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全負(fù)壓煤氣凈化工藝節(jié)能、節(jié)水探討

文檔作者：岳進(jìn) 李慧萍邊海文檔來源：河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司焦化廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月13日
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總第188期
2011年第8期
河北冶全
H EBEI M ETALLU R G Y
Total 188
2011．Number 8
全負(fù)壓煤氣凈化工藝節(jié)能、節(jié)水探討
岳進(jìn)，李慧萍，邊海
(河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司焦化廠，河北宣化075105)
摘要：闡述了張家1：3城市氣源工程煤氣凈化項目節(jié)能、節(jié)水技術(shù)，包括采用AS全負(fù)壓流程、脫酸蒸氨工
藝、間接法鼓泡式飽和器內(nèi)生產(chǎn)硫銨的工藝、脫苯塔采用高效新型填料、采用節(jié)能型傳動設(shè)備、選用節(jié)水
工藝流程、選用高效換熱設(shè)備等。對下一步焦化廠的節(jié)能減排提出具體實施方案。
關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；凈化工藝；節(jié)能技術(shù)；節(jié)水技術(shù)
中圖分類號：TQ522．5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006—5008(2011)08—0075—03
DISCUSSION ABOUT SAV G
ENERGY AND W A1 R COMPLETE
NEGETIVE PRESSURE GAS CLEANⅡ G PROCESS
Yue Jin，Li Huiping，BJan Hai
(Coke Plant，Xuanhua Iron and Steel Company，Hebei Iron and Steel Group，Xuanhua，Hebei，075 100)
Abstract：It is stated the saving energy and water techniques in gas cleaning project in Zhangjiakou：adopting
AS complete negative pressure flow，deacidification ammonia evaporating process，process to produce thia—
mine in indirect bubble—blowing saturator，new high— efi ciency filler used in debenzolizing tower，adop—
ting energy—saving driving equipment，selecting water—saving process，selecting high—efi ciency heat ex—
changer and etc．One concrete plan to carry out in coke plant t0 save energy and reduce waste is proposed．
Key W ords：coke oven gas；cleaning process；energy—saving technique；water—saving technique
l 前言
河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司焦化廠生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣
除白用外，還負(fù)責(zé)張家口市部分工業(yè)企業(yè)和城市居
民生活用氣的供應(yīng)。張家口城市氣源工程煤氣凈化
項目為JN60—6型兩座焦?fàn)t的配套項目，擔(dān)負(fù)著6
萬in ／h的焦?fàn)t煤氣凈化、輸送和化產(chǎn)品回收的重
任。該項目采用從德國卡爾·斯蒂爾公司引進(jìn)的全
負(fù)壓焦?fàn)t煤氣凈化回收工藝，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在工藝的
最后面，初冷、電捕及洗滌設(shè)備均在負(fù)壓狀態(tài)下運
行。在脫酸塔、蒸氨塔內(nèi)將富氨水中酸性組分及氨
用水蒸汽解析，蒸餾廢水經(jīng)冷卻后返回洗滌系統(tǒng)作
洗滌液用；硫銨生產(chǎn)采用間接法，消除了煤氣鼓風(fēng)機(jī)
絕熱升溫，飽和器預(yù)熱升溫的兩次升溫起伏和終冷
器冷卻過程，使整個工藝條件處于等溫下操作，省去
了煤氣預(yù)熱器、終冷器、涼水架以及脫萘設(shè)施。該工
收稿日期：2011—06—26
作者簡介：岳進(jìn)(1970一)，男，【程師，1995年畢業(yè)于河北理工大學(xué)
