa1.013×105第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

3.熱量分配情況，%(占總放出熱量)

氨水蒸發(fā)所吸收的熱量75氨水升溫所吸收的熱量15集氣管的散熱損失10

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

4.各種組分在82～650℃之間的平均比熱容(由有關(guān)圖表查到)

焦?fàn)t煤氣，kJ/(m3·℃)

1.591

水汽，kJ/(kg·℃)

2.010

苯族烴，kJ/(kg·℃)

1.842

氨，kJ/(kg·℃)

2.613

硫化氫，kJ/(kg·℃)

l.147

焦油蒸汽，kJ/(kg·℃)

2.094

82℃時(shí)焦油平均汽化潛熱，kJ/kg330.8

水在82℃時(shí)的汽化潛熱，kJ/kg2303.3

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻（二）循環(huán)氨水量的計(jì)算以1t干煤作計(jì)算基準(zhǔn)，煤氣在集氣管內(nèi)進(jìn)行冷卻時(shí)放出的總熱量，可按如下計(jì)算得：煤氣放出的顯熱(KJ)

焦油汽放出的顯熱(KJ)

1000*0.04*2.094*(650-82)=47564

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻焦油汽放出的冷凝熱(KJ)

1000*0.04*0.6*330.8=7939水汽放出的顯熱(kJ)

10000.1*2.010*(650-82)=114168苯族烴放出的顯熱(kJ)

1000*0.011*1.842*(650-82)=11509氨放出的顯熱(kJ)

1000*0.003*2.613*(650-82)=4453硫化氫放出的顯熱(kJ)

1000*0.003*1.147*(650-82)=1954則放出的總熱量為：

Q=307060+47564+7939+114168+11509+4453+1954=494647kJ

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

根據(jù)熱平衡，則得：因循環(huán)氨水蒸發(fā)所吸收的熱量q1=0.75Q，所以蒸發(fā)水量為：G1=q1/2303.9=0.75*494647/2303.9=161J因氨水升溫所吸收的熱量q2=0.15Q，則循環(huán)氨水量為：G2=q2/4.187*(78-75)=0.15*494647/4.187*(78-75)=5907kJ式中4.187為水的比熱容，kJ/(kg·℃)所以，以每噸干煤計(jì)的循環(huán)氨水總量為：161+5907=6068kg氨水蒸發(fā)量占循環(huán)氨水總量：161/6068*100%=2.65%

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻（三）煤氣露點(diǎn)溫度的確定根據(jù)已知數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果，可求得離開集氣管的煤氣露點(diǎn)溫度。進(jìn)入集氣管的氣態(tài)煉焦化學(xué)產(chǎn)品按體積計(jì)數(shù)量為:m3/(t干煤)

式中18、200、83、17、34分別為水、焦油、苯族烴、氨及硫化氫的相對分子質(zhì)量。第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻在集氣管內(nèi)冷凝的焦油體積為：m3/(t干煤)

1000*0.04/200*0.6*22.4=2.69在集氣管內(nèi)蒸發(fā)的氨水體積為：m3/(t干煤)

161*22.4/18=200在無煙裝煤時(shí)噴射的蒸汽量對干煤的百分?jǐn)?shù)為：單集氣管1．5％；雙集氣管3%，現(xiàn)按雙集氣管的噴射蒸汽量求得體積為：m3/(t干煤)

1000*0.03*22.4/18=37.33

第一節(jié)煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻

則離開集氣管的水汽總體積為：m3/(t干煤)

1000*0.1*22.4/18+200+37.33=361.77離開集氣管的煤氣總體積為：m3/(t干煤)

478+200+37033-2.69=712.64集氣管出口煤氣中水汽分壓為：Pa

P=1.013*105*361.77/712.64=51424由附錄1查得相應(yīng)的煤氣飽和溫度(露點(diǎn))為82．05℃。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

煤氣冷卻和焦油蒸汽、水蒸汽的冷凝，可以采用不同形式的冷卻器。被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)直接接觸的冷卻器，稱為直接混合式冷卻器，簡稱為直接冷卻器或直接冷卻；被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)分別從固體壁面的兩側(cè)流過，煤氣將熱量傳給壁面，再由壁面?zhèn)鹘o冷卻介質(zhì)的冷卻器，稱為間壁式冷卻器，簡稱為間接冷卻器或間接冷卻。由于冷卻器的形式不同，煤氣冷卻所采取的流程也不同。煤氣冷卻的流程可分為間接冷卻、直接冷卻和間直混合冷卻三種。上述三種流程各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、工藝要求及其他條件因地制宜地選擇采用。中國目前廣泛采用的是間接冷卻。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

