武钢焦炉煤气净化.ppt

2020 2 18 1 第三篇焦炉煤气净化 第一章煤气的初步冷却与输送 2020 2 18 焦化厂 2 第一节概述 1 煤在炭化室干馏加热时 会产生大量的混合气体 其主要成分有 水蒸气 氢气 甲烷 焦油汽 苯蒸汽 萘蒸汽 氨气 二氧化碳 一氧化碳 硫化氢 氰化氢等 2 气体中有毒有害的成分有 一氧化碳 硫化氢 氰化氢 3 贵重的化工原料有 焦油汽 苯蒸汽 萘蒸汽 2020 2 18 焦化厂 3 冷却荒煤气的作用 一是 保证了鼓风机的安全运行 二是 减少了设备规格尺寸 三是 清除了部分腐蚀杂质 冷却荒煤气分两步进行 第一步 利用循环氨水泵将循环氨水送至集气管喷洒 将煤气由600 800 冷却至80 82 第二步 利用横管式初冷器将煤气温度进一步降至25 以下 2020 2 18 焦化厂 4 第二节基本原理与工艺流程 煤气的冷却与初步净化煤气的输送氨水 焦油 及焦油渣的分离工艺流程图 2020 2 18 焦化厂 5 鄂钢焦化焦炉煤气净化系统示意图 焦炉 脱氨 脱硫 终冷 回收粗笨 净煤气 焦碳 焦油 废水 硫磺 硫铵 粗苯 初冷 电捕焦油雾 煤气鼓风机输送 粗煤气 焦炉 2020 2 18 焦化厂 6 鼓冷工段煤气FLASH演示 2020 2 18 焦化厂 7 横管初冷器 横管初冷器 2020 2 18 焦化厂 8 鼓风机的结构图 排出口 吸入口 扩散室 导流板 叶轮 主轴 2020 2 18 焦化厂 9 离心式鼓风机的组成 离心式鼓风机一般由导叶轮 外壳和安装在轴上的两个工作叶轮组成 包括 1 机壳组 由铸铁制成 机壳沿轴线在水平面分为上下两半 连接面经精加工后用螺栓紧固 2 转子组 由叶轮 主轴 轴套及平衡盘等组成 叶轮为后向形式 叶片与前盘 后盘 进口圈及轴盘焊接成一体 转子组装配好后做动平衡校正 3 轴承组 主要包括轴承箱和轴瓦 4 密封 包括进口圈外缘处及隔板轴孔气封 轴承轴孔油封等 5 润滑系统 包括油箱 油泵 油管等 2020 2 18 焦化厂 10 电捕焦油器 图3GD型管式电捕焦油器示意图 沉淀管断面图 2 煤气分布筛板4 重锤5 下吊架7 沉淀积管8 电晕导线10 上吊架21 吊柱 2020 2 18 焦化厂 11 氨水焦油分离槽 2020 2 18 焦化厂 12 第四节基本操作 一 安全知识 一 鼓风岗位工作应注意的安全1 鼓风机的周围不允许吸烟和随意动火 2 鼓风机的生产操作和开 停车必须严格执行技术操作规程 3 鼓风机检修时 须先将鼓风机出入口煤气管道封好水 方准解体检查和检修 4 鼓风机后煤气管道漏气或发生火灾时 应降低吸力和机后压力 但机后压力不低于50Pa 5 鼓风机油系统不漏油 漏油不能滴在汽管 汽门或汽箱上 6 当煤气含氧量严重超标时 应立即切断电捕焦油器电源 检查处理至正常 7 电捕焦油器运行时 其顶部绝缘处温度必须在规定范围内 80 100 2020 2 18 焦化厂 13 二 本岗位有毒有害物 危险源 危险化学品是指属于爆炸品 压缩气体和液化气体 易燃液体 易燃固体 自燃物品和遇湿易燃物品 氧化剂和有机过氧化物 有毒品 放射性物品和腐蚀品的化学品 鼓风冷凝有毒有害物质包括煤气 氨水 鼓风岗位属于A类危险源 2020 2 18 焦化厂 14 三 自救方法 1 遇煤气泄漏 应站上风 2 处理煤气泄漏 应带空气呼吸器或氧气呼吸器 3 发现有头疼 头昏 四肢无力等症状必须立即到通风处 4 掌握人工呼吸的正确方法 5 遇氨水烫伤必须立即用清水冲洗 