煤气的初冷和煤焦油氨水的分离-煤气冷却和冷凝的主要设备（煤化工技术课件）

煤气的直接冷却工艺《炼焦化学产品回收》学校名称：

煤气冷却和冷凝设备1.立管式间接冷却器构造及性能

如图2-11所示，立管式间接冷却器的横断面呈长椭圆形，直立的钢管束装在上下两块管栅板之间，被五块纵档板分成六个管组，因而煤气通路也分成六个流道。煤气走管间，冷却水走管内，二者逆向流动。冷却水从冷却器煤气出口端底部进入，依次通过各组管束后排出器外。图2-11立管式间接煤气冷却器

由图可见，六个煤气流道的横断面积是不一样的，是因为煤气流过初冷器时温度逐步降低，并冷凝出液体，煤气的体积流量逐渐减小。为使煤气在各个流道中的流速大体保持稳定，所以沿煤气流向，各流道的横断图2-11立管式间接煤气冷却器面积依次递减；而冷却水沿其流向各管束的横断面积则相应地递增。所用钢管规格为φ76×3mm。立管式冷却器一般均为多台并联操作，煤气流速为3~4m/s，煤气通过阻力约为0.5~lkPa。当接近饱和的煤气进入初冷器后，即有水汽和焦油气在管壁上冷凝下来，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动，并因不断有新的冷凝液加入，液膜逐渐加厚，从而降低了传热系数。在初冷器前几个流道中，因冷凝焦油量多，温度也较高，萘多溶于焦油中；在其后通路中，因冷凝焦油量少，温度低，萘晶体将沉积在管壁上，使传热系数降低，煤气流通阻力亦增大。在煤气上升通路上。冷凝物还会因接触热煤气而又部分蒸发，因而增加了煤气中萘的含量。上述问题都是立管式冷却器的缺点。为克服这些缺点，可在初冷器后几个煤气流道内，用含萘较低的混合焦油进行喷洒，可解决萘的沉积堵塞问题，还能降低出口煤气中的萘含量，使之低于集合温度下萘在煤气中的饱和浓度。

2．横管式间接冷却器（1）构造及性能如图2-12所示，横管初冷器具有直立长方体形的外壳，冷却水管与水平面成3°角横向配置。管板外侧管箱与冷却水管连通，构成冷却水通道，可分两段或三段供水。两段供水是供低温水和循环水，三段供水则供低温水、循环水和采暖水。煤气自上而下通过初冷器。冷却水由每段下部进入，低温水供入最下段，以提高传热温差，降低煤气出口温度：在冷却器壳程各段上部，设置喷洒装置，连续喷洒含煤焦油的氨水，以清洗管外壁沉积的焦油和萘，同时还可以从煤气中吸收一部分萘。在横管初冷器中，煤气和冷凝液由上往下同流动，较为合理。由于管壁上沉积的萘可被冷凝液冲洗和溶解下来，同时于冷却器上部喷洒氨水，自中部喷焦油，能更好地冲洗掉沉积的萘,从而有效的提高了传热系数。此外，还可以防止冷凝液再度蒸发。在煤气初冷器内90%以上的冷却能力用于水汽的冷凝，从结构上看，横管式冷却器更有利于蒸汽的冷凝。横管冷却器用φ54×3mm的钢管，管径细且管束小，因而水的流速可达0.5~0.7m/s。又由于冷却水管在冷却器断面上水平密集布设，使与之成错流的煤气产生强烈湍动，从而提高了传热系数，并能实现均匀的冷却，煤气可冷却到出口温度只比进口水温高2℃。横管冷却器虽然具有上述优点，但水管结垢较难清扫，要求使用水质好的或经过处理含萘低的冷却水。横管冷却器与竖管冷却器两者相比，横管冷却器有更多优点，如对煤气的冷却、净化效果好，节省钢材，造价低，冷却水用量少，生产稳定，操作方便，结构紧凑，占地面积省。因此，近年来，新建焦化厂广泛采用横管冷却器，已很少再用竖管冷却器了。

3.直接式冷却塔煤气与冷氨水直接接触换热的冷却器。用于煤气初冷的直接式冷却塔有木格填料塔，金属隔板塔和空喷塔等多种型式，其中空喷塔已在大型焦化厂的间接—直接初冷流程中得到使用。如图2-14所示，空喷塔为钢板焊制的中空直立塔，在塔的顶段和中段各安设六个喷嘴来喷洒25~28℃的循环氨水，所形成的细小液滴在重力作用下于塔内降落，与上升煤气密切接触中，使煤气得到冷却。煤气出口温度可冷却到接近于循环氨水入口温度(温差2~4℃)；且有洗除部分焦油、萘、氨和硫化氢等效果。由于喷洒液中混有焦油，所以可将煤气中萘含量脱除到低于煤气出口温度下的饱和萘的浓度。空