一、煤氣的間接初冷

1.立管式冷卻器間接初冷工藝流程圖2-3所示為立管式煤氣初冷工藝流程。焦?fàn)t煤氣與循環(huán)氨水、冷凝焦油等沿吸煤氣主管先進(jìn)入氣液分離器，煤氣與焦油、氨水、焦油渣等在此分離。分離下來的氨水和焦油一起進(jìn)入機(jī)械化焦油氨水澄清槽，利用密度不同經(jīng)過靜置澄清分成三層：上層為氨水（密度為1.01～1.02kg/l），中層為焦油（密度為1.17～1.20kg/l），下層為焦油渣（密度為1.25kg/l）。沉淀下來的焦油渣由刮板輸送機(jī)連續(xù)刮送至漏斗處排出槽外。焦油則通過液面調(diào)節(jié)器流至焦油中間槽，由此泵往焦油貯槽，經(jīng)初步脫水后泵往焦油車間。氨水由澄清槽上部滿流至氨水中間槽，再用循環(huán)氨水泵送回焦?fàn)t集氣管以冷卻荒煤氣。這部分氨水稱為循環(huán)氨水。

圖2-3立管式煤氣初冷工藝流程

1一氣液分離器；2一煤氣初冷器；3一煤氣鼓風(fēng)機(jī)；4一電捕焦油器；5一冷凝液槽；6一冷凝液液下泵；7一鼓風(fēng)機(jī)水封槽；8一電捕焦油器水封槽；9一機(jī)械化氨水澄清槽；10一氨水中間槽；11一事故氨水槽；12一循環(huán)氨水泵；13一焦油泵；14一焦油貯槽；15一焦油中間槽；16一初冷冷凝液中間槽；17一冷凝液泵第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

經(jīng)氣液分離后的煤氣進(jìn)入數(shù)臺(tái)并聯(lián)立管式間接冷卻器，用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。從各臺(tái)初冷器出來的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度稱為集合溫度，這個(gè)溫度依生產(chǎn)工藝的不同而有不同的要求：在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，要求集合溫度低于35℃，在水洗氨生產(chǎn)系統(tǒng)中，則要求集合溫度低于25℃。隨著煤氣的冷卻，煤氣中絕大部分焦油氣、大部分水汽和萘在初冷器中被冷凝下來，萘溶解于焦油中。煤氣中一定數(shù)量的氨，二氧化碳，硫化氫，氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

焦油和冷凝氨水的混合液稱為冷凝液。冷凝氨水中含有較多的揮發(fā)銨鹽（NH3與H2S、HCH、H2CO3形成的銨鹽，如(NH4)S、NH4CN、(NH4)2CO3等），固定銨鹽（如NH4C1、NH4CNS、(NH4)SO4和(NH4)S2O3等）的含量較少。當(dāng)其溶液加熱至100℃即分解的銨鹽為揮發(fā)銨鹽，需加熱到220~250℃或有堿存在的情況下才能分解的銨鹽叫固定銨鹽。循環(huán)氨水中主要含有固定銨鹽，在其單獨(dú)循環(huán)時(shí)，固定銨鹽含量可高達(dá)30~40g/l。為降低循環(huán)氨水中固定銨鹽的含量，以減輕對焦油蒸餾設(shè)備的腐蝕和改善焦油的脫水、脫鹽操作，大多采用兩種氨水混合的分離流程，混合氨水固定銨鹽含量可降至1.3~3.5g/l。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻如圖2-3所示，冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入機(jī)械化氨水澄清槽，與循環(huán)氨水混合澄清分離。分離后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨廢水還應(yīng)經(jīng)生化處理。由管式初冷器出來的煤氣尚含有1.5~2g/m3的霧狀焦油，被鼓風(fēng)機(jī)抽送至電捕焦油器除去其中絕大部分焦油霧后，送往下一道工序。當(dāng)冷卻煤氣用的冷卻水為直流水時(shí)（水源充分的地區(qū)），冷卻器后的熱水直接排放(或用作余熱水供熱)。上述煤氣間接初冷流程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)，當(dāng)水洗氨生產(chǎn)時(shí)，為使初冷后煤氣集合溫度達(dá)到20℃左右，宜采用兩段初步冷卻。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

兩段初冷可采用如圖2-4所示具有兩段初冷功能的初冷器，其中前四個(gè)煤氣通道為第一段，后兩個(gè)煤氣通道為第二段。在第一段用循環(huán)冷卻水將煤氣冷卻到約45℃，第二段用低溫水將煤氣冷卻到25℃以下。也可采用初冷器并串聯(lián)實(shí)現(xiàn)煤氣兩段初冷。例如用“二串一”。即煤氣先通過作為第一段的兩臺(tái)并聯(lián)的初冷器，再匯合通過作為第二段的一臺(tái)初冷器，簡稱為“二串一”，第一段用循環(huán)水冷卻，第二段用低溫水冷卻，可將煤氣冷卻到25℃以下?；蛴谩叭弧惫に?。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

