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煤氣凈化系統(tǒng)的優(yōu)化實踐

文檔作者：海全勝李萬眾王先平文檔來源：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月11日
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第5期(總第150期)
2010年l0月
煤化工
Coal Chemical Industry
No．5(Tot~ No．150)
Oct．2010
煤氣凈化系統(tǒng)的優(yōu)化實踐
海全勝 李萬眾 王先平
(湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湘潭411101)
摘 要介紹了焦爐煤氣凈化系統(tǒng)在實際運行中存在的問題以及優(yōu)化改造的情況，比較了優(yōu)化前后運行的
效果；不改變整體工藝，因地制宜地實施優(yōu)化改造，提高了焦爐煤氣凈化系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，改善了焦
爐煤氣凈化后的質量；應用離心機提取硫泡沫，解決了制約脫硫生產(chǎn)的瓶頸問題，蒸氨工藝優(yōu)化，提高了蒸氨廢
水合格率并改善了HPF脫硫工藝的運行條件；優(yōu)化改造取得了較好的效果，可供同行借鑒。
關鍵詞煤氣凈化優(yōu)化改造
文章編號：1005-9598(2010)-05—0051—04 中圖分類號：T0546．5 文獻標識碼：B
引 言
湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司(以下簡稱湘鋼)新
焦爐煤氣凈化系統(tǒng)是為年產(chǎn)240萬t干全焦的焦爐
配套設施，設計煤氣總處理量120 O00mZ／h，該系統(tǒng)于
2006年8月底投產(chǎn)。投產(chǎn)運行以來，新焦爐煤氣凈化
系統(tǒng)整體上滿足了焦化工序煤氣凈化的要求，但是也
存在一些待完善、優(yōu)化的問題。針對實際運行中存在
的具體問題，從2008年底至2009年上半年期間，在
不改變整體工藝的前提下，我們對該系統(tǒng)因地制宜地
實施優(yōu)化改造，提高了系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，
改善了焦爐煤氣凈化后的質量，提升了系統(tǒng)運行的效
率及效益，實現(xiàn)了預期的目標。
1 優(yōu)化前的工藝狀況
新煤氣凈化系統(tǒng)主體工藝流程示意圖見圖1。
(1)老焦爐焦油氨水提升系統(tǒng)設備系利舊改造而
來，設備陳舊、腐蝕嚴重，危及安全、環(huán)保，且設備占地
分散、零亂，影響下一步的建設規(guī)劃。
(2)煤氣初冷器冷卻水源單一，無緊急備用水源，
危及煤氣的安全輸送，且循環(huán)冷卻水系統(tǒng)處理能力偏
小，熱負荷量偏大，初冷器后煤氣溫度夏季偏高(26"C～
28℃)。
(3)脫硫再生塔壓縮空氣與其他工序用戶共用l
臺空壓機，風壓不穩(wěn)定，且連續(xù)熔硫系統(tǒng)制約了脫硫
系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。
(4)蒸氨系統(tǒng)配套蒸氨塔2座，采用水蒸氣直接
蒸氨，單塔最大處理能力約55t／h，蒸氨塔采用浮閥
塔，蒸汽單耗高，再者2座塔不能很好地滿足240萬
t／a焦炭生產(chǎn)的需要；冷卻后的蒸氨廢水溫度夏季偏
高(45℃ ～50~C)，不能很好地滿足生化進水要求。
(5)洗苯塔后外供焦爐煤氣夾帶洗油嚴重，粗苯
產(chǎn)品槽容積偏小，導致生產(chǎn)難度大，燒高爐煤氣的管