2020 2 18 焦化厂 15 二 主要操作控制指标 1 剩余氨水槽液位应保持在4 6米 2 焦油含水小于4 焦油槽留800 1000mm上空 温度控制在80 90 3 泵轴承温度不超过90 电机温升不超过45 或铭牌规定 4 初冷器后煤气温度不大于25 阻力不大于1200Pa 喷洒液焦油浓度20 30 5 高压氨水压力2 0 2 8MPa 6 鼓风机电机温升不超过65 7 鼓风机机体煤气温度不超过70 振幅不超过60 m 8 偶合器工作油温49 88 最佳工作油温67 2020 2 18 焦化厂 16 三 操作要点 1 随时通过鼓风机转速 入口阀门开度以及循环管阀门开度 调节煤气吸力 确保鼓风机安全运行 满足焦炉生产要求 2 每小时岗位巡检一次 发现异常及时处理或汇报 并做好各种记录 3 通过调节冷却水流量控制初冷器后煤气温度 4 通过调节偶合器油冷却器水量 鼓风机运转负荷 控制偶合器工作油温 5 通过调节鼓风机油冷却器水量 控制润滑油温度 满足轴瓦润滑 冷却需要 6 通过调节剩余氨水泵出口阀门以及回流管阀门开度 控制剩余氨水槽液位 7 高压氨水泵变频器不能自动调节压力时 改用手动调节变频器 8 通过调节溢流瓶出焦油量控制油水界面 确保循环氨水质量 9 通过调节循环氨水回流阀开度 控制循环氨水压力 油水分离槽外槽液位 满足焦炉生产需要 2020 2 18 焦化厂 17 四 基本操作 一 刮渣槽开工 1 通知钳工 电工分别检查机械和电器设备是否良好 以及润滑系统使其合乎生产要求 启动链板机和转动筛鼓 2 打开焦油氨水出口阀 3 慢开焦油氨水混合液入口阀门 注意煤气含氧不能超标 观察箱内液体由出口流出时 全开入口阀门 4 注意渣排至底部渣斗 2020 2 18 焦化厂 18 二 刮渣槽停工 1 开备用焦油渣分离箱正常 2 关闭焦油氨水混合液的入口出口阀 3 将箱内混合液入空 4 箱内通蒸汽清扫干净 2020 2 18 焦化厂 19 三 油水分离槽开工 1 开焦油氨水连通阀 向分离槽注入剩余氨水 2 氨水溢流满下部锥体外槽 打开分离槽氨水出口阀门打开剩余氨水出口阀 慢慢开焦油氨水混合液入口阀门 关连通阀 3 通过调节混合液入口调节器和溢流瓶 使焦油氨水有一个较大的分离高度 4 调节轻质焦油调节装置 使剩余氨水中无漂浮焦油 5 打开焦油出口阀 同进打开焦油槽的加热蒸汽阀 6 待焦油槽满至2 3时 开启焦油泵往油库送 并通知油库 7 剩余氨水槽满至2 3时 开启剩余氨水泵 剩余氨水槽应保持4 6 2020 2 18 焦化厂 20 四 油水分离槽停工 1 关闭焦油氨水混合液入口阀门 2 关闭循环氨水出口阀 另一台已正常操作 否则停泵 3 待剩余氨水管不再流出氨水 关闭其出口阀 4 待焦油不再流出时 关闭焦油出口阀 5 开启渣泵将锥体残液抽至工作焦油分离箱 6 打开底部氨水放空阀 同时开启鼓风机前地下放空槽自吸泵 7 放空后用蒸汽将分离槽清扫干净 再抽净残液 8 用蒸汽清扫有关管道 2020 2 18 焦化厂 21 五 离心泵开车 1 开车前与有关单位联系 2 通知电工检查电器设备 送电 3 检查润滑油应充足 泵填料应良好 压盖松紧合适 阀门灵活好用 4 打开泵入口阀 进行灌泵放气 5 启动电机打开泵出口阀门调节流量及压力至正常 循环氨水泵用入口调节 有轴套冷却水泵 先通入冷却水 焦油泵开车前先用蒸汽清扫管道 2020 2 18 焦化厂 22 六 离心水泵停车 1 停车前与有关岗位联系好 2 关泵的出入口阀门 同时切断电源 