圖2-4兩段煤氣間接初冷器第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

2.橫管式冷卻器間接初冷工藝流程橫管式煤氣初冷器冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。水通道分上下兩段，上段用循環(huán)水冷卻，下段用制冷水冷卻，將煤氣溫度冷卻到22℃以下。橫管式初冷器煤氣通道，—般分上中下三段，上段用循環(huán)氨水噴灑，中段和下段用冷凝液噴灑，根據(jù)上、中、下段冷凝液量和熱負(fù)荷的計(jì)算可知：上段和中段冷凝液量約占總量的95％，而下段冷凝液量僅占總量的5％；從上段和中段流至下段的冷凝液由45℃降至30℃的顯熱及噴灑的冷凝液冷卻顯熱，約占總熱負(fù)荷的60％；下段冷凝液的冷凝圖2-5-1橫管式煤氣初冷工藝流程潛熱及冷卻至30℃的顯熱，約占總熱負(fù)荷20%；下段噴灑冷凝液的冷卻顯熱，約占總熱負(fù)荷20%。

第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

由此可見，上段和中段噴灑的氨水和冷凝全部從下段排出，顯著地增加了下段負(fù)荷。為此有人推薦如圖2-5-1所示的橫管式煤氣初冷工藝流程。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

該流程上段和中段冷凝液從隔斷板經(jīng)水封自流至氨水分離器，下段冷凝液經(jīng)水封自流至冷凝液槽。下段冷凝液主要是輕質(zhì)焦油，作為中段和下段噴灑液有利于洗萘。噴灑液不足時(shí)，可補(bǔ)充焦油或上段和中段的冷凝液。該流程最突出的優(yōu)點(diǎn)是橫管式初冷器下段的熱負(fù)荷顯著降低，低溫冷卻水用量大為減少。新建焦化廠一般采用半負(fù)壓回收系統(tǒng)橫管式冷卻器間接初冷煤氣工藝流程如圖2-5-2

圖2-5-2半負(fù)壓下橫管式煤氣初冷工藝流程1—?dú)庖悍蛛x器；2—橫管冷卻器；3—電捕焦油器；4—鼓風(fēng)機(jī)；5—機(jī)械化氨水澄清槽；6—機(jī)械化焦油澄清槽；7—煤氣水封槽；8—上段冷凝液封槽；9—上段冷凝液循環(huán)泵；10—下段冷凝液循環(huán)泵；11—下段冷凝液封槽；12—電捕水封槽；；13—液下泵；14—地下放空槽；15—焦油泵16—循環(huán)氨水泵17—循環(huán)氨水中間槽；18—循環(huán)氨水事故槽；19—剩余氨水槽；20—剩余氨水泵；21—剩余氨水中間槽；22—剩余氨水中間槽；23—除焦油器；24—高壓氨水；25—氮?dú)饧訜崞鳎?6—鼓風(fēng)機(jī)水封槽第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

如圖所示,從焦?fàn)t來的焦油氨水與煤氣的混合物約80℃入氣液分離器，煤氣與焦油氨水等在此分離。分離出的粗煤氣并聯(lián)進(jìn)入三臺(tái)橫管式初冷器，當(dāng)其中任一臺(tái)檢修或吹掃時(shí)，其余兩臺(tái)基本滿足正常生產(chǎn)時(shí)的工藝要求。初冷器分上、下兩段，在上段，用循環(huán)水將煤氣冷卻到45℃，然后煤氣入初冷器下段與制冷水換熱，煤氣被冷卻到22℃，冷卻后的煤氣并聯(lián)進(jìn)入兩臺(tái)電捕焦油器，當(dāng)一臺(tái)檢修或沖洗時(shí)，另一臺(tái)基本滿足正常生產(chǎn)時(shí)的工藝要求。捕集焦油霧滴后的煤氣送煤氣鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加壓，煤氣鼓風(fēng)機(jī)一開一備，加壓后煤氣送往脫硫及硫回收工段。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

為了保證初冷器的冷卻效果，在上、下段連續(xù)噴灑焦油氨水混合液，在其頂部用熱氨水不定期沖洗，以清除管壁上的焦油、萘等雜質(zhì)。初冷器的煤氣冷凝液由初冷器上段和下段分別流出，分別進(jìn)入各自的初冷器水封槽，初冷器水封槽的煤氣冷凝液分別溢流至上、下段冷凝液循環(huán)槽，分別由上、下段冷凝液循環(huán)泵送至初冷器上下段噴淋洗滌除萘及焦油，如此循環(huán)使用，下段冷凝液循環(huán)槽多余的冷凝液溢流至上段冷凝液循環(huán)槽，上段冷凝液循環(huán)槽多余部分由泵抽送至機(jī)械化氨水澄清槽。從氣液分離器分離的焦油氨水與焦油渣并聯(lián)進(jìn)入三臺(tái)機(jī)械化氨水澄清槽。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