式爐存在煤氣(包括焦爐煤氣和高爐煤氣)低壓時“回
火放炮”隱患。
卜_1 苧堡H 竺 苧H 竺 H壁墮 I 2 系統(tǒng)的優(yōu)化改造
圖1 新煤氣凈化系統(tǒng)主體工藝流程示意圖
優(yōu)化前的煤氣凈化系統(tǒng)存在以下問題：
收稿日期：2010—04—29
作者簡介：海全勝(197O一)，男，1992年畢業(yè)于華東冶金
學院煤化工專業(yè)，高級工程師，一直從事煤化工生產(chǎn)管理
及技術工作。
2．1 新建氨水提升系統(tǒng)
2．1．1 針對利舊改造而來的老系統(tǒng)存在的問題，因
地制宜，重新規(guī)劃、設計新建氨水提升系統(tǒng)，新系統(tǒng)布
局緊湊，投產(chǎn)后徹底解決了安全、環(huán)保隱患。新建氨水
提升系統(tǒng)示意圖如下頁圖2所示。
2．1．2 為不影響焦爐的正常生產(chǎn)及安全的需要，關
鍵部位的管道施工采用帶壓開孔和帶壓斷管技術。
52 煤化工 2010年第5期
氣液分離器J 焦油氨水分離系統(tǒng)
志'l焦 油氨水混合物 t
， ． 蔚
粗焦油渣
圖2 新建氨水提升系統(tǒng)示意圖
2．2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化改造
2．2．1 自湘鋼有足夠供水能力的加壓水站新增l條
DN400mm供水管道至初冷器，水壓0．4MPa～0．6MPa，作
為初冷器緊急備用水源；同時利舊改造l座老煤氣凈
化系統(tǒng)混凝土冷卻塔(處理水量為1 5o0m3／h)，并人現(xiàn)
有冷卻塔系統(tǒng)中使用。
2．2．2 為不影響正常生產(chǎn)及安全的需要，關鍵部位的
管道接點施工采用帶壓開孔技術。
2．3 脫硫系統(tǒng)優(yōu)化改造
2．3．1 在進入脫硫再生塔的壓縮空氣主管上，增加限
壓、減壓裝置，增設緩沖裝置，保證再生塔的風壓穩(wěn)定。
2．3．2 在提硫方面，將原設計的連續(xù)熔硫工藝改為
應用離心機分離生產(chǎn)生硫膏的工藝。改造前后的工
藝流程示意圖分別如圖3和圖4所示。
來自再生塔頂?shù)牧蚺菽?清液返回進入反應槽
排出硫磺、硫渣
圖3 原連續(xù)熔硫工藝流程示意圖
來自再生塔頂?shù)牧蚺菽?分離液返回入反應槽
離心分離出的生硫膏
圖4 改造后的生硫工藝流程示意圖
2．3．3 將預冷塔循環(huán)液更新補液， 由循環(huán)氨水改為
剩余氨水。
2．4 蒸氨系統(tǒng)擴產(chǎn)優(yōu)化
2．4．1 新增與已有工藝、設備相同的蒸氨塔1座
(DN2 O00mm，H 20 450ram，31層塔板)，塔內(nèi)采用抗堵
助溢流型新型高效塔盤。
2．4．2 增設氨汽冷凝冷卻器，將蒸氨頂部出來的氨
汽冷凝冷卻成濃氨水進入脫硫反應槽，脫硫系統(tǒng)的補
氨由汽相變?yōu)橐合唷?
2．4．3 在蒸氨廢水冷卻器后，串聯(lián)增加一級低溫水
冷卻器。
原有蒸氨工藝和優(yōu)化后的工藝流程示意圖分別
如圖5和下頁圖6所示。
原料泵
圖5 原有蒸氨工藝流程示意圖
卻器
2．5 粗苯系統(tǒng)優(yōu)化改造
2．5．1 針對粗苯產(chǎn)品槽容量偏小的問題，增建容積為
40m3的產(chǎn)品槽1臺。
2．5．2 針對管式爐因加熱用煤氣壓力波動較大造成
的“回火放炮”現(xiàn)象，在煤氣管道進管式爐燒嘴主切斷
閥后，增設了DNS00mm氣動快切閥與原有閥門連鎖
控制。
2．5．3 針對洗苯塔后煤氣夾帶洗油量較大的問題，
在洗苯塔后增設絲網(wǎng)除沫器。
2．5．4 為降低施工的安全風險以及盡量少地影響正
常生產(chǎn)，關鍵部位的管道接點采用帶壓開孔或帶壓斷
管技術。
3 改造后的運行效果
3．1 循環(huán)水系統(tǒng)
利舊冷卻塔實施改造后，從高溫季節(jié)運行情況來
