焦?fàn)t荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備組成及作用
時(shí)間：2019-11-28 來(lái)源：http://www.aitmy.com
荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣彎管、焦油盒、吸氣管以及相應(yīng)的噴灑氨水系統(tǒng)。其作用為：一是將出爐荒煤氣順利導(dǎo)出，不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過(guò)高而引起冒煙冒火，但又要保持和控制炭化室在整個(gè)結(jié)焦過(guò)程中為正壓從而減少焦?fàn)t熱修；二是將出爐荒煤氣適度冷卻，不致因溫度過(guò)高而引起設(shè)備變形、阻力升高和鼓風(fēng)、冷凝的負(fù)荷增大，但又要保持焦油和氨水良好的流動(dòng)性。
1．上升管和橋管
上升管直接與炭化室相連，由鋼板焊接或鑄鐵鑄造而成，內(nèi)襯耐火磚。橋管為鑄鐵彎管，橋管上設(shè)有氨水和蒸汽噴嘴。水封閥靠水封翻板及其上面橋管氨水噴嘴噴灑下來(lái)的氨水形成水封，以切斷上升管與集氣管的連接。翻板打開時(shí)，上升管與集氣管聯(lián)通。
由炭化室進(jìn)入上升管的溫度達(dá)700～750℃的荒煤氣，經(jīng)橋管上的氨水噴嘴連續(xù)不斷地噴灑氨水（氨水溫度約為75～80℃），由于部分(2.5%～3.0%)氨水蒸發(fā)大量吸熱，煤氣溫度迅速下降至80～100℃，同時(shí)煤氣中約60%～70%的焦油冷凝下來(lái)。若用冷氨水噴灑，氨水蒸發(fā)量降低，煤氣冷卻效果反而不好，并使焦油黏度增加，容易造成集氣管堵塞。冷卻后的煤氣、循環(huán)熱氨水和冷凝焦汕一起流向煤氣凈化工序經(jīng)分離、澄清，并補(bǔ)充氨水后，由循環(huán)氨水泵打回焦?fàn)t。循環(huán)氨水用量對(duì)于單集氣管約為5t/t（干燥煤），對(duì)于雙集氣管約為6t/t(干燥煤)，氨水壓力應(yīng)保持0.2MPa左右從而減少焦?fàn)t熱修。
為保證氨水的正常噴灑，循環(huán)氨水必須不含焦油，且氨水壓力應(yīng)穩(wěn)定。為減少上升管的熱輻射，上升管靠爐頂?shù)囊粋?cè)設(shè)有隔熱板。近年來(lái)一些焦化廠為了進(jìn)一步改善爐頂?shù)牟僮鳁l件，采用了上升管加裝水夾套或增設(shè)保溫層（上升管外表加一層厚40mm的珍珠巖保溫層）等措施，都取得了較好的效果，前者尚能回收荒煤氣的部分熱量，后者不僅改善了爐頂?shù)牟僮鳁l件，而且消除了石墨在上升管壁的沉積從而減少焦?fàn)t熱修。
2．上升管內(nèi)沉積物的形成及預(yù)防措施
上升管內(nèi)壁形成沉積物（俗稱結(jié)石墨）并迅速增厚堵塞荒煤氣導(dǎo)出通道，是爐門冒煙冒火的重要原因之一。為清除沉積物，各國(guó)曾使用多種機(jī)械清掃裝置或用壓縮空氣吹掃，但操作頻繁，勞動(dòng)條件惡劣，對(duì)爐體有不同程度的不利影響，故近年來(lái)致力于預(yù)防，并輔之以簡(jiǎn)易清掃。
(1)沉積物的特征及形成條件通過(guò)對(duì)一些廠的實(shí)地觀察，上升管內(nèi)壁沉積物層有上薄下厚的一致傾向，底部有向下的彎月面，沉積物層切面呈層狀，有類似焦炭光澤但無(wú)氣孔，且結(jié)構(gòu)較松，類似中溫瀝青焦。當(dāng)上升管內(nèi)壁溫度約為260～270℃時(shí)，沉積物增長(zhǎng)較快，若鑄鐵上升管用水泥膨脹珍珠巖保溫后，內(nèi)壁溫度升高到460～470℃，沉積物少且酥松。綜合這些現(xiàn)象可以認(rèn)為，沉積物形成的條件為：一是內(nèi)壁溫度低，致使荒煤氣中某些高沸點(diǎn)焦油餾分在內(nèi)壁面上冷凝；二是輻射或?qū)α鱾鳠崾估淠母叻悬c(diǎn)焦油餾分發(fā)生熱解和熱縮聚而固化，這個(gè)溫度至少在550℃以上。因此，由于火道溫度高、裝煤不足、平煤不好等造成的爐頂空間溫度升高和荒煤氣停留時(shí)間延長(zhǎng)，均會(huì)導(dǎo)致上升管內(nèi)壁沉積物加速。