澄清后分離成三層，上層為氨水，中層為焦油，下層為焦油渣。分離的氨水并聯(lián)進(jìn)兩臺(tái)循環(huán)氨水槽，然后用循環(huán)氨水泵送至焦?fàn)t冷卻荒煤氣及初冷器上段和電捕焦油器間斷吹掃噴淋使用。多余的氨水去剩余氨水槽，用剩余氨水泵送至脫硫工段進(jìn)行蒸氨。分離的焦油靠靜壓流入機(jī)械化焦油澄清槽，進(jìn)一步進(jìn)行焦油與焦油渣的沉降分離，焦油用焦油泵送至酸堿油品庫區(qū)焦油槽。分離的焦油渣定期送往煤場摻混煉焦。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

3.剩余氨水量的計(jì)算在氨水循環(huán)系統(tǒng)中，由于加入配煤水分和煉焦時(shí)產(chǎn)生的化合水，使氨水量增多而形成所謂的剩余氨水。這部分氨水從循環(huán)氨水泵出口管路上引出，送去蒸氨。其數(shù)量可由下列估算確定。（1）原始數(shù)據(jù)裝入煤量(濕煤)，t/h150干煤氣產(chǎn)量，m3/t(干煤)340初冷器后煤氣溫度，℃30配煤水分，％8.5化合水(干煤)，％2第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

（2）計(jì)算如圖2-6所示，

W8為循環(huán)氨水量，設(shè)于集氣管噴灑冷卻煤氣時(shí)蒸發(fā)了2.6％，剩余部分即為由氣液分離器分離出來的氨水量W2。離開氣液分離器的煤氣中所含的水汽量W3，即煤氣帶入集氣管的水量W1和循環(huán)氨水蒸發(fā)部分之和。初冷器后煤氣帶走的水量為W4，(W3—W4)即為冷凝水量W5。從冷凝水量W5中減去需補(bǔ)充的循環(huán)氨水量W6(相當(dāng)于蒸發(fā)部分)，即得剩余氨水量W7。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

1—集氣管；2—?dú)庖悍蛛x器；3—初冷器；4—機(jī)械化氨水澄清槽第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

從以上分析可見，如圖2-6虛線圍成的范圍，作水的物料衡算有：W1=W7+W4，或W7=W1—W4

則送去加工的剩余氨水量W7，即為W1與W4之差。W1=150×0.085+150(1－0.085)×0.02=15.495t/h式中35.2—每1m3煤氣在30℃時(shí)經(jīng)水蒸汽飽和后的水汽含量，g。(由附表1查得)則剩余氨水量為W7=Wl—W4=15.495—1.643=13.852t。

t/h第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

顯然，剩余氨水量取決于配煤水分和化合水的數(shù)量以及煤氣初冷后集合溫度的高低．煤氣初冷的集合溫度不宜偏高，否則會(huì)帶來下列問題：①煤氣中水汽含量增多，體積變大，致使鼓風(fēng)機(jī)能力不足，影響煤氣正常輸送。②焦油氣冷凝率降低，初冷后煤氣中焦油含量增多，影響后續(xù)工序生產(chǎn)操作。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

③在初冷器內(nèi)，煤氣冷卻到一定程度（一般認(rèn)為55℃）以下，萘蒸汽凝華呈細(xì)小薄片晶體析出，可溶入焦油中，溫度愈低，煤氣中萘蒸汽含量也愈少，當(dāng)集合溫度高時(shí)，煤氣中含萘量將更顯著增大。根據(jù)現(xiàn)場資料，甚至，煤氣中萘含量比同溫下萘氣飽和含量高1－2倍。這些未分離除去的萘?xí)斐擅簹夤艿篮秃罄m(xù)設(shè)備的堵塞，增加以后洗萘系統(tǒng)負(fù)荷，給洗氨、洗苯帶來困難。由上述可見，在煤氣初冷操作中，必須保證初冷器后集合溫度不高于規(guī)定值，并盡可能地脫除煤氣中的萘。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

焦?fàn)t煤氣是多組分混合物。其中的H2、CH4、CO、CO2、N2、CnHm（按乙烯計(jì)）、O2等，在常溫條件下始終保持氣態(tài)，而且在其后的冷卻、加壓及回收化學(xué)產(chǎn)品過程中，其總摩爾流量不變，故這部分氣體稱為干煤氣。又因在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1kmol理想氣體的體積為22.4m3，故以m3/h作為干煤氣的流量的計(jì)量單位時(shí)，干煤氣的體積流量也是不變的。與干煤氣不同的是水蒸氣、粗苯蒸汽、焦油蒸汽以及NH3、H2S、HCN等，在煤氣冷卻過程中，有的會(huì)冷凝成液體，溶于水，或在化學(xué)產(chǎn)品回收中采用吸收的方法將其從煤氣中分離出去，這些成分是可變的，都不屬于干煤氣的成分；這些成分在煤氣中的含量，常以g/m3為單位計(jì)量，是很方便的。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

