焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺转让专利
申请号 : CN201110196443.9
文献号 : CN102277203B
文献日 : 2013-06-05
发明人 : 王正中
申请人 : 王正中
摘要 :
焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，其焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离装置包括有锥形塔盘、荒煤气出口、荒煤气冷却焦油分离塔、氨水调节槽、离心机、液位计、剩余氨水槽、剩余氨水泵、焦油槽、焦油泵、液下泵、低位槽、板式换热器、冷却氨水泵、焦油压榨泵、循环氨水泵、高压氨水泵和荒煤气入口组成。在荒煤气冷却焦油分离塔的上端，设置有荒煤气出口，在荒煤气冷却焦油分离塔的侧边上部，设置有荒煤气入口，在荒煤气冷却焦油分离塔的侧边下部，设置有高压氨水泵和循环氨水泵，在荒煤气冷却焦油分离塔内，设置有锥形塔盘。本发明采用直接冷却，冷却效率高，煤气压力损失小，整体上说稳定性好，可靠性高，基建成本小，且工艺简单便于操作。
权利要求 :
1.焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，其特征在于在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的上端，设置有荒煤气出口（2），在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的侧边上部，设置有荒煤气入口（19），在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的侧边下部，设置有高压氨水泵（18）和循环氨水泵（17），在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的下端，设置有管道连接的焦油压榨泵（16），在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的另一侧边下部，通过管道连接，设置有氨水调节槽（4），氨水调节槽（4）的一侧设置有液位计（6）；在荒煤气冷却焦油分离塔（3）内，设置有锥形塔盘（1）；在氨水调节槽（4）一侧，设置有通过管道和冷却氨水泵（15）连接到荒煤气冷却焦油分离塔（3）的板式换热器（14），板式换热器（14）的另一端，则通过管道连接到荒煤气冷却焦油分离塔（3）的上部一侧；在荒煤气冷却焦油分离塔（3）的下部，通过管道和焦油泵A（13）连接到离心机（5）；喷淋冷凝液锥形塔盘是像一个漏斗上部与荒煤气冷却焦油分离装置的外壁相连下部深入到焦油氨水分离装置的液面以下；喷淋冷凝液锥形塔盘的下端开口在1.0～1.5米之间，在锥形塔盘上设有多个荒煤气出口，荒煤气出口上方安有圆锥形的风帽；此处荒煤气出口的横截面积之和接近荒煤气进口的横截面积；荒煤气出口的直径在
40～60cm之间，荒煤气出口的高度在30～50cm之间，风帽的锥底直径大于荒煤气出口；
锥形塔盘和液面形成的角度在20～35°之间；焦油氨水分离装置的内部是倒置一个圆锥体称为內锥，内锥的最大锥径小于外壁40～60cm，内锥体上方是锥形偃板，锥形偃板的上部与焦油氨水分离装置的外壁相连接，下部深入圆锥体内部50cm；在荒煤气进口附近锥形偃板与内锥连接，其余部分两者相距30cm；喷淋冷凝液锥形塔盘的底部也低于圆锥体的高度5～10cm；这样荒煤气进入后产生的液体部分和喷洒冷凝液就直接进入内锥，焦油经过沉淀到达内锥的下部，氨水要经过偃板在经过内锥的上方到达外锥；在焦油氨水分离装置的内锥下部安有蛇形蒸汽盘管对底部的焦油进行温度控制，底部焦油控制在80～90℃之间，上部控制在70～80℃之间；蛇形盘管的高度在1.5m，初步分离焦油和氨水的混合物在蛇形蒸汽盘管的中部由焦油泵输送到碟片式三相离心机，实现焦油、焦油渣和氨水的分离。
说明书 :
焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及焦炉荒煤气的冷却及焦油氨水分离技术，尤其涉及焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺。
