横管式初冷器积萘的改进措施

原标题：横管式初冷器积萘的改进措施

摘要:本文分析了焦炉煤气鼓风冷凝工段横管式初冷器在运行中存在的问题，提出了相应的改进措施和日常管理控制措施，改进后运行效果良好，保证了后续工序正常生产。

关键词：横管式初冷器 ；积萘；阻力；温度 ；清洗

一 前言

首钢京唐钢铁联合有限公司焦化一期工程煤气净化车间负责净化两套2*70孔7.63m复热式焦炉。每套焦炉产生的12.5万立/小时荒煤气，并回收各种化学产品。鼓风冷凝作业区有8台并联冷却面积为9000平方米的横管式初冷器对煤气进行冷却。2008年投产，两年以后初冷器总阻力增长快，煤气出口温度超标，阻力最高可达到4000Pa温度最高达到28度，初冷器后煤气管道内部和电捕焦油器内部积萘和焦油杂质严重阻力大，最后导致停工用氨水、蒸汽清洗整个工艺。下文对煤气初冷器存在的问题及原因进行了分析，对煤气初冷器的适宜运行方式进行了探讨，并提出了一些改进的建议。

二 工艺简介

来自焦炉的荒煤气与焦油氨水混合物进过气液分离器分离后，82度荒煤气由上部出来，进入并联操作的横管式初冷器，分别用65度余热水、33度循环水、16度低温水、将煤气冷却至20-23度。由横管初冷器下部排出的煤气，进入并联操作的电捕焦油器，除去煤气中夹带的焦油，在由煤气风机压送至硫胺、粗苯、脱硫、进入煤气管网。为了保证初冷器冷却效果，在其顶部用热氨水不定期冲洗，以清除管壁上的焦油、萘的杂质。65度余热水用余热水泵经横管初冷器上段换热到75度送到脱硫作业区循环使用。初冷器带有断塔盘，将初冷器分为上下两段。上段排出的冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽，用上段冷凝液泵将一部分送到初冷器上段喷洒，多余部分送到焦油渣预分离器。下段排出的冷凝液经水封流入下段冷凝液槽，用下段冷凝液泵送到初冷器下段喷洒，多余的部分经交通管满流到上段冷凝液槽。在焦油氨水分离槽的焦油氨水分界面处取出焦油氨水混合物，其中还有约30-50%的焦油自流到上下段冷凝液泵入口，工艺流程如图一。

三 原工艺中存在的问题

1. 喷洒液流量低，喷洒液管堵塞。

横管煤气初冷器不仅肩负煤气冷却，还有循环液洗萘、除萘的功能，对于横管初冷器煤气与喷洒液并流，随着煤气温度的降低，冷凝喷洒液的温度也随之降低，萘在喷洒液中的溶解度随温度的降低不断的增加，因而，初冷器喷洒液与煤气并流冷却的过程中，对煤气中的萘始终有较高的吸收推动力。据资料介绍，50度以上时萘几乎不从煤气中析出，当低于50时将会有大量析出，横管初冷器分三段，下段用16度低温水冷却，在下段有大量的萘析出。这需要大量的焦油氨水混合物冲刷溶解吸收，设备喷淋量小，将会达不到冲刷吸收的效果，易造成初冷器下段的堵塞。原设计为3开1备单台上段喷洒液流量为30-50m 3 /h,下段喷洒液流量为130-150m 3 /h。但在实际生产的情况下验证其喷洒量远小于此设定值，下段水封冷凝液流出量很小，上下段各有7根直径50mm的喷洒液管经常有堵塞，流量也无变化不能及时发现进行处理。造成了喷洒盲区，也降低了喷洒液洗涤的效果。

2.喷洒液品质差造成初冷器阻力大温度高，经常倒用清洗。

原设计横管初冷器下段排出的冷凝液经水封槽流入下段冷凝液槽，并在对入一定量的焦油氨水分离槽相界面的焦油氨水混合物，再用下段冷凝液泵送至初冷器下段喷洒，多余部分经交通管满流到上段冷凝液槽。但是，由于密度的不同在循环喷洒的过程中密度较大的焦油溶解萘后逐渐在下段冷凝液槽的下部沉积，通过交通管满流入上段冷凝液槽的主要是密度小的氨水和轻质油类。所以下段冷凝液含轻质焦油少，造成了下段冷凝液含萘高，冷凝液黏度大，喷洒时挂在初冷器下段冷却水管上，导致初冷器煤气阻力增大，换热效果差煤气出口温度增高，需要3天左右就要清洗初冷器，清洗时发现初冷器阻力明显增大，要四台初冷器逐个清洗。因为下段蒸汽吹扫下来的的焦油和萘是满流到上段冷凝液槽的没有及时排出，又被下段冷凝液泵送到其它运转的初冷器喷洒。初冷器后煤气温度高、含萘增加造成恶性循环非常不利于后续工艺生产。