二、煤氣的直接初冷煤氣的直接初步冷卻，是在直接冷卻塔內(nèi)由煤氣和冷卻水直接接觸傳熱完成的。中國有些小型焦化廠大都用直接初冷流程。如圖2-7所示。由圖2-7可見，由吸氣主管來的80～85℃的煤氣，經(jīng)過氣液分離器進(jìn)入并聯(lián)的直接式初冷塔，用氨水噴灑冷卻到25～28℃，然后由鼓風(fēng)機(jī)送至捕焦油器，捕除焦油霧后，將煤氣送往回收氨工段。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

由氣液分離器分離出的氨水、焦油和焦油渣，經(jīng)焦油盒分出焦油渣后流入焦油氨水澄清池，從澄清池出來的氨水用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。澄清池底部的焦油流入焦油池，然后用泵抽送到焦油槽，再送往焦油車間加工處理。焦油盒底部的焦油渣由人工撈出。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液經(jīng)水封槽進(jìn)入初冷循環(huán)氨水澄清池，與洗氨塔來的氨水混合并在澄清池與焦油進(jìn)行分離。分離出來的焦油與上述焦油混合。澄清后的氨水則用泵送入冷卻器冷卻后，送至初冷塔循環(huán)使用。剩余氨水則送去蒸氨或脫酚。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

從初冷塔流出的氨水，由氨水管路上引出支管至焦油氨水澄清池，以補(bǔ)充焦?fàn)t用循環(huán)氨水的蒸發(fā)損失。煤氣直接初冷，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。某廠實(shí)測生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，在直接初冷塔內(nèi)，可以洗去90％以上的焦油，80％左右的氨，60%以上的萘，以及約50%的硫化氫和氰化氫。這對后面洗氨洗苯過程及減少設(shè)備腐蝕都有好處。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

同煤氣間接初冷相比，直接初冷還具有冷卻效率較高，煤氣壓力損失小，基建投資較少等優(yōu)點(diǎn)。但也具有工藝流程較復(fù)雜。動(dòng)力消耗較大，循環(huán)氨水冷卻器易腐蝕易堵塞、各澄清池污染嚴(yán)重，大氣環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。因此目前大型焦化廠還很少單獨(dú)采用這種煤氣直接冷卻流程，國外一些大型焦化廠也有采用煤氣直接冷卻流程的，空噴塔和冷卻器等采取防腐措施，各澄清池皆配頂蓋，排放氣體集中洗滌?？諊娝媒?jīng)過冷卻的氨水焦油混合液噴灑。在冷卻煤氣的同時(shí)，還將煤氣中夾帶的部分萘除去。由初冷塔流出來的冷凝液進(jìn)入專用的焦油氨水澄清槽進(jìn)行分離，澄清后的氨水供循環(huán)使用，并將多余部分送去蒸氨加工。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

三、間冷和直冷結(jié)合的煤氣初冷

如前所述煤氣的直接初冷，是在直接冷卻塔內(nèi)，由煤氣和冷卻水(經(jīng)冷卻后的氨水焦油混合液)直接觸傳熱而完成的。此法不僅冷卻了煤氣，且具有凈化煤氣效果良好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)低及煤氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。間冷直冷結(jié)合的煤氣初冷工藝即是將二者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的方法，在國內(nèi)外大型焦化已得到采用。

第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

自集氣管來的荒煤氣幾乎為水蒸汽所飽和，水蒸汽熱焓約占煤氣總熱焓的94%，所以煤氣在高溫階段冷卻所放出的熱量絕大部分為水蒸汽冷凝熱，因而傳熱系數(shù)較高；而且在溫度較高時(shí)(高于52℃)，萘不會(huì)凝結(jié)造成設(shè)備堵塞。所以，煤氣高溫冷卻階段宜采用間接冷卻。而在低溫冷卻階段，由于煤氣中水汽含量已大為減少，氣體對壁面間的對流傳熱系數(shù)低，同時(shí)萘的凝結(jié)也易于造成堵塞。所以，此階段宜采用直接冷卻。間冷和直冷結(jié)合的煤氣初冷流程如圖2-8所示，由集氣管來的82℃左右的荒煤氣經(jīng)氣液分離器分離出焦油氨水后，進(jìn)入橫管式間接冷卻器被冷卻到50~55℃，進(jìn)入直冷空噴塔冷卻到25~35℃。在直冷空噴塔內(nèi)，煤氣由下向上流動(dòng)，與分兩段噴淋下來的氨水焦油混合液逆流密切接觸得到冷卻。第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

