提高荒煤氣中焦油回收率的技術(shù)措施探討

馬書云

摘 要：煤焦油是一種重要的化工原料，具有較高的回收和利用價值，因此，如何提高焦油回收率也一直是各焦化企業(yè)技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)。本文對焦化廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中影響焦油回收率的主要因素進(jìn)行了分析，在保證焦炭質(zhì)量的前提下，對提高焦?fàn)t荒煤氣中焦油回收率的相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：荒煤氣;煤焦油;回收率;技術(shù)措施;探討

1 影響焦油回收率的因素分析

1.1 備煤環(huán)節(jié)對焦油產(chǎn)率的影響

焦油芳香烴類化合物，主要來自于煉焦環(huán)節(jié)中煤在高溫分解反應(yīng)下的揮發(fā)性物質(zhì)，因此，煤的揮發(fā)份也是關(guān)系焦油產(chǎn)率的關(guān)鍵性指標(biāo)。一般來講，煤的揮發(fā)份越高，則焦油的產(chǎn)率也隨之呈現(xiàn)升高的趨勢，通過對揮發(fā)份與焦油產(chǎn)率的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)揮發(fā)份為32%～35%時，與焦油產(chǎn)率的對應(yīng)關(guān)系是最好的。在備煤環(huán)節(jié)，入爐煤水分和細(xì)度指標(biāo)對焦油回收率也有很大的關(guān)系，煤中水分變化首先會造成焦?fàn)t溫度和結(jié)焦時間的波動;細(xì)度指標(biāo)的不穩(wěn)定也會造成入爐煤量的變化，兩者都會間接地對焦油產(chǎn)率帶來影響。

1.2 焦?fàn)t溫度對焦油產(chǎn)率的影響

焦?fàn)t溫度對焦油產(chǎn)率影響是比較直接的，兩者呈拋物線式關(guān)系，焦油回收率隨爐頂空間穩(wěn)度的升高呈先升高后降低的趨勢，在800℃～820℃時，焦油回收達(dá)到峰值。適宜的溫度有助于煤中一些揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)生成，但溫度過高的話又會導(dǎo)致荒煤氣中油類物質(zhì)的分解，導(dǎo)致焦油產(chǎn)量下降。因此，煉焦生產(chǎn)中在保證焦炭質(zhì)量的前提下，必須要嚴(yán)格控制爐頂溫度，以最佳的經(jīng)濟(jì)性達(dá)到合理回收焦油等各類化產(chǎn)品的目的。

1.3 集氣管壓力的影響

集氣管壓力是焦?fàn)t荒煤氣由爐頂空間進(jìn)入到化產(chǎn)回收階段的重要工藝指標(biāo)，無論是煉焦、冷凝還是電捕回收，都是要以穩(wěn)定的集氣管壓力為前提的。集氣管壓力最理想的狀態(tài)是控制在140～170Pa范圍內(nèi)，如果壓力過高或是反復(fù)波動的話，則容易導(dǎo)致荒煤氣進(jìn)入燃燒室或是從爐門等部位逸出，造成了焦?fàn)t冒煙和化產(chǎn)品的浪費(fèi);如果壓力過低甚至出現(xiàn)負(fù)壓情況的話，那么外界的空氣進(jìn)入碳化室，使部分化產(chǎn)品燃燒在碳化室內(nèi)。以上兩種情況均會導(dǎo)致焦油回收率的下降，因此在焦?fàn)t生產(chǎn)中應(yīng)盡量保持集氣管壓力在工藝要求范圍內(nèi)。