背景技术
[0002] 煤气冷却的流程可分为间接冷却、直接冷却和间冷-直冷混合冷却三种。上述三种流程各有优缺点，可根据生产规模、工艺要求及其他条件因地制宜地选择采用。我国目前广泛采用的是间接冷却。煤气的间接冷却：在出碳化室的荒煤气在桥管、集气管用循环氨水喷洒冷却到80～85℃，然后经过气液分离器气体部分到达横管初冷器在横管初冷器内将荒煤气冷却到21～23℃或25～30℃，然后经过电捕焦油器后经煤气鼓风机输送到下一个工序。液体部分经过除焦油装置到达焦油氨水分离器，在焦油氨水分离器内将焦油和氨水分离 ，分离出来的焦油经过超级离心机出去部分杂质后输送到焦油槽。分离出来的氨水一部分做为循环氨水使用另一部分氨水经气浮式除焦油器后作为剩余氨水到达下一个工序。荒煤气直接冷却不但冷却了荒煤气，而且有净化煤气的效果，煤气中的焦油萘氨硫化氢氰化氢都大量减少。直接冷却的冷却效率高，煤气压力损失小，基建成本小等优点。缺点动力消耗较大，氨水冷却换热器易腐蚀易堵塞。中国专利200610020411，公开了一种由焦炉荒煤气冷却用氨水中分离焦油的方法，步骤包括：将氨水喷淋冷却荒煤气形成的氨水与荒煤气的混和气通过气液分离器分离出焦油与氨水的混合液，把该混合液送入碟片式三相离心机，利用氨水、焦油和焦油渣之间的比重差和离心机的离心分离原理，完成氨水、焦油和焦油渣的快速分离。分离出的氨水经回流管自流进入循环氨水槽，用于循环喷淋冷却荒煤气。
采用三相离心机对氨水焦油进行分离，可大大加快油水分离速度，缩短分离时间，并可取消原分离油水用的澄清槽。缺点动力消耗较大，切循环氨水对质量的要求不大，剩余氨水对质量的要求较高。
采用三相离心机对氨水焦油进行分离，可大大加快油水分离速度，缩短分离时间，并可取消原分离油水用的澄清槽。缺点动力消耗较大，切循环氨水对质量的要求不大，剩余氨水对质量的要求较高。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，使经过集气管的荒煤气在荒煤气冷却焦油分离装置中同步实现荒煤气冷却和焦油氨水初步分离的效果；使用低温氨水对荒煤气直接冷却，保证冷却的荒煤气温度和流量稳定；低温氨水喷洒液直接进入焦油氨水分离装置；使用碟片式三相离心机使焦油、氨水、焦油渣同步分离同时也使剩余氨水更加清洁。剩余氨水不需要再经过除焦油装置直接使用。
[0004] 本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，其焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离装置包括有锥形塔盘、荒煤气出口、荒煤气冷却焦油分离塔、氨水调节槽、离心机、液位计、剩余氨水槽、剩余氨水泵、焦油槽、焦油泵B、液下泵、低位槽、焦油泵A、板式换热器、冷却氨水泵、焦油压榨泵、循环氨水泵、高压氨水泵和荒煤气入口组成。荒煤气冷却焦油分离塔是本发明的主体件，在荒煤气冷却焦油分离塔的上端，设置有荒煤气出口，在荒煤气冷却焦油分离塔的侧边上部，设置有荒煤气入口，在荒煤气冷却焦油分离塔的侧边下部，设置有高压氨水泵和循环氨水泵，在荒煤气冷却焦油分离塔的下端，设置有管道连接的焦油压榨泵，在荒煤气冷却焦油分离塔的另一侧边下部，通过管道连接，设置有氨水调节槽，氨水调节槽的一侧设置有液位计。在荒煤气冷却焦油分离塔内，设置有锥形塔盘。在氨水调节槽一侧，设置有通过管道和冷却氨水泵连接到荒煤气冷却焦油分离塔的板式换热器，板式换热器的另一端，则通过管道连接到荒煤气冷却焦油分离塔的上部一侧。在荒煤气冷却焦油分离塔的下部，通过管道和焦油泵A连接到离心机。在荒煤气冷却焦油分离塔的中部，通过管道和液下泵连接到低位槽。离心机通过一路管道连接到剩余氨水槽，通过另一路管道连接到焦油槽，焦油槽后连接焦油泵B；剩余氨水槽后则连接剩余氨水泵。本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，主要流程是集气管中的荒煤气进入荒煤气冷却、焦油分离塔的中部后气体部分经分布在锥形塔盘上的荒煤气出口进入喷淋冷却塔；液体部分进入焦油氨水分离装置。喷淋冷却产生的喷洒液由锥形塔盘直接进入焦油氨水分离装置。锥形塔盘的外部空间是荒煤气进入冷却装置的通道。荒煤气冷却使用的低温氨水由氨水调节槽经低温氨水泵通过换热器冷却后进入低温氨水调节槽，低温氨水调节槽的上部有和喷淋塔相连的多个溢流口，低温氨水调节槽安有液位计，低温氨水调节槽高1.5m宽1.5m，低温氨水从上方多处进入低温氨水调节槽。进入低温氨水调节槽的氨水与各个布水管相连，布水管与喷洒喷头相连。低温氨水调节槽半环绕在冷却喷洒塔上。喷洒压力很小不超过0.015MPa，塔内阻力在400～600pa之间，空塔速度