聚集在塔底的噴灑液及冷凝液沉淀出其中的固體雜質(zhì)后，其中用于循環(huán)噴灑的部分經(jīng)液封槽用泵送入螺旋換熱器，在此冷卻到25℃左右，再壓送至直冷空噴塔上、中兩段噴灑。相當(dāng)于塔內(nèi)生成的冷凝液量的部分混合液，由塔底導(dǎo)入機(jī)械氨水澄清槽，與氣液分離器下來的氨水、焦油以及橫管冷卻器下來的冷凝液等一起混合后進(jìn)行分離。澄清的氨水進(jìn)入氨水槽后，泵往焦?fàn)t噴灑，剩余氨水經(jīng)氨水貯泵送脫酚及蒸氨裝置。初步澄清的焦油送至焦油分離槽除去焦油渣及進(jìn)一步脫除水分,然后經(jīng)焦油中間槽泵入焦油貯槽。

1一氣液分離器；2一橫管式間接冷卻器；3一直冷空噴塔；4一液封槽；5一螺旋換熱器；6一機(jī)械化氨水澄清槽；7一氨水槽；8一氨水貯槽；9一焦油分離器；10一焦油中間槽；11一焦油貯槽圖2-8間冷直冷結(jié)合的煤氣初冷工藝流程第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻第二節(jié)煤氣在初冷器的冷卻

直冷塔內(nèi)噴灑用的洗滌液在冷卻煤氣的同時(shí)，還吸收硫化氫，氦及萘等，并逐漸為萘飽和。采用螺旋板式冷卻器來冷卻閉路循環(huán)的洗滌液，可以減輕由于萘的沉積而造成的堵塞。在采用氨水混合分離系統(tǒng)時(shí)，循環(huán)氨水中揮發(fā)氨的濃度相對增加，而循環(huán)氨水的溫度又高，因而氨的揮發(fā)損失將增大。為防止氨的揮發(fā)損失及減少污染，澄清槽和液體槽宜采用封閉系統(tǒng)，并設(shè)置排氣洗凈塔，以凈化由槽內(nèi)排除的氣體。第三節(jié)焦油氨水的分離

近年來，對焦油氨水的分離引起了重視，這一方面是由于采用預(yù)熱煤煉焦和實(shí)行無煙裝煤給這一分離過程帶來了新問題，另一方面是因?yàn)橐筇峁o焦油氨水和無渣低水分焦油的需要。一、焦油氨水混合物的性質(zhì)及分離要求在用循環(huán)氨水于集氣管內(nèi)噴灑荒煤氣時(shí)，約60%的焦油冷凝下來，這種集氣管焦油是重質(zhì)焦油，其相對密度(20℃)

1.22左右，黏度較大，其中混有一定數(shù)量的焦油渣。焦油渣內(nèi)含有煤塵、焦粉，炭化室頂部熱解產(chǎn)生的游離碳及清掃上升管和集氣管時(shí)所帶入的多孔物質(zhì)，其量約占焦油渣的30％，其余約70％為焦油。第三節(jié)焦油氨水的分離

焦油渣量一般為焦油量的0.15~0.3%，當(dāng)實(shí)行蒸汽噴射無煙裝煤時(shí)，其量可達(dá)0.4~1.0％，在用預(yù)熱煤煉焦時(shí)，其量更高。焦油渣內(nèi)固定碳含量約為60％，揮發(fā)分含量約33％，灰分約4％，氣孔率約63％，真密度為1.27~1.3kg/l。因其與集氣管焦油的密度差小，粒度小，易與焦油黏附在一起，所以難以分離。第三節(jié)焦油氨水的分離