3 打开出入口管放液管阀 放空后关闭 有轴套冷却的泵要停冷却水 焦油泵停后 吹扫有关管道 2020 2 18 焦化厂 23 七 初冷器开工 1 将待开的初冷器水封槽加满水 2 打开放散管通入蒸汽赶净空气 至入散管冒汽4 5分钟 在放散管取样作含氧分析合格 3 合格后停止给汽 关放散管开煤气入口阀 4 慢开循环冷却水出入口阀 渐开煤气出口阀 并通知鼓风司机注意煤气吸力变化 5 打开低温冷却水出入口阀调节低温水温 使出口煤气温度合乎技术规定 6 打开混合液入口阀通知开混合液泵 2020 2 18 焦化厂 24 八 初冷器停工 1 先开启备用初冷器 2 关闭煤气出入口阀 关顶部氨水喷洒 上 下段喷洒2小时后 停上 下段喷洒泵 3 关闭混合液入口阀 将主管内混合液放空 4 打开冷却器放散管阀 蒸汽清扫阀 注意各排液管畅通 待放散管冒大量蒸汽后 关闭蒸汽阀待初冷器体自然冷却到常温时 关闭放散管阀 5 水封槽加氨水置换 2020 2 18 焦化厂 25 九 鼓风机开工 1 首先和厂调度室联系 得到准许后 准备开机 并通知相关岗位 2 准备好听音棒 测振仪 温度计 压力表及记录本 3 配合开机的有关人员必须提前15分钟到场 明确开机指挥 风机出入口煤气阀门 循环管阀门 机体温度和机前吸力应有专人负责 4 电工检查电气设备线路及马达等绝缘情况 并检查鼓风机 电机 油泵等电器是否好使 2020 2 18 焦化厂 26 5 检查水封槽液面是否够用 各排液管是否畅通 检查油冷却器和液压偶合器的冷却水供给情况 要求表压不低于0 25MPa 检查油箱的液位不得低于规定的标准线 油内不得带水 启动偶合器电加热器 检测油箱油温 达到50 时 停加热器电源 6 检查各煤气 水 油 焦油等管道的阀门开关与灵活状态 符合开机要求 7 确认风机出入口管封水排完 排水时不得从水封冒出 2020 2 18 焦化厂 27 8 一切准备好后启动电油泵 作空投试验 检查油路系统回油情况是否正常 电工通知中央配电室送鼓风机主电源 9 打开排焦油管上蒸汽阀门器 向鼓风机内通蒸汽加热机体 搬动鼓风机转子 每次转动900 当机体温度升600C 停止加热 关闭排液管阀门 10 稍开煤气出口阀 使煤气倒入机内 待鼓风机密封处冒煤气时稍开煤气入口阀门 使煤气前后串通 然后将出口煤气阀关死 入口留50mm 11 执行器回到零位 启动主电机 主油泵吸油管充油 排气充分 2020 2 18 焦化厂 28 12 主电机传动偶合器输入轴运行 等偶合器出口油温升到50 时方可调节执行器 启动输出轴低速运行 检查偶合器电加热器是否停止 13 调节偶合器执行器 控制转速由2000r min升速至2700r min 检查运行情况 机组振动情况 快速提升转速至3500r min 避开机组临界转速 3200r min 主油泵开始工作后 观察润滑油压的变化 若联锁可靠 自动停电油泵 否则应手动切断电油泵 转速至3800r min 同进开启煤气出入口阀门 将风机转速提高到正常生产的转速 注意吸力的变化并及时调节 2020 2 18 焦化厂 29 14 当偶合器输出轴启动后 应注意观察油位不得低于下油窗的最低油位 15 启动鼓风机后 应随时注意观察机体各部位的振动 杂音和温升情况 并作好详细记录 16 当风机运转正常后 打开机体下部排焦油管考克 17 当机组润滑系统回油温度达40 时 打开油冷却器的冷却水 当偶合器出口油温达到60 时 打开油冷却器冷却水 并注意调节 使油温控制在49 80 