焦化專業(yè)，現(xiàn)在河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司焦化廠 r 作，E—mail：yuejin2009@
sohu．com
藝具有流程短、設(shè)備少、系統(tǒng)阻力小，能耗低、投資
少、占地面積小以及環(huán)境好等優(yōu)點，且這種工藝和
“AS”脫硫脫氰工藝結(jié)合使用，除具有“AS”工藝的
特點外，還具有其它工藝不可比擬的獨特優(yōu)越性。
2 采用的節(jié)能技術(shù)
2．1 低萘洗油脫萘，一塔式富油脫苯
利用低萘洗油在洗苯塔中對煤氣中的萘進(jìn)行精
脫除，洗油含萘量可降至3％ 以下。洗油具有很強(qiáng)
的吸收萘的效果，采用低萘洗油可在洗苯塔洗苯的
同時，將煤氣中的萘脫除到符合城市煤氣的質(zhì)量指
標(biāo)，省去輕柴油洗萘裝置。輕苯工序采用管式爐加
熱的55層斜孔塔板一塔式高效富油脫苯塔的三產(chǎn)
品流程，從塔頂?shù)玫捷p苯，側(cè)線切取重苯和萘油，工
藝特點沿塔汽相負(fù)荷變化不大，液相較大 。
2．2 節(jié)能型傳動設(shè)備
2．2．1 用液力耦合器調(diào)速吸氣機(jī)和酸汽風(fēng)機(jī)
煤氣吸氣機(jī)肩負(fù)著焦?fàn)t煤氣的輸送和外供，是
項目中最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備之一。而進(jìn)口吸氣機(jī)
雖然工藝嫻熟、質(zhì)量可靠，但加工周期長，很難滿足
75
總第188期
工期要求。結(jié)合多年進(jìn)口吸氣機(jī)使用經(jīng)驗，依靠自
身技術(shù)力量，為國內(nèi)吸氣機(jī)制作提供滿足全負(fù)壓煤
氣凈化工藝的技術(shù)參數(shù)，電器、儀表自控部分配置性
能較好的進(jìn)口設(shè)備器件；為實現(xiàn)單人倒機(jī)，現(xiàn)場增加
吸氣機(jī)外部的PLC控制系統(tǒng)，增設(shè)吸氣機(jī)連鎖控制
程序和監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，采用兩臺國產(chǎn)離心式電動吸
氣機(jī)，不僅保證了工期時限，更為工程節(jié)約資金
2000多萬元。同時，和兩臺酸汽風(fēng)機(jī)一樣用液力耦
合器調(diào)速，可減少節(jié)流能量損失，節(jié)電20％ 以上。
2．2．2 泵類傳動設(shè)備應(yīng)用變頻調(diào)速器
通過變頻調(diào)速控制泵類輸送的流體流量，減少
能量損失。高壓氨水泵上安裝了變頻調(diào)速器，降低
了電機(jī)功率，有效節(jié)能。
2．3 蒸氨廢水采用閃蒸簡節(jié)能設(shè)備
利用蒸汽噴射產(chǎn)出高速氣流，將閃蒸罐內(nèi)氣體
帶走，在閃蒸罐形成負(fù)壓區(qū)域，進(jìn)入閃蒸罐的廢水在
負(fù)壓狀態(tài)下，其沸點降低，使廢水內(nèi)易揮發(fā)組分
(NH 等)在不經(jīng)過加熱的情況下再次汽化揮發(fā)出
來，進(jìn)一步降低廢水的NH 成分，既節(jié)約蒸汽又分
離氨，起到提高廢水質(zhì)量又節(jié)能的作用。
3 節(jié)水技術(shù)及措施
3．1 選用高效換熱設(shè)備
3．1．1 橫管冷卻器
橫管冷卻器的冷卻水流速大，其傳熱效率可以
達(dá)到840 kJ／m ·h·oC以上。在二段上部連續(xù)噴灑
含煤焦油的氨水混合液，以清洗管外壁集結(jié)的焦油
76
和萘，同時可從煤氣中吸收一部分萘。冷卻后的煤
氣溫度可降至20～22℃ ，僅比水溫高2—3℃ ，煤氣
含萘的露點溫度低于煤氣溫度3℃ 以上，煤氣中萘
含量降至0．5 g／Nm 以下，可防止萘在煤氣后續(xù)工
藝裝置及管道中沉積。
3．1．2 螺旋板換熱器
螺旋板換熱器是一種高效傳熱設(shè)備。液一液逆
流型換熱器的總傳熱系數(shù)K可高達(dá)5 000～12 000
kJ／m ·h·℃ ，而列管換熱器總傳熱系數(shù)只有2 500
kJ／m ·h·oC。粗苯工段6臺油油換熱器、2臺輕
苯冷凝冷卻器、2臺油一汽換熱器及7臺貧油冷卻
器總換熱面積為2 370 m 的螺旋板換熱器。設(shè)備
造價低，節(jié)約用水，可多回收熱能，增產(chǎn)輕苯 。
3．2 節(jié)水措施
(1)實現(xiàn)水的綜合利用。部分冷卻器用水通過
優(yōu)化改造，實現(xiàn)制冷水、循環(huán)水和地下水根據(jù)氣候、
循環(huán)水補(bǔ)水和冷卻溫度要求任意切換，使新舊系統(tǒng)
循環(huán)水、工業(yè)水和制冷水得到綜合利用。
(2)蒸汽冷凝水、泵頭冷卻水的綜合利用，實現(xiàn)
區(qū)域零排放。制冷站蒸汽凝結(jié)水送人廠鍋爐供電捕
及廢熱鍋爐除鹽水箱；電捕用軟化水、區(qū)域蒸汽冷凝
水、泵頭冷卻水、鍋爐排污水采集用于循環(huán)水補(bǔ)水，
提高和穩(wěn)定循環(huán)水水質(zhì)，減少排污量和加藥量，用于
鍋爐給水后，因水溫提高60℃ 左右，蒸汽耗煤量和
耗煤氣量降低。具體見圖1。
鍋爐
空氣
制冷站制冷機(jī)
蒸汽冷凝水
硫酸廢熱鍋爐排污取樣冷卻器冷卻水
圖1 水系統(tǒng)綜合利用流程示意圖
