关于焦化产品的回收与精制的研究

侯冠秋

摘要：焦化产品包括煤气、焦炭、硫酸铵、粗苯和煤焦油等，这些焦化产品主要用于工业深加工，焦化产品作为深加工的原料得到了广泛的应用。本文分析了焦化产品的回收与精制。

关键词：焦化产品;回收;精制

一、焦化产品回收的重要性

目前，我国焦化行业的发展呈现出企业数量多、企业规模普遍小、整体机械设备和技术水平相对落后的现状。这种情况导致了最直接的后果，即产品回收率无法达标、利用率无法提升，而且会对自然环境造成极大污染破坏，影响焦化行业市场的未来发展。在新时期，环保已成为国家级的一项重要工作，所以焦化行业需围绕这一核心开展工作，注重未来焦化产品的回收，只有这样才能为其未来的发展打下良好基础。因此，焦化产品回收能在一定程度上促进产业、企业发展，为环保提供助力。此外，目前我国经济处于稳定增长状态，房地产业的快速发展促进了国内焦炭需求的明显增长，这无疑为焦化企业的发展创造了良好的市场环境。另外，应注意的是，在回收焦化产品后，可通过精炼提取其它物质。

二、煤气脱焦油雾

煤气在初冷器中冷却后，每立方米中残留2～5g焦油，充分利用鼓风机的离心力作用能除去部分焦油，但不能完全除去煤气中的焦油。在回收车间的后续工序中，这些焦油会析出，污染硫铵工序中的设备及溶液，导致产品质量出现酸性。清除煤气中焦油雾的方法很多，电捕焦油器在我国得到了广泛的应用。大多数焦化企业使用多管电捕焦油器，该种电捕焦油器管子中心导线是负极，沿管壁是正极，煤气中的焦油雾滴在管道中通过电厂时会转化为带负电的质点，然后沉积在管壁，最后被捕集后从下部导出。由于盐及水增加了焦油的带电性能，因而电捕焦油器在除尘干燥煤气方面的工作效率低。此外，电捕焦油器一般设置在鼓风机前后，由于鼓风机前的煤气温度低，有利于去除煤气中的禁品粒和焦油雾，但鼓风机正面为负压，极易在绝缘子处着火，因此，在鼓风机后面较安全可靠。鼓风机后煤气中的焦油含量明显低于鼓风机前含量，而鼓风机后焦油雾滴超过机前。一些焦化企业在鼓风机后正压段设置电捕焦油器，通过改进电晕极端结构，防止煤气进入绝缘箱等，以确保电捕焦油器的安全运行。

三、焦油和氨水分离

集气管来的氯水、热油、焦油渣在澄清槽中实现分离，应分离上述混合物。由于焦油本身的性质，很难除去水分及焦油渣，焦油粘度大，沉淀分离困难。部分焦油溶于水，由于焦油中含有极性化合物，因此多环芳香化合物与水和含于水中的盐类均质性能提高，焦油和水形成稳定的乳化液。焦油中含有的固体颗粒加剧了乳化液的形成。焦油中固体粒子较小，约小于0.1mm，焦油密度为1180～1220kg/m3。焦油渣密度为1250kg/m3，差异小，焦油渣很难从焦油中沉淀出来。氨、焦油、焦油渣的分离温度为80～85℃，可降低焦油粘度，提高沉降分离性能。

为满足分离质量要求，采用加压沉降分离，离心分离后用氨水洗涤方法。沉降分离温度可提高到120℃～140℃。蒸发水分，降低焦油粘度，提高沉降分离效率。它可提高焦油和焦油渣的分离，用氨水多次洗涤焦油还能改善焦油和焦油渣的分离。用低沸点油（如粗苯）稀释焦油，然后将溶液与水和焦油渣分离。分离后焦油含水率可降至约0.3%，焦油渣沉淀出，高凝结组分也可分出。

四、煤气初步冷却

为回收煤化学产品，净化煤气，有利于加工利用，需进行粗煤气分离。焦炉粗煤气中含有水汽及焦油蒸气等，应进行初步冷却，分离焦油及水，煤气应输送至回收车间后续工艺及再利用。冷凝焦油与水需分离，焦油中的灰层应脱除。

焦炉粗煤气温度为650℃～800℃，通过上升管到达桥管，然后到达集气管，此处喷70～75℃循环氨水，冷却至80～85℃，大约60%的焦油蒸汽冷凝下来，这是重焦油部分。焦油及氨水混合物从集气管及气液分离器进入澄清槽。