0.35～0.55m/s，液气比为9～12L/ m3，冷却氨水的总喷洒量控制在10～20 m3/m2h之间，一级喷洒的流量大些二级喷洒的量小些一级喷淋和二级喷淋的距离应控制在1.5～2m之间。一级喷淋和二级喷淋的布水管相互垂直，二级喷淋的喷头分布在一级喷淋的布水管上方。布水喷头的选用应该使用阻力较小不宜堵塞不宜脱落的喷头，最好使用冷却塔专用喷头。低温氨水夏季控制在22～24℃之间，冷却后的煤气控制在24℃左右；冬季由于不需要低温循环水可以将低温氨水控制在20～22℃，冷却后的煤气控制在22℃左右，根据不同的工艺要求低温氨水和煤气温度有变化。冷却后的煤气由塔顶进入电捕焦油器，在电捕焦油器中进一步除去焦油和氨水。喷淋冷凝液锥形塔盘是像一个漏斗上部与荒煤气冷却焦油分离装置的外壁相连下部深入到焦油氨水分离装置的液面以下。喷淋冷凝液锥形塔盘的下端开口较大在1.0～1.5米之间，在锥形塔盘上设有多个荒煤气出口，荒煤气出口上方安有圆锥形的风帽。此处荒煤气出口的横截面积之和应接近荒煤气进口的横截面积。荒煤气出口的直径一般在40～60cm之间，荒煤气出口的高度应在30～50cm之间，风帽的锥底直径大于荒煤气出口。锥形塔盘和液面形成的角度在20～35°之间。焦油可以在锥形塔盘上凝结沉积只要不影响冷凝液正常进入焦油氨水分离装置和堵塞荒煤气出口就没必要管它。
定期的切换系统进行长时间蒸塔将凝结在塔盘上的焦油全部融化下来。焦油氨水分离装置的内部是倒置一个圆锥体称为內锥，内锥的最大锥径小于外壁40～60cm，内锥体上方是锥形偃板，锥形偃板的上部与焦油氨水分离装置的外壁相连接，下部深入圆锥体内部50cm左右。在荒煤气进口附近锥形偃板与内锥连接，其余部分两者相距30cm左右。喷淋冷凝液锥形塔盘的底部也低于圆锥体的高度约5～10cm左右。这样荒煤气进入后产生的液体部分和喷洒冷凝液就直接进入内锥，焦油经过沉淀到达内锥的下部，氨水要经过偃板在经过内锥的上方到达外锥。在焦油氨水分离装置的内锥下部安有蛇形蒸汽盘管对底部的焦油进行温度控制，底部焦油控制在80～90℃之间，上部控制在70～80℃之间。蛇形盘管的高度在
1.5m左右，初步分离焦油和氨水的混合物在蛇形蒸汽盘管的中部由焦油泵输送到碟片式三相离心机，实现焦油、焦油渣和氨水的分离。蛇形盘管底部的焦油和焦油渣由焦油压榨泵输送到焦油氨水分离装置的上部重新分离。在压榨泵中固体物质被粉碎，焦油压渣泵的量很小一般在3-5m3/h左右。与焦油氨水分离装置外锥相连的还有氨水调节槽，氨水调节槽的底部、中部和上部分别与焦油氨水分离装置外锥相连。当系统不稳定时产生的氨水或多或少时可以用氨水调节槽来短时间的调节。当切换系统时需要通过氨水调节槽向另一个系统补充氨水。通常情况下氨水调节槽与运行的系统的上部和中部阀门开启，底部阀门关闭。氨水调节槽设有液位计可以准确的测量焦油氨水分离装置外锥的氨水高度。当液位很低时需要开启底部阀门向外锥补充氨水。当液位很高是可以向另一个系统排放氨水。用于冷却荒煤气的氨水经氨水泵经多组换热器输送到低温氨水调节槽中，换热器及管道使用防腐材料或经防腐处理，换热器最好使用板式换热器以便于清理。在蛇形盘管的中部设有焦油出口管道，初步分离的焦油由焦油泵进入碟片式三相离心机，在碟片式三相离心机内实现焦油、焦油渣和氨水的分离。进入三相离心机的焦油氨水混合物的量等于剩余氨水的量和焦油的产量再加上焦油渣的量。以剩余氨水的使用量来控制进入碟片式三相离心机的焦油氨水混合物的量。一般情况剩余氨水的量是焦油产量的6倍以上。荒煤气冷却、焦油分离塔为两个是并联运行的，冷却喷淋塔内压力控制在-400～-600pa之间，焦油氨水分离装置顶部压力控制在0～-25pa之间，确保集气管内煤气压力-5～-10pa之间，波动控制在±10pa范围内，根据工艺不同压力有变化。当出现集气管内不明原因压力不宜控制且冷却喷淋塔内阻力不大时应及时切换系统，当确定锥形塔盘内积液严重时应及时切换系统。正常情况应每个月切换一次系统以保证系统正常运行。喷淋冷却液进入焦油氨水分离装置不会对循环氨水的温度产生大的变化。如果喷淋冷却液的量大蒸汽蛇形盘管传递来的热量循环氨水的温度有调节作用，循环氨水的温度控制在70℃左右。其它区域的冷凝液、氨水、焦油和不易输送到污水处理的废水进入低位槽，经液下泵输送到焦油氨水分离装置的上部。