1.4 初冷后溫度的影響

高溫荒煤氣在集氣管內(nèi)通過循環(huán)氨水噴灑而使溫度降低至85℃左右，之后進(jìn)入到冷凝工段經(jīng)過初冷器再次冷卻降溫至25℃左右，這樣即可使高溫荒煤氣中的焦油冷卻下來，從而利于回收。如果循環(huán)氨水壓力不足，噴灑降溫效果不好，進(jìn)入初冷器后溫度偏高，那么焦油氣的冷凝率就會降低，初冷后煤氣中焦油含量也隨之增多，并在后續(xù)電捕環(huán)節(jié)使電捕負(fù)荷增加，電捕回收效果差，繼而使焦油產(chǎn)率下降。而未得到電捕回收的焦油則會以霧滴狀態(tài)進(jìn)入到粗苯工段，影響到粗苯的回收和硫化氫的脫除，影響煤氣質(zhì)量。因此，必須要保證循環(huán)氨水的噴灑降溫效果，嚴(yán)格控制初冷器冷凝溫度，才能有利于焦油和粗苯的回收。

1.5 焦油與氨水的分離

荒煤氣中的焦油經(jīng)過氨水噴灑，冷凝降溫和電捕分離之后，最終送入機(jī)械化焦油氨水澄清槽內(nèi)，將焦油與氨水相分離，使焦油得到更好的凈化和回收。由于焦油與氨水和焦油渣的密度不同，因此在澄清槽內(nèi)沉淀時，幾種物質(zhì)可在重力作用下自然地沉淀分層。這個環(huán)節(jié)中，焦油與氨水的分離效率與焦油回收率有直接關(guān)系。焦油分離效率主要有兩方面決定：一是焦油與氨水的分離;二是焦油與焦油渣的分離。焦油與氨水的分離效果主要取決于靜置時間和循環(huán)流量;焦油與焦油渣的分離則應(yīng)保證焦油的連續(xù)排放和槽底焦油渣的定期清除。

2 提高荒煤氣中焦油回收率的技術(shù)措施探討

首先在配煤環(huán)節(jié)，應(yīng)在充分考慮焦炭質(zhì)量和成本的基礎(chǔ)上，盡量增加高揮發(fā)性煤種的配比，在提高焦油產(chǎn)率的同時，兼顧煉焦成本。在優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)時，可利用智能化焦炭質(zhì)量預(yù)測和配煤系統(tǒng)，通過采集不同煤種的配煤生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及實(shí)驗(yàn)小焦?fàn)t的數(shù)據(jù)，建立煤焦質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而掌握配合煤煤質(zhì)指標(biāo)與焦炭質(zhì)量指標(biāo)之間的非線性關(guān)系，為煤種配比提供科學(xué)指導(dǎo)，保證焦炭質(zhì)量、生產(chǎn)成本與焦油產(chǎn)率的最優(yōu)化。此外還應(yīng)盡量保持入爐煤水分和細(xì)度的穩(wěn)定性，避免因此而造成的生產(chǎn)指標(biāo)的波動和對焦油產(chǎn)率的影響。

在煉焦環(huán)節(jié)，首先應(yīng)保持爐頂空間溫度在一個適宜的范圍內(nèi)，綜合來看，溫度應(yīng)控制在800℃±10℃為宜;二是要保證足夠的裝煤量，既可產(chǎn)生足夠的荒煤氣，同時也可減少頂部空間大小，降低爐頂空間溫度，利于焦油物質(zhì)的產(chǎn)生;三是要保持集氣管壓力的正常與穩(wěn)定，將集氣管壓力嚴(yán)格控制在140Pa～170Pa范圍內(nèi);四是要保證循環(huán)氨水的正常噴灑，以保證荒煤氣良好的降溫冷卻效果。

化產(chǎn)回收環(huán)節(jié)，必須要嚴(yán)格控制初冷器溫度，保持初冷器后煤氣溫度在20℃±1℃范圍，同時保證電捕焦油器足夠的電壓和良好的電捕效果;氨水與焦油的分離，可利用氨水中間槽做為緩沖容器以提高分離效率，保持靜置沉淀時間在28～44h，沉淀分層后的焦油應(yīng)及時回收至焦油儲存槽內(nèi)。

3 結(jié)語

焦油是煉焦生產(chǎn)重要的化學(xué)副產(chǎn)品，具有很高的回收利用價值。焦化企業(yè)必須要嚴(yán)格按照操作規(guī)程和技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格操作，才能保持焦油比較高的回收率，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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