之间 油温最佳控制点为67 2020 2 18 焦化厂 30 十一 电捕焦油器开工 1 运行前将绝缘箱内加热到规定温度 开启氮气保护装置 投入正常运行 2 将水封槽注满水 3 打开放散管阀 往电捕焦油器内通氮气赶空气 待放散管冒出大量氮气后 关闭放散阀和氮气阀 4 打开煤气出入口阀 5 打开排冷凝管 并检查是否畅通 6 通入煤气后 每小时作含氧分析 确定含氧量低于1 并无其它异常现象方可送电 并逐渐将电压升至技术定值 2020 2 18 焦化厂 31 十二 电捕焦油器停工 1 停止送电 2 打开煤气交通管 3 关闭煤气出入口开闭器 4 打开顶部放散阀往里通氮气进行清扫 同时关闭氮气保护装置 5 底部排冷凝管用蒸汽清扫畅通 6 停止运行时 加热箱的温度不能降得太快 应在2小时降至常温 防止瓷瓶破裂 2020 2 18 焦化厂 32 五 特殊操作 一 停电 首先通知调度室 工段 1 鼓风机停高压电 迅速切断电源 关闭鼓风机煤气出入口阀门 启动电油泵 确认煤气循环管关严 切断电捕电源 2 鼓风机停低压电 如果电脑无显示 根据现场吸力表 用鼓风机入口或煤气循环管调节吸力 必要时用手动调节执行器来控制转速 监测鼓风机运行状况 3 循环氨水泵停电 切断电源 关闭出入口阀门 打开备用油水分离槽底部连通管 开备用油水分离槽入口阀门 关闭剰余氨水槽入口阀门 确保油水分离槽 剰余氨水槽不冒 关闭溢流瓶入口阀门 停止压油 2020 2 18 焦化厂 33 4 冷凝泵房停低压电 切断各泵电源 关闭出入口阀门 渣泵用蒸汽清扫出口管 关闭油水分离槽底部排渣管阀门 打开入空管阀门 用蒸汽扫通至地下放空槽 如果剰余氨水槽液位过高 适当打开循环氨水泵回流管至备用油水分离槽的阀门 确认油水分离槽底部连通管打开 保证剰余氨水槽不冒 焦油泵用蒸汽清扫出入口管道 停止送油 5 电捕焦油器停电 切断电捕焦油器电源 如仅为电捕绝缘箱加热器停电 温度底于下限而又不能恢复时 也必须停电捕焦油器电源 2020 2 18 焦化厂 34 6 初冷器冷凝液泵停电 切断电源 关闭泵出入口阀门 关闭下段冷凝液槽混合液补充阀门 关闭初冷器顶部氨水喷洒总阀 注意初冷器吸力 根据冷凝液槽液位 打开冷凝液槽底部放空阀 将冷凝液排至地下放空槽 确保冷凝液槽不冒 二 停汽 关闭蒸汽与各设备 管道连接处阀门 2020 2 18 焦化厂 35 三 停氮气1 关闭煤气出口 入口阀门 2 关闭电源开关 2020 2 18 焦化厂 36 六 事故预防 2020 2 18 焦化厂 37 2020 2 18 焦化厂 38 2 煤气含氧超标的处理 1 立即切断电捕电源2 检查吸力是否过大 降低吸力 3 检查机前煤气设备是否漏空气 4 通知厂调检查焦炉操作是否串入空气 5 要求工段范围内停止一切动火作业 6 含氧快速上升 作停鼓风机的准备 2020 2 18 焦化厂 39 3 氨水压力低的检查和处理 1 检查大氨水泵电流是否正常 机械运转是否正常 电流低可加大送油量 排除断轴的可能性 并可进行倒泵 2 检查油水分离槽外槽液面是否过低 并及时补充清水 3 管路系统有无泄漏 阀门有无损坏 4 循环氨水泵回流管阀门开度是否过大 2020 2 18 焦化厂 40 4 鼓风机润滑油压力低的处理 1 如油管泄漏 向工段汇报 采取临时措施处理 如油箱液位低 向油箱加油 如泄漏量大 作好倒机准备 2 检查油泵是否发生故障 开电油泵维持生产 做好倒机准备 停机后检修油泵 3 检查油泵吸入管是否渗油 漏空气 采取临时措施处理 