0.35～0.55m/s，液气比为9～12L/ m3，冷却氨水的总喷洒量控制在10～20 m3/m2h之间，一级喷洒的流量大些二级喷洒的量小些一级喷淋和二级喷淋的距离应控制在1.5～2m之间。一级喷淋和二级喷淋的布水管相互垂直，二级喷淋的喷头分布在一级喷淋的布水管上方。布水喷头的选用应该使用阻力较小不宜堵塞不宜脱落的喷头，最好使用冷却塔专用喷头。低温氨水夏季控制在22～24℃之间，冷却后的煤气控制在24℃左右；冬季由于不需要低温循环水可以将低温氨水控制在20～22℃，冷却后的煤气控制在22℃左右，根据不同的工艺要求低温氨水和煤气温度有变化。冷却后的煤气由塔顶进入电捕焦油器，在电捕焦油器中进一步除去焦油和氨水。喷淋冷凝液锥形塔盘是像一个漏斗上部与荒煤气冷却焦油分离装置的外壁相连下部深入到焦油氨水分离装置的液面以下。喷淋冷凝液锥形塔盘的下端开口较大在1.0～1.5米之间，在锥形塔盘上设有多个荒煤气出口，荒煤气出口上方安有圆锥形的风帽。此处荒煤气出口的横截面积之和应接近荒煤气进口的横截面积。荒煤气出口的直径一般在40～60cm之间，荒煤气出口的高度应在30～50cm之间，风帽的锥底直径大于荒煤气出口。锥形塔盘和液面形成的角度在20～35°之间。焦油可以在锥形塔盘上凝结沉积只要不影响冷凝液正常进入焦油氨水分离装置和堵塞荒煤气出口就没必要管它。
定期的切换系统进行长时间蒸塔将凝结在塔盘上的焦油全部融化下来。焦油氨水分离装置的内部是倒置一个圆锥体称为內锥，内锥的最大锥径小于外壁40～60cm，内锥体上方是锥形偃板，锥形偃板的上部与焦油氨水分离装置的外壁相连接，下部深入圆锥体内部50cm左右。在荒煤气进口附近锥形偃板与内锥连接，其余部分两者相距30cm左右。喷淋冷凝液锥形塔盘的底部也低于圆锥体的高度约5～10cm左右。这样荒煤气进入后产生的液体部分和喷洒冷凝液就直接进入内锥，焦油经过沉淀到达内锥的下部，氨水要经过偃板在经过内锥的上方到达外锥。在焦油氨水分离装置的内锥下部安有蛇形蒸汽盘管对底部的焦油进行温度控制，底部焦油控制在80～90℃之间，上部控制在70～80℃之间。蛇形盘管的高度在
1.5m左右，初步分离焦油和氨水的混合物在蛇形蒸汽盘管的中部由焦油泵输送到碟片式三相离心机，实现焦油、焦油渣和氨水的分离。蛇形盘管底部的焦油和焦油渣由焦油压榨泵输送到焦油氨水分离装置的上部重新分离。在压榨泵中固体物质被粉碎，焦油压渣泵的量很小一般在3-5m3/h左右。与焦油氨水分离装置外锥相连的还有氨水调节槽，氨水调节槽的底部、中部和上部分别与焦油氨水分离装置外锥相连。当系统不稳定时产生的氨水或多或少时可以用氨水调节槽来短时间的调节。当切换系统时需要通过氨水调节槽向另一个系统补充氨水。通常情况下氨水调节槽与运行的系统的上部和中部阀门开启，底部阀门关闭。氨水调节槽设有液位计可以准确的测量焦油氨水分离装置外锥的氨水高度。当液位很低时需要开启底部阀门向外锥补充氨水。当液位很高是可以向另一个系统排放氨水。用于冷却荒煤气的氨水经氨水泵经多组换热器输送到低温氨水调节槽中，换热器及管道使用防腐材料或经防腐处理，换热器最好使用板式换热器以便于清理。在蛇形盘管的中部设有焦油出口管道，初步分离的焦油由焦油泵进入碟片式三相离心机，在碟片式三相离心机内实现焦油、焦油渣和氨水的分离。进入三相离心机的焦油氨水混合物的量等于剩余氨水的量和焦油的产量再加上焦油渣的量。以剩余氨水的使用量来控制进入碟片式三相离心机的焦油氨水混合物的量。一般情况剩余氨水的量是焦油产量的6倍以上。荒煤气冷却、焦油分离塔为两个是并联运行的，冷却喷淋塔内压力控制在-400～-600pa之间，焦油氨水分离装置顶部压力控制在0～-25pa之间，确保集气管内煤气压力-5～-10pa之间，波动控制在±10pa范围内，根据工艺不同压力有变化。当出现集气管内不明原因压力不宜控制且冷却喷淋塔内阻力不大时应及时切换系统，当确定锥形塔盘内积液严重时应及时切换系统。正常情况应每个月切换一次系统以保证系统正常运行。喷淋冷却液进入焦油氨水分离装置不会对循环氨水的温度产生大的变化。如果喷淋冷却液的量大蒸汽蛇形盘管传递来的热量循环氨水的温度有调节作用，循环氨水的温度控制在70℃左右。其它区域的冷凝液、氨水、焦油和不易输送到污水处理的废水进入低位槽，经液下泵输送到焦油氨水分离装置的上部。
