焦炉煤气精制系统改造期间如何保证用户生产不受气质影响

季成祥

（南京钢铁产业发展有限公司，江苏南京 210035）

焦炉煤气精制系统改造期间如何保证用户生产不受气质影响

季成祥

（南京钢铁产业发展有限公司，江苏南京 210035）

南钢焦炉煤气精制系统改造，脱萘塔退出运行，煤气气质将下降，但通过降低初冷器煤气温度、改变脱硫塔运行方式、配置互为备用的双线管道、减少精制煤气处理量、局部管道加温等有效措施，可以保证用户生产不受气质影响。

焦炉煤气；初冷器；萘

1 前言

南钢1#8万转炉煤气柜区域自2004年建成一期送往中厚板卷厂连铸用焦炉煤气精制系统以来，经过不断改造，陆续建成了送往中厚板卷厂RH炉用焦炉煤气精制系统以及送往电炉厂连铸及集束氧枪用焦炉煤气精制系统。该三套精制系统均采用传统的柴油洗萘，且3座柴油洗萘塔共用一套柴油循环系统。由于焦炉煤气中实际萘含量比设计值超出一倍多，这给焦炉煤气二次净化带来很大压力，很难满足用户对煤气气质要求；故需对现有3套焦炉煤气精制系统进行改造。改造期间，如不采取有效措施，精制煤气用户生产势必受气质下降影响。

2 改造前后焦炉煤气杂质含量变化情况

焦炉煤气精制系统改造前后对焦炉煤气进出口H2S及萘含量进行抽样化验检测，曲线图如图1、图2所示。

图1 改造前后焦炉煤气进出口萘含量变化曲线

图2 改造前后焦炉煤气进出口H2S含量变化曲线

3 对策措施

通过近期对现有净化装置前后焦炉煤气中萘及H2S含量检测发现（图1、图2）：一旦脱萘塔退出系统运行，精制煤气气质变化十分明显。为确保工艺改造期间用户生产不受影响，主要采取如下措施：

3.1 外部协调焦化厂降低初冷器后煤气温度，控制外供焦炉煤气萘含量

焦化厂粗煤气中含萘量一般在5～10 g/m3左右，呈气态。绝大部分萘在集气管和煤气冷却器中凝析，并溶于焦油、氨水冷凝液中。煤气初冷器出口含萘量一般为0.5～1 g/m3，相当于30～40℃时煤气中萘的露点含量。

由于焦炉煤气和洗萘液都是自上而下流动，冲刷冷却水管外壁，煤气中冷凝下来的萘被焦油溶解，部分析出的萘晶片被冷凝冲刷下来，随着冷凝液进入冷凝液槽。因此，初冷器后的脱萘效果与煤气集合温度有很大的关系。煤气温度与萘含量关系见图3。

图3 煤气温度与含萘量的关系

通过煤气温度与萘含量之间相互关系图我们发现，为减小二次焦炉煤气净化系统改造期间脱萘塔退出系统运行后对用户生产的影响，将初冷器温度控制在～21℃以内，进而确保焦化厂供出的焦炉煤气含萘量小于500 mg/m3。

3.2 改变净化装置（脱硫塔）的运行方式

现有每套脱硫装置是由4只Ø3000×7600框式脱硫塔组成，两两一组，分为粗脱硫和精脱硫两部分。每只脱硫塔的进出口方向可以根据装置脱硫效果通过阀门的切换来改变（即两头进气、中间出气；中间进气、两头出气这两种方式），进而改变工艺运行方式。

改造前脱硫系统的进气方向采取的是两头进气，中间出气的方式运行。由于运行时间较长，两头进气方向侧脱硫剂硫容已趋于饱和，同时焦炉煤气中少量的焦油和萘亦将脱硫剂本身的孔隙堵塞而失效；而靠近脱硫塔中间出口侧（即远离两头进气方向侧）的脱硫剂工作硫容及比孔容还远远未达到饱和状态。因此，在改造期间脱萘塔退出运行期间，通过切换脱硫装置阀门，将进气方向切换成中间进气、两头出气的方式运行，来改善焦炉煤气脱硫、脱萘的效果，进而改善煤气品质。