处理不了 做好倒机准备 停机后处理 4 检查过滤器前后油压差 倒换过滤器 及时清洗或更换过滤网 5 减压阀或溢流阀调整不当 应立即重新调整 视情况开启电油泵 2020 2 18 焦化厂 41 5 鼓风面吸力波动的处理 1 如机前 器前吸力大 集气管压力低 一般设备阻力正常 煤气发生量减少 可以降低鼓风机转速 关小煤气入口阀门 必要时还可开煤气循环管阀门 2 如煤气吸力小 集气管压力增大 可按各可能因素分析原因 如个别设备阻力大 说明煤气设备封塞 可以一方面通知阻力升高的单位消除堵塞现象 一方面提高透平鼓风机转速 开大电鼓风机煤气入口或关小煤气循环管开闭器调节 同时可适当提高鼓风机转速 开大煤气入口阀进行调节 3 如煤气吸力小 压力小 此时要逐项分析以下原因 1 煤气输送量 2 计器仪表是否可靠 3 机前 机后系统煤气阻力 局部设备管道阻力是否正常 4 确认鼓风机性能 5 是否漏空气 2020 2 18 焦化厂 42 6 开机时鼓风机不抽煤气的处理 1 平衡煤气量的分配 避免其它风机抢煤气 2 检查封水是否放完 重新放水 3 检查透通排液管 放净机前积液 4 机前煤气管道扫汽清扫积萘 避免堵塞煤气管道 5 检查煤气阀门 确认是否掉砣 2020 2 18 焦化厂 43 7 初冷器前吸力低的处理 1 提高初冷器煤气出入口阀门 2 提高鼓风机转速或煤气入口阀门 3 关闭煤气循环管阀门 4 适当降低煤气出口温度 5 透通机前 机后排液管 水封槽 含制冷站水封槽 6 联系脱硫 硫铵 粗苯等岗位 处理设备阻力 塔后压力 7 透通初冷器排液管 电捕焦油器前后排液管 8 机前煤气管道漏点及蒸汽漏点处理 9 降低电捕焦油器 初冷器阻力 2020 2 18 焦化厂 44 8 初冷器前吸力高的处理 1 适当降低鼓风机转速或关小煤气入口阀门 必要时开煤气循环管 2 如集气管压力高 开大刮渣槽出入口阀门或增开刮渣槽 3 通知计控处理仪表问题 4 联系脱硫 硫铵 粗苯等岗位 检查洗苯塔后煤气压力是否过低 煤气管道有无泄漏 2020 2 18 焦化厂 45 9 机后压力大的处理 1 联系脱硫 硫铵 粗苯等岗位 处理设备阻力 塔后压力 2 透通机后煤气管道排液管 水封槽 3 关闭煤气循环管阀门 提高鼓风机转速或煤气入口阀门 4 如机后压力直线上升 超过28Kpa 通知调度室 关闭鼓风机煤气出口阀门 低速运转 2020 2 18 焦化厂 46 10 机后压力小的处理 1 联系脱硫 硫铵 粗苯等岗位 检查洗苯塔后煤气压力是否过低 煤气管道有无泄漏 2 确认煤气发生量 适当降低鼓风机转速或关小煤气入口阀门 必要时开煤气循环管 3 机后煤气管道水封槽内无液封 2020 2 18 焦化厂 47 11 复习题 1 初冷的集合温度在生产中为什么要保持规定值 2 煤气的初冷和冷凝的主要设备有哪些 说明各设备的结构和作用 3 鼓风机的正常操作和特殊操作 开机 停机 换机 应注意哪些事些 4 鼓风机操作岗位的主要生产注意事项有哪些 5 电捕焦油器正常操作过程中应注意哪些工作 2020 2 18 48 第二章煤气中硫化氢 氰化氢的脱除第一节概述一 HPF法脱硫二 HPF法脱硫的工艺特点第二节工艺原理及流程一 HPF法脱硫基本反应原理二 HPF法脱硫工艺流程三 HPF法脱硫的主要工艺指标四 HPF法工艺操作讨论五 主要设备简介六 应急处理 2020 2 18 焦化厂 49 第一节概述 1 硫化氢 H2S 在常温下是一种带刺鼻臭味的气体 其密度为1 539kg