[0005] 本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，整体上说稳定性好，可靠性高。原有技术荒煤气在横管初冷器内进行气液间接冷却，冷却水在管道内部通过传导作用冷却荒煤气。本发明是使用气液直接冷却的方法，氨水经过换热器冷却后直接对荒煤气进行喷淋冷却。荒煤气直接冷却不但冷却了荒煤气，而且有净化煤气的效果，煤气中的焦油萘氨硫化氢氰化氢都大量减少。直接冷却冷却效率高，煤气压力损失小，基建成本小等优点。现有技术一般都是焦炉来的荒煤气经过气液分离器后，气体部分进入出横管初冷器在初冷器内将荒煤气冷却。液体部分经焦油刮渣机后进入焦油氨水分离器实现焦油氨水分离。而本发明的技术是：荒煤气进入冷却分离塔首先实现焦油氨水分离，荒煤气进入塔的上部冷却喷淋装置将荒煤气冷却，喷淋液进入塔的下部焦油氨水分离装置实现焦油氨水分离。荒煤气进入冷却分离塔即实现了冷却的效果又实现了焦油氨水初步分离的目的。冷却氨水来自焦油氨水分离装置分离的氨水。本发明的荒煤气冷却、分离塔将气液分离器、焦油刮渣机、焦油氨水分离器、横管初冷器等设备的作用全部取代。工艺简单便于操作。
附图说明
[0006] 附图1是本发明所述焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺的荒煤气冷却焦油分离装置的结构示意图。1—锥形塔盘 2—荒煤气出口 3—荒煤气冷却焦油分离塔 4—氨水调节槽 5—离心机 6—液位计 7—剩余氨水槽 8—剩余氨水泵9—焦油槽 10—焦油泵B 11—液下泵 12—低位槽 13—焦油泵A 14—板式换热器
15—冷却氨水泵 16—焦油压榨泵 17—循环氨水泵 18—高压氨水泵 19—荒煤气入口。
15—冷却氨水泵 16—焦油压榨泵 17—循环氨水泵 18—高压氨水泵 19—荒煤气入口。
具体实施方式
[0007] 现参照附图1，结合实施例说明如下：本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，其焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离装置包括有锥形塔盘1、荒煤气出口2、荒煤气冷却焦油分离塔3、氨水调节槽4、离心机5、液位计6、剩余氨水槽7、剩余氨水泵8、焦油槽9、焦油泵B10、液下泵11、低位槽12、焦油泵A13、板式换热器14、冷却氨水泵15、焦油压榨泵16、循环氨水泵17、高压氨水泵18和荒煤气入口19组成。
荒煤气冷却焦油分离塔3是本发明的主体件，在荒煤气冷却焦油分离塔3的上端，设置有荒煤气出口2，在荒煤气冷却焦油分离塔3的侧边上部，设置有荒煤气入口19，在荒煤气冷却焦油分离塔3的侧边下部，设置有高压氨水泵18和循环氨水泵17，在荒煤气冷却焦油分离塔3的下端，设置有管道连接的焦油压榨泵16，在荒煤气冷却焦油分离塔3的另一侧边下部，通过管道连接，设置有氨水调节槽4，氨水调节槽4的一侧设置有液位计6。在荒煤气冷却焦油分离塔3内，设置有锥形塔盘1。在氨水调节槽4一侧，设置有通过管道和冷却氨水泵15连接到荒煤气冷却焦油分离塔3的板式换热器14，板式换热器14的另一端，则通过管道连接到荒煤气冷却焦油分离塔3的上部一侧。在荒煤气冷却焦油分离塔3的下部，通过管道和焦油泵A13连接到离心机5。在荒煤气冷却焦油分离塔3的中部，通过管道和液下泵11连接到低位槽12。离心机5通过一路管道连接到剩余氨水槽7，通过另一路管道连接到焦油槽9，焦油槽9后连接焦油泵B10；剩余氨水槽7后则连接剩余氨水泵8。本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，主要流程是集气管中的荒煤气进入荒煤气冷却、焦油分离塔的中部后气体部分经分布在锥形塔盘1上的荒煤气出口2进入喷淋冷却塔；液体部分进入焦油氨水分离装置。喷淋冷却产生的喷洒液由锥形塔盘1直接进入焦油氨水分离装置。锥形塔盘1的外部空间是荒煤气进入冷却装置的通道。荒煤气冷却使用的低温氨水由氨水调节槽4经低温氨水泵通过换热器冷却后进入低温氨水调节槽，低温氨水调节槽的上部有和喷淋塔相连的多个溢流口，低温氨水调节槽安有液位计，低温氨水调节槽高1.5m宽1.5m，低温氨水从上方多处进入低温氨水调节槽。进入低温氨水调节槽的氨水与各个布水管相连，布水管与喷洒喷头相连。低温氨水调节槽半环绕在冷却喷洒塔上。喷洒压力很小不超过0.015MPa，塔内阻力在400～600pa之间，空塔速度0.35～