煤气由分离器去初冷器冷却，残余焦油及大部分水汽冷凝。煤气冷却至25～35℃，由鼓风机加压，由于绝热压缩温度上升10～l5℃。初冷器后煤气含有焦油及水雾滴，它们在鼓风机离心力下大部分以液态析出，其它在电捕焦油器电场作用下沉降。

由于比重不同，焦油及氨水在澄清槽中分离，氨水高于焦油，底部沉积物是焦油渣。它由煤尘与焦粉组成，用刮板从槽底取出，送回配煤机。氯水用泵送至桥管及集气管进行喷洒冷却和再循环。焦油用泵送到焦油精炼车间。为避免焦渣沉积在焦油槽底，可采用泵搅拌人工除渣。

氨水是集气管喷洒用循环氨水和初冷器冷凝氨水。氨水含钱盐，氯含量4～5g/m3;氨水也含有酚类。在循环氮水中，70～80%的氯化铵不易水解，加热后难以分解，即固定铵。初冷器的冷凝氟水为80～90%的水解碳酸氢铵、硫化铵、氰化氨，受热后可分解，即揮发性氯。为避免循环氯水中的氯化铵积累，外排部分循环氯水，并在剩余氯水中补充部分冷凝氨水入循环氨水。

大量的冷却喷氨水是由于从加热炉排出的粗煤气温过高造成的，煤气和喷洒氨水间的蒸发换热在生成的水滴表面进行。桥管与集气管喷头所处空间小，水滴与粗煤气接触时间短，所以热换表面积小，冷却效率低。同时，喷洒氨水中含有煤及焦尘粒、焦油和腐蚀性盐类，这限制了喷嘴采用小孔径结构，因小孔径易堵塞，需经常清扫。喷吹嘴孔径为2～3mm，可用于喷洒，但水滴大，下落路径短，使换热条件恶化。蒸发水分置只占水滴量的一小部分，因此，采用热水喷洒来提高水滴蒸发蒸汽压，加快蒸发速度，改善煤气冷却。由于水蒸发潜热大，水温上升显热小，冷水喷洒不可行。否则，喷洒量会增大几倍。若氨水喷洒过多，集气管中的重焦油会与氨氮水一起流动，有利于送至回收车间。

初冷器入口处的粗煤气含有约50%或65%的水汽量，这些水来自煤带入水分约60～80kg/t。煤热解生成水约为20～30kg/t，集气管蒸发水汽约为180～200kg/t。初冷器中的冷却冷凝水量可达到92～95%，初冷器后的煤气被水汽饱和，其水汽含量为10～15kg/t（根据装煤量）。初冷器中90%的交换热量由煤气中的水汽冷凝释放的热量。初冷器后煤气质量降低约65%，容积小于60%，还能降低输送功耗。

在初冷器中，焦油冷凝，尤其是其中所含的奈。奈的沸点低于焦油中其他组分，可升华形成雾状及尘粒，悬浮在气体中的奈品粒。因此，煤气在冷却管表面有奈结品析出，导致传热系数降低。同时，导管中可能会形成堵塞物。为避免奈于管道及设备中的凝结，应脱除焦油与奈。初冷器的运行将影响煤气输送及回收车间的后续工艺系统，尤其是氰回收部分。

煤气冷却用于管壳式冷却器，包括立管、横管式。管间走煤气，管内走冷却水，冷却水出口温度为40～45℃，送至水冷塔。

管式冷却器的缺点是消耗大量金属。因此，为了清除管内水垢，重新采用直接冷却器，煤气与冷却水直接接触。金属耗材少，节省投资。除冷却外，直接冷却水还起到洗涤煤气的作用。煤气可先用于间接管式冷却，温度降至55℃，进入直接冷却器，将煤气温度降至30℃以下，减少了所需传热面积，节省了投资。

燃气初冷用冷却水消耗量大，每1000m3煤气耗水量约为20m3，通过空气冷却及水冷却两段方法可降低耗水量。焦炉煤气从焦炉中携带大量热量，有利于回收利用。

参考文献：

[1]王洪艳.焦化产品的回收与精制探讨[J].科技创业家，2015（02）.

[2]梁栋.论焦化产品的回收与精制的研究[J].化工管理，2015（08）.