第三章 煤气的输送和煤焦油雾的清除

第三章煤气的输送和煤焦油雾的清除

第一节煤气输送系统及管路

煤气由炭化室出来经集气管、吸气管、冷却及煤气净化、化学产品回收设备直到煤气储罐或送回焦炉或到下游用户，要通过很长的管路及各种设备。为了克服设备和管道阻力及保持足够的煤气剩余压力，需设置煤气鼓风机。同时，在确定化产回收工艺流程及选用设备时，除考虑工艺要求外,还应该使整个系统煤气输送阻力尽可能小，以减少鼓风机的动力消耗。

一、煤气输送系统及阻力

煤气输送系统的阻力,因回收工艺流程及所用设备的不同而有较大差异，同时也因煤气净化程度的不同及是否有堵塞情况而有较大波动。现就大型焦化厂三种流程情况比较介绍见表3—1。

注:括号内数据为使用喷淋式饱和器时的阻力。

吸入方(机前)为负压，压出方(机后)为正压,鼓风机的机后压力与机前压力差

为鼓风机的总压头。

上述系统I 为目前国内有些大型焦化厂所采用的较为典型的正压(半负压）

生产硫酸铵的工艺系统,鼓风机所应具有的总压头为20~26（半负压１8～24)kPa 。

系统Ⅱ是生产硫的回收工艺系统（脱硫工序可设于氨回收工序之前），由于多处

采用空喷塔式设备，鼓风机所需总压头仅需13.2４～20．10k Ｐａ，可以显著降

低动力费用。系统Ⅲ是全负压水洗氨进行氨分解生产低热值煤气的工艺系统，鼓

风机所需总压头为18～24kP ａ。

鼓风机一般设置在初冷器后面。这样，鼓风机吸入的煤气体积小,负压下操

作的设备和煤气管道少。有的焦化厂将油洗萘塔及电捕焦油器设在鼓风机前,进

入鼓风机的煤气中煤焦油、萘含量少,可减轻鼓风机及以后设备堵塞,有利于化学

产品回收和煤气净化。 二、煤气输送管路

煤气管道管径的选用和管件设置是否合理及操作是否正常，对焦化厂生产

具有重要意义。煤气输送管路一般分为出炉煤气管路（炼焦车间吸气管至煤气净

化的最后设备）和回炉煤气管路；若焦炉用高炉煤气加热，还有自炼铁厂至焦炉

的高炉煤气管路。这些管路的合理设置与维护都是至关重要的。

1.煤气管道的管径选择

管道的管径一般根据煤气流量及适宜流速按下列公式确定

v qV S D

36004

2==π 或 v

qV D π36004= （3—1)

式中 S —煤气管道截面积，m ２；

D —煤气管道管径，m ；

v —选用的煤气流速，ｍ／s ；

q ｖ—实际煤气量，m 3/h 。

当焦炉的生产能力和配煤质量一定时,炼焦煤气量q ｖ干即为一定。对于煤气

管道同部位的实际流量qv,可按下式计算:

qv = qv 干Ｋp

+3.1013.101 (３—2)

式中 K —把lm 3干煤气换算成在ｔ℃和10１.3kPa 下被水汽所饱和的煤气体

积系数(见附表１);

p —煤气的表压(当煤气压力低于大气压力时p 取负值)，k Ｐa 。

由式（３—１)可知，当选用的煤气流速大时，管道直径可减小，钢材耗量

也相应降低,节省基建投资,但会使管路阻力增大,因而鼓风机的动力消耗也随之增大；当流速小时，情况则相反。所以，选用的适宜流速应该是折旧费、维修费和操作费构成的总费用最低，对应的流速需多方案计算确定，一般设计中是根据长期积累的丰富经验确定;也可用试差法选择适宜的煤气流速，为了确定适宜的煤气管道管径，可按表３—2所列数据选用适宜流速。使计算的管道直径与煤气流速符合表３—２的对应数据。

管道直径/mm 流速/(ｍ/s) 管道直径/mm 流速/(m/s)

≥８０0 400~700

３00 12~18

10~1２

8

20０

100

80

7

6

4

注：对于吸煤气主管,允许流速是指除去冷凝液所占截面积后的流速。对于Φ８０0mm以上的煤气管道,较短的直管可取较高的流速,一般可取为１4m／s。

２.管道的倾斜度

煤气管道应有一定的倾斜度,以保证冷凝液按预定方向自流。吸气主管顺煤气流向倾斜度0．010,鼓风机前后煤气管道顺煤气流向倾斜度为0.０05，逆煤气流向为0.0０7，饱和器后至粗苯工序前煤气管道逆煤气流向倾斜度为0.00７～0.０１5。

3.管路的热延伸和补偿

管路随季节的变化以及管内介质和保温情况的不同，有温度的变化。当温度升高和降低时，管路必然发生膨胀或收缩，其数量可由计算得出。如果管路可以自由变形，则不会产生热应力。但实际管路

是固定安装在支架和设备上,它的长度不能

随温度任意变化,因此会产生热应力，此热应

力作用于管路两端的管托或与管路连接的设

备上。在装牢的管路上,如温度变化所引起的

热应力大于材料的抗张压力(或抗压应力)，

则因热应力过大会导致煤气管的焊缝破裂、

法兰脱落或管子弯曲变形。因此,在温度变化

较大的管路上不得将其装牢，并需采用一种

能承受管路热变形的装置,即热膨胀补偿器。

在焦炉煤气管道上一般采用填料函式补

偿器，在高炉煤气管道上一般采用鼓式补偿

器。直径较小的煤气管道可用U形管自动补

偿,对于小型焦化厂的煤气管道，由于直径较

小、转弯较多等特点，则可以充分利用弯管

的自动补偿。

4.安装自动放散装置

在全部回收设备之后的回炉煤气管道上,

设有煤气自动放热装置如图3－1所示。

该装置由带煤气放散管的水封槽和缓冲槽组图3－１焦炉煤气放散装置成，当煤气运行压力略高于放散水封压力(两槽水位差)时,水封槽水位下降,水由连通管流人缓冲槽，煤气自动冲破水封放散;当煤气压力恢复到规定值时,缓冲槽