专利名称：煤气初冷工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤气初冷工艺涉及焦炉煤气净化工艺，更具体地指一种有利于煤气除 萘和煤气冷却，并且最大限度地出除煤气中的焦油和粉尘，在保证煤气冷却和洗涤的 同时，优化了煤气初冷工艺，降低一次性投资。
背景技术：
在焦炉煤气净化工艺中，焦炉产生的荒煤气温度高、体积大，必须经过煤气初步 冷却后，才能进入煤气鼓风机和后续的煤气净化装置。常用的煤气初冷工艺有横管 初冷工艺、横管初冷或立管初冷+直接冷却工艺。
在横管初冷工艺中，焦炉来的荒煤气80 85'C,经过循环水冷却和低温冷却水 逆流冷却后，满足用户需要的煤气集合温度(一般在20 30'C)，再经过煤气鼓风机 升压后进到煤气净化后处理装置。如附图1所示。
焦炉煤气从82'C冷却到25'C产生的冷凝液约293g/m3，单台横管初冷器的煤气 处理量按25000mS/h计，煤气冷凝液量7.3m3/h，每台的冷凝液补充量25 30 mVh。 低温冷却水段的冷凝液喷淋密度2.6 2.9m3/m2，液气比0.4L/n^煤气。这时，因为冷 凝液中含有少量的焦油，煤气冷却析出来的萘首先被冷凝液洗涤和溶解，由于横管初 冷器的冷凝液对管壁有自冲洗作用，部分粘附在管壁的萘也被冲洗下来。因此，横管 初冷器有良好的冷却效果，煤气中悬浮萘的除萘效率在90%以上。
但是，由于横管初冷器的冷凝液喷淋密度低，对煤气中的焦油和煤粉、焦份等粉 尘的洗涤效果非常差，冷却煤气夹带大量的焦油和粉尘进入到后续煤气净化装置，引 起设备、管道、填料堵塞，造成能耗和检修成本的升高。
横管初冷或立管初冷+直接冷却工艺中(附图2为立管初冷+直接冷却工艺示意 图)，焦炉来的荒煤气温度约80 85'C，经过横管初冷或立管初冷的清循环水冷却冷 却到40 45°C，煤气总的萘还没有析出，煤气在单一的横管初冷或立管初冷中基本 不除萘。然后，煤气进入到直接冷却塔，利用循环冷却液与煤气直接接触，将煤气再冷却到20 3(TC。同时，在循环冷却液中添加2 10%的焦油脱除煤气中的悬浮萘， 并且在喷淋密度28 30 1113/1112的条件下，将煤气中90%以上的焦油和粉尘去除。循 环冷却液通过氨水喷头、直冷塔循环泵和螺旋板换热器进行循环冷却。
但是，直接煤气冷却塔的冷却需要外供冷量来将煤气冷却到需要的集合温度，配 置的冷却设备也比较多。如果煤气量在100000m3/h，需要配置1461112的螺旋板换热器 9 11台，投资费用相对高；循环冷却液洗涤煤气中悬浮萘后，换热器容易堵塞，管 理要求也高。
发明内容
本发明目的在于针对常规工艺中存在的上述不足，提供一种合理的煤气初冷工艺 配置，充分利用横管初冷器冷却效率高、除萘效果好以及直接冷却塔洗涤效果好的特 点进行有效的工艺组合。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
(1) 通过带有循环水段和低温冷却水段的横管初冷器，将荒煤气冷却到20 30 °C，同时在横管初冷器的低温冷却水段喷洒焦油配比在2 10%的煤气冷凝液，脱除 煤气析出的萘。
更具体的，将循环水段的入口水温控制在不超过33'C， 一般为30 33。C，焦炉 过来80 85t的荒煤气，先经过横管初冷器循环水段冷却到40 45。C;再经过低温 冷却水段冷却到20 30°C，同时在横管初冷器的低温冷却水段喷洒焦油配比在2 10 %的煤气冷凝液，将煤气在25卩左右析出的90%以上的萘进行脱除。低温冷却水段 的入口水温控制在不超过18°C， 一般为16 18°C。
以80000 100000 nWh煤气量计，焦油配比在2 10%的煤气冷凝液补充量在1 2m3/h。
(2) 20 30'C的煤气进入到直接冷却塔，用直冷循环液喷淋，对煤气进行洗涤， 去除煤气中夹带的90%以上的悬浮焦油和粉尘。