m3 燃烧时能生成二氧化硫和水 有毒 在空气中含有0 1 时就能使人致命 焦炉煤气中硫化物的含量主要取决配合煤中的含硫量 煤在高温炼焦时 配合煤中的硫约有30 40 转入煤气中 煤气中H2S所含硫约占煤气中硫总量的90 以上 2020 2 18 焦化厂 50 2 氰化氢 HCN 有剧毒 煤气中氰化氢的含量取决于煤气中氮的含量和碳化温度 焦炉煤气于初冷器内冷却时 有少部分氰化氢溶解于氨水中 而大部分氰化氢均随煤气进入后道工序中 3 焦炉煤气脱硫不仅可以提高煤气质量 同时还可以生产硫磺 有效地保护环境 变害为利 综合利用 从煤气中脱除硫化氢的方法很多 可分为干法和湿法两种 我厂采用HPF法进行焦炉煤气的湿法脱硫 2020 2 18 焦化厂 51 一 HPF法脱硫 HPF法脱硫是利用焦炉煤气中的氨作为吸收剂 以HPF为催化剂的湿式氧化法脱硫 它首先将煤气中的H2S等酸性组分转化为硫酸氢铵等酸性铵盐 再在空气中氧的氧化下转化为元素硫 HPF法脱硫选择使用HPF 醌钴铁类 复合型催化剂 可使焦炉煤气中硫化氢脱除效率达到90 以上 2020 2 18 焦化厂 52 二 HPF法脱硫的工艺特点 1 以氨为碱源 HPF为催化剂具有较高的脱硫脱氰效率且流程短 不需外加碱 催化剂用量少 脱硫废液处理简单 2 脱硫塔填充轻瓷填料 不易堵塞 操作阻力小 3 脱硫塔 再生塔 反应槽 泡沫槽 事故槽等易腐蚀设备材质可用碳钢 内壁涂防腐涂料 输送脱硫液的泵类 管道 管件及阀门为耐腐蚀不锈钢 4 脱硫废液送往配煤 工艺简单 无污染 5 再生塔采用空气与脱硫液预混再生 节省压缩空气 使再生排放的尾气量少 2020 2 18 焦化厂 53 第二节工艺原理及流程 一 HPF法脱硫基本反应原理HPF法属液相催化氧化法 HPF催化剂在脱硫和再生全过程中均有催化作用 此外 HPF催化剂具有催化活性高和流动性好等优点 其反应如下 1 吸收反应 NH3 H2O NH4OHNH4OH H2S NH4HS H2ONH4OH CO2 NH4HCO32NH4OH CO2 NH4 2CO3 H2ONH4OH HCN NH4CN H2ONH4CN S NH4SCN 2020 2 18 焦化厂 54 2 再生反应 NH4HS 1 2O2 S NH4OH 3 副反应 2NH4HS 2O2 NH4 2S2O3 H2O2 NH4 2S2O3 O2 2 NH4 2SO4 2S 2020 2 18 焦化厂 55 二 HPF法脱硫工艺流程 预冷塔 脱硫塔 脱硫塔 泡沫槽 硫磺 置换循环氨水 循环氨水 煤气 HPF HPF 压缩空气 煤气去硫氨 2020 2 18 焦化厂 56 HPF法脱硫的主要工艺指标 2020 2 18 焦化厂 57 2020 2 18 焦化厂 58 四 HPF法工艺操作讨论 1 脱硫液中盐类的积累从反应机理可看出 脱硫过程中生成的 NH4 2S在催化再生过程中可反应生成NH4OH后又重新参与脱硫反应 因此可降低脱硫过程中氨的消耗量 由于再生反应可控制NH4CNS的生成 故脱硫液中NH4CNS的增长速度较为缓慢 但NH4CNS和 NH4 2S2O3的浓度超过一定限度就会引起吸收过程中NH4 H2S的下降 影响脱硫效果 因此应注意控制盐类的积累 定期排放废液 2020 2 18 焦化厂 59 2 煤气及脱硫液温度当脱硫液温度较高时 就会增大液面上的氨气分压 脱硫效果就会随脱硫液中氨含量的降低而下降 但脱硫液的温度太低也不利于再生反应的进行 因此 在生产过程中