3.初冷器设计方面

煤气经循环水冷却后经断塔盘进入下段低温水段无煤气温度监测，无法有效的控制煤气温度。萘大部分都在下段析出。下段也无氨水冲洗只有蒸汽吹扫清理手段，当冷却水管上有大量积萘、焦油焦粉等杂质粘附时，蒸汽吹扫使油垢变硬变粘，在一定程度上不利于油垢的彻底清除。

4.初冷器出口管道

初冷器阻力高或煤气出口温度高，用热煤气清洗初冷器或用热氨水蒸汽清洗初冷器时，洗下的焦油萘等杂质进入了喷洒液，导致初冷器洗萘效果差，从而初冷器煤气出口管道内严重积萘、焦油的杂质。用锤子敲击该管道声音异常。但因无备用管道无法停产进行清除，需要在线处理。

四 初冷器改造措施

1．改造初冷器上下段喷洒液管，增加喷洒孔截面积。将原来的直径为6mm的孔扩大到直径为10-12mm的孔，上下段喷洒液泵入口加装上直径为6mm的过滤网。确保喷洒液内的杂质不堵塞喷洒液管，在根据下段水封槽冷凝液流出量调节下段喷洒液量，使喷洒液达到最大化，更好的去除下段煤气中的萘。

2．在下段冷凝液槽底部增设两台冷凝液外排泵。将下段冷凝液槽低部沉积下来的重质焦油、萘杂质等物连续抽到焦油氨水分离槽。依靠泵的出口截门控制排出量，如下段水封槽回液较粘稠含萘高，可加大冷凝液外排泵排出量曾加焦油氨水分离槽过来的焦油氨水混合物。焦油氨水分离槽是由上中下三点送出的焦油氨水混合物，可以及时调节焦油、氨水的比例，更好的控制冷凝液中含焦油量在30%-50%。

3.初冷器断塔盘处加装了煤气温度监测计，及时调节循环水将进入下段的煤气温度控制在35度以上。使煤气中的萘在初冷器各段均匀析出，防止严重堵塞一段喷洒液无法及时洗下。在初冷器下段喷洒液管入口处加装了热氨水管，使下段清洗时能用氨水冲洗，更好的去除下段冷却水管上的焦油、萘、焦粉的材质。避免了蒸汽吹扫时油垢变硬变粘，不易排出的问题。

4.初冷器在下段冷凝液排出口加了一个清洗排液槽和一台清洗排出泵。在初冷器氨水清洗时把清洗下来的下段液改进清洗排出槽直接打到焦油氨水分离槽，不在进入下段冷凝液槽，使下段喷洒液不在恶性循环。这样就不用四台初冷器逐个停下清洗了，只清洗阻力高的初冷器即可。减轻了员工的劳动强度，也有利于后续工艺的生产。

5.初冷器煤气出口管道内严重积萘、焦油等杂质。在出口煤气管道顶部加装了3个热氨水冲洗口，用热氨水将底部焦油、萘等杂质融化流入初冷器内，跟下段冷凝液一起排入下段冷凝液槽。又在煤气管道上加装保温，使冬季煤气管道内的焦油、萘能够排出，保障了煤气管道畅通。

改造后的流程如图二所示。

图二：改造后初冷器流程图

五 初冷器的日常管理操作措施

1.每班要对下段冷凝液水封回液进行检查，在确保水封畅通等情况下，使喷洒液达到最大化。根据回液中焦油、氨水含量多少，及时调节冷凝液外排泵排出量和焦油氨水分离槽送入下段的焦油氨水混合液量。确保下段冷凝液含焦油在30%-50%内。下段喷洒液槽温度控制在35-40度，夏季温度降低到30-35度。

2.初冷器上段循环水上水温度控制在30-33度，回水不高于45度。将初冷器上段经断塔盘进入下段煤气温度控制在35度。

3.将初冷器总阻力控制在小于1000Pa,各初冷器煤气出口温度控制在20-23度。发现总初冷器阻力超标或出口煤气温度高于23度时开低温水仍不达标，及时关闭阻力高或温度高的出口截门用热氨水冲洗4-6小时后开启。在冲洗前一定要把所冲洗初冷器下段排液管倒到进冲洗液排出槽。

4.每班要检查上下段喷洒液管，发现过夜不畅及时用蒸汽吹扫。保证喷洒液管畅通消除喷洒盲区，提高喷淋密度。

5.每月定期用热氨水冲洗一次煤气出口管道内沉积的焦油、萘等杂质，冲洗时间为1小时。一步有四台初冷器每周一停用一台初冷器用热氨水冲洗4-6小时开启。

六 结论

初冷器在长期运行中由于喷洒液量小、质量差或工艺控制不当造成阻力增加，煤气出口温度超标，操作效果恶化。本次改造增加了喷洒液流量，清洗氨水和清洗液排出系统，还有下段冷凝液排出泵，改善了喷洒液质量和喷洒液效果，使喷洒液不在恶性循环，降低了初冷器的冲洗频率，有效的降低了后续煤气中的焦油萘含量，优化了整个煤气系统，给焦炉稳定生产和煤气后续回收工艺提供了有力保障。