0.55m/s，液气比为9～12L/ m3，冷却氨水的总喷洒量控制在10～20 m3/m2h之间，一级喷洒的流量大些，二级喷洒的量小些，一级喷淋和二级喷淋的距离应控制在1.5～2m之间。一级喷淋和二级喷淋的布水管相互垂直，二级喷淋的喷头分布在一级喷淋的布水管上方。布水喷头的选用应该使用阻力较小不宜堵塞不宜脱落的喷头，最好使用冷却塔专用喷头。低温氨水夏季控制在22～24℃之间，冷却后的煤气控制在24℃左右；冬季由于不需要低温循环水可以将低温氨水控制在20～22℃，冷却后的煤气控制在22℃左右，根据不同的工艺要求低温氨水和煤气温度有变化。冷却后的煤气由塔顶进入电捕焦油器，在电捕焦油器中进一步除去焦油和氨水。喷淋冷凝液锥形塔盘是像一个漏斗上部与荒煤气冷却焦油分离装置的外壁相连下部深入到焦油氨水分离装置的液面以下。喷淋冷凝液锥形塔盘的下端开口较大在1.0～1.5米之间，在锥形塔盘上设有多个荒煤气出口，荒煤气出口上方安有圆锥形的风帽。此处荒煤气出口的横截面积之和应接近荒煤气进口的横截面积。荒煤气出口的直径一般在40～60cm之间，荒煤气出口的高度应在30～50cm之间，风帽的锥底直径大于荒煤气出口。锥形塔盘和液面形成的角度在20～35°之间。焦油可以在锥形塔盘上凝结沉积只要不影响冷凝液正常进入焦油氨水分离装置和堵塞荒煤气出口就没必要管它。定期的切换系统进行长时间蒸塔将凝结在塔盘上的焦油全部融化下来。焦油氨水分离装置的内部是倒置一个圆锥体称为內锥，内锥的最大锥径小于外壁40～60cm，内锥体上方是锥形偃板，锥形偃板的上部与焦油氨水分离装置的外壁相连接，下部深入圆锥体内部50cm左右。在荒煤气进口附近锥形偃板与内锥连接，其余部分两者相距30cm左右。喷淋冷凝液锥形塔盘的底部也低于圆锥体的高度约5～10cm左右。这样荒煤气进入后产生的液体部分和喷洒冷凝液就直接进入内锥，焦油经过沉淀到达内锥的下部，氨水要经过偃板在经过内锥的上方到达外锥。在焦油氨水分离装置的内锥下部安有蛇形蒸汽盘管对底部的焦油进行温度控制，底部焦油控制在80～90℃之间，上部控制在70～80℃之间。蛇形盘管的高度在1.5m左右，初步分离焦油和氨水的混合物在蛇形蒸汽盘管的中部由焦油泵输送到碟片式三相离心机，实现焦油、焦油渣和氨水的分离。蛇形盘管底部的焦油和焦油渣由焦油压榨泵输送到焦油氨水分离装置的上部重新分离。在压榨泵中固体物质被粉碎，焦油压渣泵的量很小一般在3-5m3/h左右。与焦油氨水分离装置外锥相连的还有氨水调节槽，氨水调节槽的底部、中部和上部分别与焦油氨水分离装置外锥相连。当系统不稳定时产生的氨水或多或少时可以用氨水调节槽来短时间的调节。当切换系统时需要通过氨水调节槽向另一个系统补充氨水。通常情况下氨水调节槽与运行的系统的上部和中部阀门开启，底部阀门关闭。氨水调节槽设有液位计可以准确的测量焦油氨水分离装置外锥的氨水高度。当液位很低时需要开启底部阀门向外锥补充氨水。当液位很高是可以向另一个系统排放氨水。用于冷却荒煤气的氨水经氨水泵经多组换热器输送到低温氨水调节槽中，换热器及管道使用防腐材料或经防腐处理，换热器最好使用板式换热器以便于清理。在蛇形盘管的中部设有焦油出口管道，初步分离的焦油由焦油泵进入碟片式三相离心机，在碟片式三相离心机内实现焦油、焦油渣和氨水的分离。进入三相离心机的焦油氨水混合物的量等于剩余氨水的量和焦油的产量再加上焦油渣的量。以剩余氨水的使用量来控制进入碟片式三相离心机的焦油氨水混合物的量。一般情况剩余氨水的量是焦油产量的6倍以上。荒煤气冷却、焦油分离塔为两个是并联运行的，冷却喷淋塔内压力控制在-400～-600pa之间，焦油氨水分离装置顶部压力控制在0～-25pa之间，确保集气管内煤气压力-5～-10pa之间，波动控制在±10pa范围内，根据工艺不同压力有变化。当出现集气管内不明原因压力不宜控制且冷却喷淋塔内阻力不大时应及时切换系统，当确定锥形塔盘内积液严重时应及时切换系统。正常情况应每个月切换一次系统以保证系统正常运行。喷淋冷却液进入焦油氨水分离装置不会对循环氨水的温度产生大的变化。