以80000 100000 n^/h煤气量计，直冷循环液的喷淋密度在28 30m3/m2; 直冷循环液用换热器和冷循环水进行冷却，冷循环水的温度控制在不超过18°C， 一般为16 18°C。换热器可以采用螺旋板换热器。所用的直冷循环液可以是氨水。 80 85'C的荒煤气先经过横管初冷器将煤气冷却到20 30°C (又称煤气集合温度，用户根据自身的要求进行选择)。在25'C左右时，煤气中的萘析出，悬浮在煤气 中，部分粘附在横管初冷器的管壁，由于横管初冷器将焦炉荒煤气从80 85'C冷却 到20 3(TC时产生一定量的煤气冷凝液，从上至下，有良好的自冲洗能力，将管壁 外粘附的萘洗漆干净。同时补充的焦油配比在2 10%的煤气冷凝液可以将煤气悬浮 的萘去除。
横管初冷器的按常规的循环水段和低温冷却水段配置，与单一横管初冷或立管初 冷的清循环水冷却比较，投资需要在单一清循环水冷却的基础上增加20 30%，但 循环水段和低温冷却水段配置时，煤气的除萘效果好，避免在直接冷却塔循环液的循 环过程中对换热器的堵塞。横管初冷器的冷却效率高，80 85'C的荒煤气经过横管初 冷器的循环水冷却和低温冷却水冷却后，煤气能够迅速冷却用户需要的煤气集合温度 (20~30°C)。
直接冷却塔只对煤气进行洗涤而去除煤气中夹带的悬浮焦油和粉尘，保证煤气的 洁净，不承担除萘、冷却功能。循环液的冷却设备配置，只需考虑煤气在洗涤过程的 温度变化和天气季节变化时热量需要，避免了传统工艺大量配置循环液冷却设备的缺 点。因此，循环液冷却设备配置，只需考虑煤气在洗涤过程的温度变化和天气季节变 化的热量需要。如果正常配置9 11台螺旋板换热器，那么，仅考虑循环液洗涤焦油 和粉尘的螺旋板换热器只需要3台(2开1备)，直冷塔系统的总投资降低50%以上。 关键是直接冷却塔在煤气含萘量低时，洗涤焦油和煤粉效果好，系统操作条件有明显 的改善,并且最大限度地出除煤气中的焦油和粉尘，在保证煤气冷却和洗涤的同时， 优化了煤气初冷工艺，降低一次性投资。
因此，本发明充分利用横管初冷器冷却效率高、除萘效果好和直接冷却塔洗涤效 果好的特点，进行有效的工艺组合，能更加有效进行煤气的冷却、除萘和除尘，减少 煤气后净化装置的堵塞，改善设备运行环境，实现节能降耗。
图1是横管煤气初冷工艺流程图。
图2是立管煤气初冷+直接冷却工艺流程图。
图3是新型煤气初冷工艺流程图。
其中，l一横管初冷器，ll一循环水段，12—低温冷却水段，13—循环水换热管，M—低温冷却水换热管，2—直接冷却塔，21—氨水喷头，22—直冷塔循环泵，23 一螺旋板换热器，24—气体分布器，25—煤气管道，26—旁路管道， 3—单一立管初冷器
具体实施方式
实施例l
设备如图3所示，横管初冷器1连接到焦炉，且横管初冷器分为循环水段11和
低温冷却水段12;循环水段中，通过循环水换热管13进行冷却；低温冷却水段中，
通过低温冷却水换热管14进行冷却。
横管初冷器底部与直接冷却塔的底部相连。
直接冷却塔内设有一个或多个氨水喷头21，循环氨水由氨水喷头喷洒入直接冷 却塔内，在底部通过直冷塔循环泵22，经过螺旋板换热器23冷却后再经由氨水喷头 喷洒入直接冷却塔。螺旋板换热器中，通过冷循环水控制循环氨水的温度。
直接冷却塔内还设有气体分布器24。直接冷却塔上部通过煤气管道25与鼓风机 连接。鼓风机还可通过旁路通道26连接到横管初冷器1的底部，在直接冷却塔检修 时，煤气可从横管初冷器底部通过旁路管道进入鼓风机，以保证煤气正常输送。
将循环水段的入口水温控制在30 33'C，焦炉过来80 85。C的荒煤气，先经过 横管初冷器循环水段冷却到40 45°C;
将低温冷却水段的入口水温控制在16 18°C， 40 45'C的荒煤气再经过低温冷 却水段冷却将煤气冷却到20 30°C;
循环水和低温冷却水方向均与荒煤气方向相反，为逆流冷却。
收集煤气冷却时产生的煤气冷凝液，并将其焦油质量比控制在8%后，补充加入 到低温冷却水段进行喷洒，除去煤气中的萘。煤气量为80000 m3/h，煤气冷凝液补充 量为1.2m3/h。在此步骤中，可去除至少90%因煤气冷却而析出的萘。煤气冷凝液可 以回收并重复利用。
经过横管初冷器冷却和除萘后、温度在20 3(TC的煤气进入直接冷却塔，煤气 量为80000 m3/h，用喷淋密度为28mVn^的循环氨水喷淋，去除煤气中的悬浮焦油和 粉尘。由氨水喷头喷淋的氨水经过直冷塔循环泵，再由螺旋板换热器及冷循环水进行 冷却后，再次循环进入直接冷却塔。冷循环水的温度控制在16 18'C。经过初冷和净化处理的煤气经煤气管道25进入鼓风机。