(2)預(yù)防或減少上升管內(nèi)沉積物形成的措施 大體上有加速導(dǎo)出、保溫和冷卻三種方式。加速荒煤氣導(dǎo)出，主要是縮短上升管和強(qiáng)化橋管上的氨水噴灑。上升管保溫曾在國(guó)內(nèi)一些小型焦?fàn)t上使用，用珍珠巖保溫后經(jīng)實(shí)測(cè)和計(jì)算表明，上升管內(nèi)壁溫度約460～470℃，可大大減少管內(nèi)壁冷凝量，保溫層外表溫度約80℃，比未保溫時(shí)降低20～30℃，有利于改善操作環(huán)境。
在上升管外安裝水套，鍋爐軟水壓經(jīng)水套，吸收荒煤氣顯熱，降低上升管溫度，減少焦油組分熱解和熱聚，也能收到減少上升管內(nèi)壁沉積物形成的作用。生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)爐頂空間溫度、上升管入口溫度平均值分別為788℃和747℃時(shí)，上升管內(nèi)壁沉積物少而疏松且易清掃。同時(shí)，上升管外壁溫度為102℃，夾套空間溫度47℃，使軟水部分汽化，水和汽進(jìn)入汽包，分離水滴后可產(chǎn)生300～400kPa的蒸汽量達(dá)50kg/（h·孔）。
3．集氣管、吸氣彎管和吸氣管
集氣管是用鋼板焊接或鉚接成的圓形或槽形的管子，沿整個(gè)爐組長(zhǎng)向置于爐柱的托架上，以匯集各炭化室中由上升管來(lái)的荒煤氣及由橋管噴灑下來(lái)的氨水和冷凝下來(lái)的焦油。集氣管上部每隔一個(gè)炭化室均設(shè)有帶蓋的清掃孔，以清掃沉積于底部的焦油和焦油渣。通常上部還有氨水噴嘴，以進(jìn)一步冷卻煤氣。
集氣管中的氨水、焦油和焦油渣等靠坡度或液體的位差流走。故集氣管可以水平安裝（靠位差流動(dòng)），也可以按0.006～0.010的坡度安裝，傾斜方向與焦油、氨水的導(dǎo)出方向相同。
集氣管端部裝有清掃氨水噴嘴和事故用水的工業(yè)水管。每個(gè)集氣管上設(shè)有放散管，當(dāng)因故荒煤氣不能導(dǎo)出或開工時(shí)放散用。集氣管的一端或兩端設(shè)有水封式焦油盒，用以定期撈出沉積的焦油渣。吸氣彎管專供荒煤氣排出，其上裝有手動(dòng)或自動(dòng)的調(diào)節(jié)翻版，用以調(diào)節(jié)集氣管的壓力。吸氣彎管下方的焦油盒供焦油、氨水通過(guò)，并定期由此撈出焦油渣。經(jīng)吸氣彎管和焦油盒后，煤氣與焦油、氨水又匯合于吸氣管，為使焦油、氨水順利流至回收車間的氣液分離器并保持一定的流速，吸氣管應(yīng)有0.010～0.015的坡度。
集氣管分單、雙兩種形式。單集氣管多布置在焦?fàn)t的機(jī)側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是投資省、鋼材用量少，爐頂通風(fēng)較好等，但裝煤時(shí)炭化室內(nèi)氣流阻力大，容易造成冒煙冒火。雙集氣管（見圖5-15）由于煤氣由炭化室兩側(cè)析出而匯合于吸氣管，從而降低集氣管兩側(cè)的壓力，使全爐炭化室壓力分布較均勻；裝煤時(shí)炭化室壓力低，減輕了冒煙冒火，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)煙裝煤；生產(chǎn)時(shí)荒煤氣在爐頂空間停留時(shí)間短，可以減輕荒煤氣裂解，有利于提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量；結(jié)焦末期由于機(jī)側(cè)、焦側(cè)集氣管的壓力差，使部分荒煤氣經(jīng)爐頂空間環(huán)流，降低了爐頂空間溫度和石墨的形成。雙集氣管還有利于實(shí)現(xiàn)爐頂機(jī)械化清掃爐蓋等操作。但雙集氣管消耗鋼材多，基建投資大，爐頂通風(fēng)較差，使操作條件變壞。此外，氨水、蒸汽消耗量也較多。
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