Fag．1 Flow diagram of comprehensive utilization of water system
河北冶金 2011年第8期
(3)生化處理水的回用。經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)排放
的水回用于上升管水封、濕熄焦、地面沖洗等方面。
(4)制冷水的應(yīng)用。每年的4～10月以制冷裝
置提供低溫水供初冷器三段冷卻、洗滌液及粗苯貧
油二段等冷卻器，其余時間用制冷循環(huán)水冷卻。
4 今后的節(jié)能節(jié)水思路
4．1 循環(huán)水補(bǔ)水用除鹽水
宣鋼公司焦化廠地處溫帶，屬典型大陸型季風(fēng)
氣候。循環(huán)水蒸發(fā)量較大，需要大量補(bǔ)充工業(yè)水，補(bǔ)
充蒸發(fā)量及排污量。而目前工業(yè)水因摻入部分中水
導(dǎo)致溫度高且水質(zhì)不穩(wěn)，氯離子波動較大。為此，根
據(jù)焦化廠膜站及公司供干熄焦除鹽水，平衡部分作
為循環(huán)水補(bǔ)水，既可減少工業(yè)水補(bǔ)水量，降低水耗，
還可改善穩(wěn)定水質(zhì)，節(jié)約藥劑費用。
4．2 增加換熱設(shè)備，節(jié)約用水
為減少到一凈化車間剩余氨水量，減輕系統(tǒng)負(fù)
荷，增大洗滌貧液量和廢水量，將原送往一凈化荒煤
氣管道的3#、4#焦?fàn)t剩余氨水及初冷冷凝液送回二
凈化渣箱前入口管道，這樣增加了二凈化洗滌系統(tǒng)、
蒸氨脫酸系統(tǒng)和硫銨系統(tǒng)負(fù)荷。為了保證被冷卻介
質(zhì)的溫度，需采取增加換熱設(shè)備的換熱面積和降低
水溫措施。增加剩余氨水二段板式換熱器，一方面
滿足洗滌溫度要求，增加洗滌液量，提高洗滌效果，
進(jìn)一步降低凈煤氣含H：s和NH ；同時剩余氨水溫
度低也有利于降低富液溫度，改善富液與廢水、貧液
換熱效果，利于富液溫度控制，確保蒸氨脫酸效果。
(上接第26頁J
的拉速鑄成150 mm ×150 mm方坯，熱送棒材軋制
鋼筋；軋鋼工藝：開軋溫度1 150～1 200 oC，按上限
控制，終軋溫度1 050～1 100 oC，按上限控制。軋后
進(jìn)行穿水冷卻。
4 試生產(chǎn)結(jié)果
試驗工藝為：120 t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉一鋼包吹氬喂
線處理一連鑄150 mm×150 mm方坯一軋制。實際
生產(chǎn)的鋼筋成分見表5，力學(xué)性能見表6。
表5 HRB500E鋼筋成分控制情況 ％
Tab．5 Chemical composition of HRB500E reinforcing steel bar ％
Sj M 11 r V
O．19 ～0．25 0．41～0．57 1．35一1．55 0．10 —0．18 0．060 —0．080
0．22 0．51 1．49 0．13 0．066
4．3 洗滌塔改用離效填料
聚丙烯花環(huán)填料具有比表面大、空隙率高、阻力
小、價格低等優(yōu)點；多段薄層的填料安裝可防止填料
塔發(fā)生塔壁效應(yīng)，塔內(nèi)氣液分布均勻，而且可以提高
塔速、強(qiáng)化生產(chǎn)，使其在接近液泛點的最佳吸收系數(shù)
狀況下操作而不挾帶料液。太原煤氣化公司焦化廠
為適應(yīng)擴(kuò)建3#焦?fàn)t煤氣處理量增加的需要，將原先
的鋼板網(wǎng)高層填料改為聚丙烯花環(huán)多段薄層填料
后，煤氣處理量增加了50％ ，而塔降、洗油循環(huán)量及
塔后煤氣含苯量都沒有增加 。
4．4 合理使用粗苯分離水
可將粗苯分離水打入剩余氨水槽作為洗氨塔的
洗滌水，既可降低剩余氨水溫度，又可稀釋剩余氨
水，降低含氨量，提高洗滌效果。
4．5 煤調(diào)濕工藝
煤調(diào)濕工藝?yán)媒範(fàn)t煙道廢氣余熱對配合煤進(jìn)
行干燥分級處理，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)煉焦煤入爐水分、改
善煉焦煤的粒度組成，各粒級煤質(zhì)呈現(xiàn)均勻化趨勢、
提高裝爐煤堆積密度、減少系統(tǒng)氨水量、降低焦化污
水處理量和排放率、提高焦炭產(chǎn)量和質(zhì)量 。
參考文獻(xiàn)
[1]楊建華，王永林，等．焦?fàn)t煤氣凈化[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，
2006：18 ～45．
[2]潘立慧，魏松波．煉焦新技術(shù)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2006：
q 1n0
表6 HRB500E鋼筋力學(xué)性能
Tab．6 M echanical property of HRB500E reinforcing steel bar
5 結(jié)語
鋼筋的強(qiáng)度級別越高、規(guī)格越小，越不易達(dá)到抗
震要求；宣鋼通過設(shè)計合理的化學(xué)成分及生產(chǎn)工藝
控制，生產(chǎn)出了滿足要求的HRB500E抗震鋼筋，提
高了HRB500E鋼的品質(zhì)。
77

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