煤氣再初冷器中冷卻，冷凝下來的焦油為輕質(zhì)焦油。其輕組分含量較多。在兩種氨水混合分離流程中，上述輕質(zhì)焦油和重質(zhì)焦油的混合物稱之為混合焦油?；旌辖褂?0℃密度可降至1.15~1.19kg/1，黏度比重質(zhì)焦油減少20％~45％，焦油渣易于沉淀下來，混合焦油質(zhì)量明顯改善。但在焦油中仍存在一些浮焦油渣，給焦油分離帶來一定困難。焦油的脫水直接受溫度和循環(huán)氨水中固定銨鹽含量的影響，在80~90℃和固定銨鹽濃度較低情況下，焦油與氨水較易分離。因此，在獨(dú)立的氨水分離系統(tǒng)中，集氣管焦油脫水程度較差，而在采用混合氨水分離流程時(shí)，混合焦油的脫水程度較好，但只進(jìn)行一步澄清分離仍不能達(dá)到要求的脫水程度，還須在焦油貯槽內(nèi)保持80~90℃條件下進(jìn)一步脫水。第三節(jié)焦油氨水的分離目前中國焦化廠生產(chǎn)的煤焦油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表2–1。經(jīng)澄清分離后的循環(huán)氨水中焦油物質(zhì)含量越低越好，最好不超過100mg/1。第三節(jié)焦油氨水的分離二、焦油氨水混合物的分離方法和流程大中型焦化廠一般采用圖2-3及圖2-5-2所示的焦油氨水分離流程。近年來，為改善焦油脫渣和脫水提出了許多改進(jìn)方法，如用蒽油稀釋；用初冷冷凝液洗滌；用微孔陶瓷過濾器在壓力下凈化焦油；在冷凝工段進(jìn)行焦油的蒸發(fā)脫水；以及振動(dòng)過濾和離心分離等。其中以機(jī)械化氨水澄清槽和離心分離相結(jié)合的方法應(yīng)用較為廣泛，其工藝流程如圖2-9。第三節(jié)焦油氨水的分離第三節(jié)焦油氨水的分離如圖所示，由集氣管來的液體混合物先進(jìn)入機(jī)械化氨水澄清槽，分離了氨水的焦油由此進(jìn)入焦油脫水澄清槽，然后泵送連續(xù)式離心沉降分離機(jī)除渣，分離出的焦油渣放入收集槽，凈化的焦油放入焦油中間槽，再送入貯槽。臥式連續(xù)沉降分離機(jī)的操作情況如圖2-10所示，溫度為70~80℃的焦油經(jīng)由中空軸送入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心力作用下，焦油渣沉降于鼓壁上，并被設(shè)于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的螺旋卸料機(jī)(圖中(b)所示)連續(xù)地由一端排到機(jī)體外，澄清的焦油也連續(xù)地從另一端排出。第三節(jié)焦油氨水的分離焦油渣餅（a）（b）

圖2-10臥式連續(xù)離心沉降分離機(jī)操作示意圖第三節(jié)焦油氨水的分離用離心分離法處理焦油，分離效率很高，可使焦油除渣率達(dá)90％左右，但基建費(fèi)用及動(dòng)力消耗較大。在采用預(yù)熱煤煉焦時(shí)，為不使焦油質(zhì)量變壞，在焦?fàn)t上可設(shè)兩套集氣管裝置，將裝爐時(shí)發(fā)生的煤氣抽到專用集氣管內(nèi)，并設(shè)置較簡易的專用氨水焦油分離及氨水噴灑循環(huán)系統(tǒng)。由裝爐集氣管所得到的焦油(約占焦油總量的1％)含有大量煤塵，這部分焦油一般只供筑路或作燃料用，也可與集氣管下氨水在混合攪拌槽內(nèi)混合，在經(jīng)離心分離以回收焦油。此外，還可采用在壓力下分離焦油中水分的裝置。將經(jīng)過澄清仍含水的焦油，泵入一臥式壓力分離槽內(nèi)進(jìn)行分離，槽內(nèi)保持壓力為81~152kPa(表壓)，并保持溫度為70~80℃。在此條件下，可防止溶于焦油中的氣體逸出及因之引起的混合液上下竄動(dòng)，從而改善了分離效果，焦油水分可降至2％。第三節(jié)焦油氨水的分離三、焦油質(zhì)量的控制由表2-1所示，焦油中水分、灰分、甲苯不溶物是焦油質(zhì)量的重要指標(biāo)，它主要取決于冷凝工序的生產(chǎn)操作。操作中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

(1)焦油氨水澄清槽內(nèi)應(yīng)保持—定的焦油層厚度，—般為1.5～2m，排出焦油時(shí)應(yīng)連續(xù)均勻，不宜過快，要求夾帶的氨水和焦油渣盡可能少，最好應(yīng)裝有自動(dòng)控制裝置。

(2)嚴(yán)禁在焦油澄清槽內(nèi)隨意排入生產(chǎn)中的雜油、雜水，以利于焦油、氨水、焦油渣分層，便于分離。第三節(jié)焦油氨水的分離

(３)靜置脫水的焦油儲(chǔ)槽，嚴(yán)格控制溫度在80~90℃，保證靜置時(shí)間在兩晝夜以上。同時(shí)應(yīng)按時(shí)放水，向精制車間送油時(shí)應(yīng)均勻進(jìn)行，且保持槽內(nèi)有一定的庫存量。

(４)嚴(yán)格控制初冷器后的集合溫度符合工藝要求，避免因增大風(fēng)機(jī)吸力而增加煤粉和焦粉的帶入量。另外，焦?fàn)t操作應(yīng)力求穩(wěn)定，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)技術(shù)操作規(guī)定，盡量減少因煤粉、焦粉帶入煤氣而形成焦油渣，防止焦油氨水分離困難。（５）機(jī)械化氨水澄清槽氨水滿流情況、焦油壓油情況、油水界面升降，減速機(jī)、刮渣機(jī)運(yùn)行情況保持正常。第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備一、煤氣冷卻設(shè)備