看，在循環(huán)水量不變的情況下，循環(huán)水進、出水溫差變
大，初冷器煤氣出口溫度也相應地降低(見下頁表1)。
3．2 脫硫系統(tǒng)
離心機應用于生硫工藝中，有效地解決了原連續(xù)
熔硫系統(tǒng)制約生產(chǎn)的瓶頸問題，保障了脫硫工藝連續(xù)
2010年l0月 海全勝等：煤氣凈化系統(tǒng)的優(yōu)化實踐 一53一
至脫硫
圖6 改造后的蒸氨工藝流程示意圖
表1 循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造前后效果對比
循環(huán)水量進水溫出水溫溫差初冷后平均
／m。．h一1 度／℃ 度／℃ ／℃ 煤氣溫度／℃
改造前 6 000 48 33 15 26
改造后 6 000 47 31 16 24
送生物脫酚
運行的基本條件。脫硫工藝連續(xù)運行后，改善了煤氣
質量，脫硫后煤氣中H。S質量濃度控制在800mg／m。以
內(nèi)。但生產(chǎn)的產(chǎn)品是含水較高的生硫膏，其量大、處理
有難度，后續(xù)應研究其去向問題。脫硫系統(tǒng)改造前后
工藝對比見表2。
表2 熔硫工藝與生硫工藝對比
工藝 設備運行 蒸汽消耗 操作環(huán)境 產(chǎn)品情況
熔硫工藝 設備故障多，生產(chǎn)穩(wěn)定性差 蒸汽消耗大
生硫工藝 設備故障少，生產(chǎn)穩(wěn)定連續(xù) 基本不消耗蒸汽
毒氣大，操作環(huán)境惡劣 產(chǎn)品量較少，便于包裝、運輸
操作環(huán)境較好 產(chǎn)品含水多、量大，包裝、運輸難度較大
3．3 蒸氨系統(tǒng)
蒸氨系統(tǒng)優(yōu)化改造后，確保了合理可靠的生產(chǎn)運
行模式，提高了蒸氨廢水合格率，消除了對生化的沖
擊，新型高效塔板的應用降低了蒸氨的蒸汽消耗，脫
硫系統(tǒng)的補氨形式由汽相變?yōu)橐合?，提高了脫硫循環(huán)
液中游離氨含量，脫硫效率得到提高。蒸氨系統(tǒng)優(yōu)化
前后的效果對比見表3。
表3 蒸氨系統(tǒng)擴產(chǎn)優(yōu)化前后效果對比
生產(chǎn)運行模式 廢水囂囂 唱幾 瑟 。 蝴／g離'L氨'脫p硫H液的
優(yōu)化前 2臺運行，無備用85．0 45～50 ≥180 3-4 7．0～7．9
優(yōu)化后 1開2備或2開1備 99．9 <35 <140 >7 >8．5
3．4 粗苯系統(tǒng)
3．4．1 新建1臺粗苯產(chǎn)品槽后，給粗苯的生產(chǎn)操作
帶來很大的方便，送油至油庫頻次降低，減輕了工人
的勞動強度，同時可以有效消除夜間粗苯槽因冒槽造
成的安全事故或環(huán)保事故。
3．4．2 管式爐氣動快切閥的增設，消除了管式爐的
“回火放炮”隱患，保障了管式爐的安全生產(chǎn)。
洗苯塔后增設煤氣捕霧器(絲網(wǎng)除沫器)前后效
果對比見表4。
表4 增設煤氣捕霧器前后對比
油量／mg寰· m 阻力／P簍a ?用 戶評?價’
增設前 120 1 300 煤氣含油高．質量差
增設后 20-40 2 000 煤氣含油低．質量好
4 結 論
4．1 在不改變整體工藝的前提下，因地制宜地實施
一54一 煤化工 2010年第5期
完優(yōu)化改造后，從運行的實際效果來看：煤氣凈化系
統(tǒng)的運行更加安全、穩(wěn)定，提升了運行質量，并取得了
較好的經(jīng)濟效益。
4．2 離心機應用于生硫工藝中，可有效地解決硫泡
沫的提取問題，但生產(chǎn)的產(chǎn)品是含水較高的生硫膏，
其量大、處理有難度，后續(xù)應研究生硫膏的去向問題。
4．3 蒸氨塔采用抗堵助溢流型新型高效塔盤，其處
理通量高、直接蒸汽消耗低、蒸氨效果好。
4．4 將蒸氨頂部出來的氨汽冷凝冷卻成濃氨水進入
HPF脫硫系統(tǒng)的反應槽，脫硫系統(tǒng)的補氨由汽相變?yōu)?