3.3 出口管道配置复线，互为备用

纯萘为无色单斜晶体，萘的熔点是80.5℃，凝固点也是80.5℃，即萘的温度在80.5℃以下时，以固态形式存在，且不溶于水。

虽经外部协调控制焦化厂外供焦炉煤气萘含量＜500 mg/m3，但是由于本次焦炉煤气精制系统改造期间脱萘系统全部退出运行，同时脱硫塔内脱硫剂本身对焦炉煤气中萘的吸附能力有限，因此送往用户的焦炉煤气中萘含量相对仍比较高。

为确保电炉集束氧枪生产不受影响，利用其停产检修的机会，在压缩机出口主管抽头，并敷设复线管道（DN200），一旦检测到在用主管压力降明显增大时，即时切换至备用管道供气，同时对退出运行管道进行氮气置换煤气，合格后再用饱和蒸汽吹扫管道内萘晶体并通过沿途冷凝水排水器排出进行环保处理，确保双管互为备用，进而保证用户流量、压力的需求。

3.4 利用电炉厂、中厚板卷厂连铸切割气改用丙烷气的机会，减少焦炉煤气使用量，延长煤气与脱硫剂的接触时间

随着公司提高产品质量改造项目持续推进，原电炉厂2台方坯连铸及中厚板卷厂3台板坯连铸切割气由高压精制焦炉煤气切换成丙烷气，届时焦炉煤气使用量降低约1000～1200 m3/h。在现有焦炉煤气脱硫装置处理能力不变的情况，减少焦炉煤气净化量，降低煤气流速，有利于延长焦炉煤气与脱硫剂接触时间，充分反应和吸附，以进一步提高焦炉煤气净化效果。

3.5 电炉集束氧枪进口管道做好保温工作

净化后的焦炉煤气经活塞式压缩机两级压缩至0.7 MPa左右，再通过管网输送至电炉集束氧枪。由于气体在加压过程中分子与分子之间的高速摩擦，产生热量，因此加压过后的煤气温度较高，此时焦炉煤气中萘处于不饱和状态，随着管道输送过程中温度的降低，焦炉煤气中不饱和萘以固体晶体形式析出并逐渐趋于饱和状态，此时煤气中大部分饱和萘被集束氧枪前过滤器过滤下来，随着时间推移，极易造成过滤器堵塞，影响生产。为此，我们通过对用户进口管道采取保温处理的方法，使得焦炉煤气中的饱和萘转变成不饱和状态，随焦炉煤气一同送至集束氧枪燃烧， 极大地降低过滤器堵塞，进而保证生产。

4 结束语

在对现有3套焦炉煤气精制系统整合改造期间，通过上述所采取的对外生产协调及对内工艺运行方式的调整和优化，目前电炉集束氧枪、中厚板卷厂RH炉等用户生产用气正常，运行平稳。

How to Ensure Gas Quality for the Production of Gas Users during Transformation of Coking Gas Refining System

JI Chengxiang
(Industry Development Co.,Ltd.,Nanjing Steel,Nanjing,Jiangsu 210035,China)

Due to construction of the transformation project,the de-naphthalene tower of the gas refining system of Nanjing Steel would quit operation,which would degrade gas quality.However,through taking effective measures such as lowering the gas temperature of the primary cooler,changing the operation mode of the de-naphthalene tower,deploying mutual-backup double pipes,reducing gas refining quantity and increasing temperature of local pipes,normal production of the gas users was ensured against negative effect of poorer gas quality.

coking gas;primary cooler;naphthalene

TQ546

B

1006-6764(2014)03-0019-02

2013－10－29

季成祥（1981－），男，2005年毕业于江苏大学化学工程与工艺专业，助理工程师，现从事燃气工艺、设备技术工作。