1.立管式間接冷卻器

(1)構(gòu)造及性能如圖2-11所示，立管式間接冷卻器的橫斷面呈長橢圓形，直立的鋼管束裝在上下兩塊管柵板之間，被五塊縱檔板分成六個(gè)管組，因而煤氣通路也分成六個(gè)流道。煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)，二者逆向流動(dòng)。冷卻水從冷卻器煤氣出口端底部進(jìn)入，依次通過各組管束后排出器外。第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備由圖可見，六個(gè)煤氣流道的橫斷面積是不一樣的，是因?yàn)槊簹饬鬟^初冷器時(shí)溫度逐步降低，并冷凝出液體，煤氣的體積流量逐漸減小。為使煤氣在各個(gè)流道中的流速大體保持穩(wěn)定，所以沿煤氣流向，各流道的橫斷圖2-11立管式間接煤氣冷卻器面積依次遞減；而冷卻水沿其流向各管束的橫斷面積則相應(yīng)地遞增。所用鋼管規(guī)格為φ76×3mm。立管式冷卻器一般均為多臺(tái)并聯(lián)操作，煤氣流速為3~4m/s，煤氣通過阻力約為0.5~lkPa。圖2-11立管式間接煤氣冷卻器第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備當(dāng)接近飽和的煤氣進(jìn)入初冷器后，即有水汽和焦油氣在管壁上冷凝下來，冷凝液在管壁上形成很薄的液膜，在重力作用下沿管壁向下流動(dòng)，并因不斷有新的冷凝液加入，液膜逐漸加厚，從而降低了傳熱系數(shù)。在初冷器前幾個(gè)流道中，因冷凝焦油量多，溫度也較高，萘多溶于焦油中；在其后通路中，因冷凝焦油量少，溫度低，萘晶體將沉積在管壁上，使傳熱系數(shù)降低，煤氣流通阻力亦增大。在煤氣上升通路上。冷凝物還會(huì)因接觸熱煤氣而又部分蒸發(fā)，因而增加了煤氣中萘的含量。上述問題都是立管式冷卻器的缺點(diǎn)。為克服這些缺點(diǎn)，可在初冷器后幾個(gè)煤氣流道內(nèi)，用含萘較低的混合焦油進(jìn)行噴灑，可解決萘的沉積堵塞問題，還能降低出口煤氣中的萘含量，使之低于集合溫度下萘在煤氣中的飽和濃度。第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備

(2)冷卻水量的計(jì)算煤氣初冷所需的冷卻水量可通過熱平衡計(jì)算求得。由圖2-11可知進(jìn)出初冷器的物料有煤氣、冷卻水、冷凝液。煤氣在初冷器中放出的總熱量應(yīng)由冷卻水、冷凝液和初冷器散熱損失帶走。由于凈煤氣冷卻及水汽冷凝所放出的熱量約占總放出熱量的98%以上，所以在實(shí)際計(jì)算中可近似地用初冷器的入口和出口溫度下飽和煤氣焓差來計(jì)算煤氣放出的總熱量。再據(jù)此求得冷卻水量。設(shè)：干焦?fàn)t煤氣量為48220m3/h，進(jìn)入初冷器的飽和煤氣溫度為82℃，離開初冷器的飽和煤氣溫度為30℃。第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備從附表1查得在82℃和30℃時(shí)飽和煤氣總熱焓分別為2327.94kJ/m3及134.98kJ/m3，則得煤氣在初冷器中放出的總熱量為：

48220×(2327.94—134.98)=1.0575×108kJ/h設(shè)冷卻器表面散熱損失為煤氣總放出熱量的2％，則散熱損失的熱量為：

1.0575×108×2％=2.115×106kJ/h煤氣在初冷器中冷卻產(chǎn)生的冷凝液以冷凝水計(jì)，其他組分量少忽略不計(jì)，則冷凝水量為：

kg/h式中832.8、35.2—每1m3煤氣在82℃、30℃時(shí)經(jīng)水蒸汽飽和后的水汽含量，g。(由附表1查得)第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備冷凝水帶走的熱量為：Q冷凝水=W×Cp×

tkJ/h式中CP—水的比熱容，kJ/（kg·K）；取4.1868

t—冷凝水（液）的平均溫度，℃；采用冷凝水的加權(quán)平均（或混合）溫度。豎管冷卻器內(nèi)的冷凝液是在不同溫度下從煤氣中冷凝出來的，而且是從不同位置引出的冷凝水（液）的平均溫度應(yīng)按下式計(jì)算。嚴(yán)格計(jì)算冷凝水（液）的平均溫度按，第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備近似計(jì)算，即加權(quán)平均（或混合）溫度按，

式中—將溫度自82℃~30℃分成n段，為第i段冷凝水（液）量與第i段冷凝水（液）平均溫度的乘積；當(dāng)n-?時(shí)，即為嚴(yán)格值。第四節(jié)煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備取的n愈小，計(jì)算愈容易，但t的準(zhǔn)確性愈差，的思想是：冷凝液總量w一定，第i段的值愈大，在平