液相，可以提高脫硫循環(huán)液中游離氨含量，從而提高
脫硫效率。
4．5 實施在線改造時，關鍵部位的管道接點施工采
用帶壓開孔、帶壓斷管技術，既可以保證施工安全，又
可以盡量少地影響正常生產(chǎn)。
參考文獻：
[1]海全勝，李萬眾．剩余氨水蒸氨工藝及設備探討[J]
煤化工，2009，37(6)：48—51．
[2]海全勝，李萬眾．湘鋼煤氣凈化系統(tǒng)運行及研究[J]
燃料與化工，2008，39(4)：52—54．
Optimization Practice of the Coke-oven Gas Purification System
Hai Quansheng，Li Wanzhong and Wang Xianping
(Hunan Hualing Xiangtan Iron&amp;amp;Steel Co．，Ltd．，Xiangtan 41 1 101)
Abstract Some problems in the practical operation of the coke oven gas purification system were introduced and SO
were their optimization and revamping facts．The status before and after the optimization was analyzed and compared．The
optimization and revamping were done according to the local and actual conditions without chan ging the overall process，as
a result，the safety and stability of the operation of the purification system of the coke oven gas Was enhanced and the gas
quality after being purified was improved．The adoption of the centrifuge to extract the sulfur foam relieved the bottleneck
that restricted the sulfur production．The optimization of the ammonia distillation process improved the wastewater quality
and increased its acceptability，furthermore，it improved the operation conditions of the HPF sulfur removal process．
Key words gas purification，optimization，revamping
· 簡 訊·
國家商務部對進口甲醇反傾銷調(diào)查作出初步裁定
2010年lo月25日，中華人民共和國商務部發(fā)布公告(2010年第71號)，初步裁定：在本案調(diào)查期內(nèi)，原產(chǎn)于印度尼
西亞、馬來西亞和新西蘭的被調(diào)查產(chǎn)品存在傾銷，國內(nèi)甲醇產(chǎn)業(yè)受到了實質損害，而且傾銷與實質損害之間存在因果關
系；原產(chǎn)于沙特阿拉伯的被調(diào)查產(chǎn)品不存在傾銷，根據(jù)相關規(guī)定，決定自即El起終止對原產(chǎn)于沙特阿拉伯的被調(diào)查產(chǎn)品的
反傾銷調(diào)查。
該反傾銷調(diào)查于2009年6月24日發(fā)布立案公告，確定的傾銷調(diào)查期為2008年4月1日至2009年3月31 El；產(chǎn)業(yè)
損害調(diào)查期為2006年1月1 Et至2009年3月31日。
根據(jù)《中華人民共和國反傾銷條例》相關規(guī)定，決定采用保證金形式實施臨時反傾銷措施。自2010年1O月28日起，
進1：3經(jīng)營者在進口原產(chǎn)于上述三國的甲醇時，應依據(jù)本初裁所確定的各公司的傾銷幅度向中華人民共和國海關提供相應
的保證金。
近期焦化產(chǎn)品市場行情
2010年1O月下旬，國內(nèi)相關焦化產(chǎn)品市場行情：
煤焦油：焦化企業(yè)限產(chǎn)，下游深加工企業(yè)和炭黑企業(yè)開工基本正常，使得煤焦油產(chǎn)品供不應求。山西地區(qū)主流成交價
3 300元／t～3 400元／t。粗苯：前期粗苯價格逐步走高，正處高位。國內(nèi)主流成交價5 300元／t～5 500元／t。焦化苯：經(jīng)
過前期持續(xù)上漲，市場價格已在高位運行，觀望氣氛濃厚6 400元／t～6 600元／t。蒽油：目前國內(nèi)市場主流成交價3 500
元／t～3 600元／t。洗油：山西地區(qū)4 250元／t 4 400元／t，河北市場4 400元／t 4 550元／t，山東地區(qū)4 450元／t
4 600元／t。在原料煤焦油價格高位支撐下，近期預計洗油價格較堅挺。

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