如果喷淋冷却液的量大蒸汽蛇形盘管传递来的热量循环氨水的温度有调节作用，循环氨水的温度控制在70℃左右。其它区域的冷凝液、氨水、焦油和不易输送到污水处理的废水进入低位槽，经液下泵输送到焦油氨水分离装置的上部。本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，整体上说稳定性好，可靠性高。原有技术荒煤气在横管初冷器内进行气液间接冷却，冷却水在管道内部通过传导作用冷却荒煤气。本发明是使用气液直接冷却的方法，氨水经过换热器冷却后直接对荒煤气进行喷淋冷却。荒煤气直接冷却不但冷却了荒煤气，而且有净化煤气的效果，煤气中的焦油萘氨硫化氢氰化氢都大量减少。直接冷却冷却效率高，煤气压力损失小，基建成本小等优点。现有技术一般都是焦炉来的荒煤气经过气液分离器后，气体部分进入出横管初冷器在初冷器内将荒煤气冷却。液体部分经焦油刮渣机后进入焦油氨水分离器实现焦油氨水分离。而本发明的技术是：荒煤气进入冷却分离塔首先实现焦油氨水分离，荒煤气进入塔的上部冷却喷淋装置将荒煤气冷却，喷淋液进入塔的下部焦油氨水分离装置实现焦油氨水分离。荒煤气进入冷却分离塔即实现了冷却的效果又实现了焦油氨水初步分离的目的。冷却氨水来自焦油氨水分离装置分离的氨水。本发明的荒煤气冷却、分离塔将气液分离器、焦油刮渣机、焦油氨水分离器、横管初冷器等设备的作用全部取代。工艺简单便于操作。
荒煤气冷却焦油分离塔3是本发明的主体件，在荒煤气冷却焦油分离塔3的上端，设置有荒煤气出口2，在荒煤气冷却焦油分离塔3的侧边上部，设置有荒煤气入口19，在荒煤气冷却焦油分离塔3的侧边下部，设置有高压氨水泵18和循环氨水泵17，在荒煤气冷却焦油分离塔3的下端，设置有管道连接的焦油压榨泵16，在荒煤气冷却焦油分离塔3的另一侧边下部，通过管道连接，设置有氨水调节槽4，氨水调节槽4的一侧设置有液位计6。在荒煤气冷却焦油分离塔3内，设置有锥形塔盘1。在氨水调节槽4一侧，设置有通过管道和冷却氨水泵15连接到荒煤气冷却焦油分离塔3的板式换热器14，板式换热器14的另一端，则通过管道连接到荒煤气冷却焦油分离塔3的上部一侧。在荒煤气冷却焦油分离塔3的下部，通过管道和焦油泵A13连接到离心机5。在荒煤气冷却焦油分离塔3的中部，通过管道和液下泵11连接到低位槽12。离心机5通过一路管道连接到剩余氨水槽7，通过另一路管道连接到焦油槽9，焦油槽9后连接焦油泵B10；剩余氨水槽7后则连接剩余氨水泵8。本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，主要流程是集气管中的荒煤气进入荒煤气冷却、焦油分离塔的中部后气体部分经分布在锥形塔盘1上的荒煤气出口2进入喷淋冷却塔；液体部分进入焦油氨水分离装置。喷淋冷却产生的喷洒液由锥形塔盘1直接进入焦油氨水分离装置。锥形塔盘1的外部空间是荒煤气进入冷却装置的通道。荒煤气冷却使用的低温氨水由氨水调节槽4经低温氨水泵通过换热器冷却后进入低温氨水调节槽，低温氨水调节槽的上部有和喷淋塔相连的多个溢流口，低温氨水调节槽安有液位计，低温氨水调节槽高1.5m宽1.5m，低温氨水从上方多处进入低温氨水调节槽。进入低温氨水调节槽的氨水与各个布水管相连，布水管与喷洒喷头相连。低温氨水调节槽半环绕在冷却喷洒塔上。喷洒压力很小不超过0.015MPa，塔内阻力在400～600pa之间，空塔速度0.35～
0.55m/s，液气比为9～12L/ m3，冷却氨水的总喷洒量控制在10～20 m3/m2h之间，一级喷洒的流量大些，二级喷洒的量小些，一级喷淋和二级喷淋的距离应控制在1.5～2m之间。一级喷淋和二级喷淋的布水管相互垂直，二级喷淋的喷头分布在一级喷淋的布水管上方。布水喷头的选用应该使用阻力较小不宜堵塞不宜脱落的喷头，最好使用冷却塔专用喷头。低温氨水夏季控制在22～24℃之间，冷却后的煤气控制在24℃左右；冬季由于不需要低温循环水可以将低温氨水控制在20～22℃，冷却后的煤气控制在22℃左右，根据不同的工艺要求低温氨水和煤气温度有变化。冷却后的煤气由塔顶进入电捕焦油器，在电捕焦油器中进一步除去焦油和氨水。喷淋冷凝液锥形塔盘是像一个漏斗上部与荒煤气冷却焦油分离装置的外壁相连下部深入到焦油氨水分离装置的液面以下。喷淋冷凝液锥形塔盘的下端开口较大在1.0～1.5米之间，在锥形塔盘上设有多个荒煤气出口，荒煤气出口上方安有圆锥形的风帽。