实施例2
设备同实施例1。
将循环水段的入口水温控制在30 33汇，焦炉过来80 85'C的荒煤气，先经过 横管初冷器循环水段将煤气冷却到40 45°C;
将低温冷却水段的入口水温在16 18°C， 40 45'C的荒煤气再经过低温冷却水 段冷却到20 30°C。
循环水和低温冷却水方向均与荒煤气方向相反，为逆流冷却。
收集煤气冷却时产生的冷凝液，并将其焦油质量比控制在3%后，补充加入到低 温冷却水段进行喷洒，除去煤气中的萘。煤气量为100000m3/h，煤气冷凝液补充量 为1.81 3小。在此步骤中，可去除至少90%因煤气冷却而析出的萘。煤气冷凝液可以 回收并重复利用。
经过横管初冷器冷却和除萘后、温度在20 30'C的煤气进入直接冷却塔，以 100000 t^/h煤气量计，用喷淋密度为30 mVn^的循环氨水喷淋，去除煤气中的悬浮 焦油和粉尘。
由氨水喷头喷淋的氨水经过直冷塔循环泵，再由螺旋板换热器及冷循环水进行冷 却后，再次循环进入直接冷却塔。冷循环水的温度控制在16 18。C。 经过初冷和净化处理的煤气经煤气管道25进入鼓风机。
权利要求
1、一种煤气初冷工艺，其特征在于，包括如下步骤(1)通过带有循环水段和低温冷却水段的横管初冷器，将荒煤气冷却到20～30℃，同时在横管初冷器的低温冷却水段喷洒焦油配比在2～10％的煤气冷凝液，脱除煤气析出的萘；(2)20～30℃的煤气进入到直接冷却塔，用直冷循环液喷淋，对煤气进行洗涤，去除煤气中夹带的悬浮焦油和粉尘。
2、 权利要求1所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(1)中，将荒煤 气先经过横管初冷器循环水段冷却到40 45°C，再经过低温冷却水段冷却到 20 30°C。
3、 权利要求1或2所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(1)中，以 80000 100000 r^/h煤气量计，所述焦油配比在2 10%的煤气冷凝液补充量为 1 2m /h。
4、 权利要求1或2所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(1)中，循 环水段入口水温不超过33°C 。
5、 权利要求1或2所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(1)中，低 温冷却循环水段入口水温不超过18°C 。
6、 权利要求1所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述直冷 循环液为氨水。
7、 权利要求1或6所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(2)中，以 80000 100000mVh煤气量计，所述直冷循环液的喷淋密度为28 30m3/m2。
8、 权利要求1或6所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，步骤(2)中，所 述直冷循环液用换热器和冷循环水进行冷却，冷循环水的温度不超过18°C 。
9、 权利要求8所述的一种煤气初冷工艺，其特征在于，所述换热器为螺旋板换 热器。
全文摘要
本发明公开了一种煤气初冷工艺。通过带有循环水段和低温冷却水段的横管初冷器，将荒煤气冷却到20～30℃，同时在横管初冷器的低温冷却水段喷洒焦油配比在2～10％的煤气冷凝液，脱除煤气析出的萘；然后在直接冷却塔内用直冷循环液喷淋，对煤气进行洗涤，去除煤气中夹带的悬浮焦油和粉尘。本发明充分利用横管初冷器冷却效率高、除萘效果好以及直接冷却塔洗涤效果好的特点进行有效的工艺组合，能更加有效进行煤气的冷却、除萘和除尘，减少煤气后净化装置的堵塞，改善设备运行环境，实现节能降耗。
文档编号C10K1/02GK101608137SQ20081003931
公开日2009年12月23日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者巍 任, 张雄文, 颜长青 申请人:上海宝钢化工有限公司