此处荒煤气出口的横截面积之和应接近荒煤气进口的横截面积。荒煤气出口的直径一般在40～60cm之间，荒煤气出口的高度应在30～50cm之间，风帽的锥底直径大于荒煤气出口。锥形塔盘和液面形成的角度在20～35°之间。焦油可以在锥形塔盘上凝结沉积只要不影响冷凝液正常进入焦油氨水分离装置和堵塞荒煤气出口就没必要管它。定期的切换系统进行长时间蒸塔将凝结在塔盘上的焦油全部融化下来。焦油氨水分离装置的内部是倒置一个圆锥体称为內锥，内锥的最大锥径小于外壁40～60cm，内锥体上方是锥形偃板，锥形偃板的上部与焦油氨水分离装置的外壁相连接，下部深入圆锥体内部50cm左右。在荒煤气进口附近锥形偃板与内锥连接，其余部分两者相距30cm左右。喷淋冷凝液锥形塔盘的底部也低于圆锥体的高度约5～10cm左右。这样荒煤气进入后产生的液体部分和喷洒冷凝液就直接进入内锥，焦油经过沉淀到达内锥的下部，氨水要经过偃板在经过内锥的上方到达外锥。在焦油氨水分离装置的内锥下部安有蛇形蒸汽盘管对底部的焦油进行温度控制，底部焦油控制在80～90℃之间，上部控制在70～80℃之间。蛇形盘管的高度在1.5m左右，初步分离焦油和氨水的混合物在蛇形蒸汽盘管的中部由焦油泵输送到碟片式三相离心机，实现焦油、焦油渣和氨水的分离。蛇形盘管底部的焦油和焦油渣由焦油压榨泵输送到焦油氨水分离装置的上部重新分离。在压榨泵中固体物质被粉碎，焦油压渣泵的量很小一般在3-5m3/h左右。与焦油氨水分离装置外锥相连的还有氨水调节槽，氨水调节槽的底部、中部和上部分别与焦油氨水分离装置外锥相连。当系统不稳定时产生的氨水或多或少时可以用氨水调节槽来短时间的调节。当切换系统时需要通过氨水调节槽向另一个系统补充氨水。通常情况下氨水调节槽与运行的系统的上部和中部阀门开启，底部阀门关闭。氨水调节槽设有液位计可以准确的测量焦油氨水分离装置外锥的氨水高度。当液位很低时需要开启底部阀门向外锥补充氨水。当液位很高是可以向另一个系统排放氨水。用于冷却荒煤气的氨水经氨水泵经多组换热器输送到低温氨水调节槽中，换热器及管道使用防腐材料或经防腐处理，换热器最好使用板式换热器以便于清理。在蛇形盘管的中部设有焦油出口管道，初步分离的焦油由焦油泵进入碟片式三相离心机，在碟片式三相离心机内实现焦油、焦油渣和氨水的分离。进入三相离心机的焦油氨水混合物的量等于剩余氨水的量和焦油的产量再加上焦油渣的量。以剩余氨水的使用量来控制进入碟片式三相离心机的焦油氨水混合物的量。一般情况剩余氨水的量是焦油产量的6倍以上。荒煤气冷却、焦油分离塔为两个是并联运行的，冷却喷淋塔内压力控制在-400～-600pa之间，焦油氨水分离装置顶部压力控制在0～-25pa之间，确保集气管内煤气压力-5～-10pa之间，波动控制在±10pa范围内，根据工艺不同压力有变化。当出现集气管内不明原因压力不宜控制且冷却喷淋塔内阻力不大时应及时切换系统，当确定锥形塔盘内积液严重时应及时切换系统。正常情况应每个月切换一次系统以保证系统正常运行。喷淋冷却液进入焦油氨水分离装置不会对循环氨水的温度产生大的变化。如果喷淋冷却液的量大蒸汽蛇形盘管传递来的热量循环氨水的温度有调节作用，循环氨水的温度控制在70℃左右。其它区域的冷凝液、氨水、焦油和不易输送到污水处理的废水进入低位槽，经液下泵输送到焦油氨水分离装置的上部。本发明所述的焦炉集气管后荒煤气直接冷却及焦油氨水分离工艺，整体上说稳定性好，可靠性高。原有技术荒煤气在横管初冷器内进行气液间接冷却，冷却水在管道内部通过传导作用冷却荒煤气。本发明是使用气液直接冷却的方法，氨水经过换热器冷却后直接对荒煤气进行喷淋冷却。荒煤气直接冷却不但冷却了荒煤气，而且有净化煤气的效果，煤气中的焦油萘氨硫化氢氰化氢都大量减少。直接冷却冷却效率高，煤气压力损失小，基建成本小等优点。现有技术一般都是焦炉来的荒煤气经过气液分离器后，气体部分进入出横管初冷器在初冷器内将荒煤气冷却。液体部分经焦油刮渣机后进入焦油氨水分离器实现焦油氨水分离。而本发明的技术是：荒煤气进入冷却分离塔首先实现焦油氨水分离，荒煤气进入塔的上部冷却喷淋装置将荒煤气冷却，喷淋液进入塔的下部焦油氨水分离装置实现焦油氨水分离。荒煤气进入冷却分离塔即实现了冷却的效果又实现了焦油氨水初步分离的目的。冷却氨水来自焦油氨水分离装置分离的氨水。本发明的荒煤气冷却、分离塔将气液分离器、焦油刮渣机、焦油氨水分离器、横管初冷器等设备的作用全部取代。工艺简单便于操作。