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煤氣加壓羅茨風(fēng)機(jī)與離心式增壓風(fēng)機(jī)的區(qū)別視頻講解
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四川變溫吸附脫硫設(shè)計(jì)公司
石灰石-石膏法以石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石首先經(jīng)過破碎粉磨系統(tǒng)形成粉狀后，與水?dāng)嚢杌旌闲纬晌諠{液。在吸收塔中，煙氣中底部進(jìn)入，頂部噴石灰石漿液，煙氣中的SO2與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，并被鼓入的空氣氧化，最終生成反應(yīng)物石膏。吸收塔一般分層設(shè)置，目前常采用三層噴淋，以提高脫硫效率。石灰石-石膏法脫硫工藝一般含煙氣收集、石灰石漿液制備、吸收、石膏處理等幾個(gè)主要生產(chǎn)系統(tǒng)。濕法脫硫+SCR脫硝組合工藝中脫硝原理與前述SCR脫硝原理一致，這里不再贅述。
1.3解決問題的構(gòu)想（1）改善原料氣的質(zhì)量，在一級(jí)加氫反應(yīng)器前增加過濾裝置，進(jìn)一步除去煤氣中含有的油類雜質(zhì)。（2）重點(diǎn)針對(duì)硫醇及噻吩的脫除問題，對(duì)一級(jí)加氫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改造，緩解二級(jí)加氫的生產(chǎn)負(fù)荷。2.一級(jí)加氫工藝的改進(jìn)一級(jí)加氫反應(yīng)器出口有機(jī)硫含量分布，分子結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且副反應(yīng)較少的COS與CS2含量共計(jì)約67mg/m3；加氫活性較差、且易發(fā)生副反應(yīng)的硫醇、噻吩含量約為35mg/m3，因此需要分別設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的脫除方案。
溶劑吸收脫除H2S，優(yōu)點(diǎn)是脫除率高、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富且易生產(chǎn)副產(chǎn)品；缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、溶劑再回收困難、設(shè)備操作穩(wěn)定性要求高、易造成二次污染。2.2脫硫醇工藝2.2.1抽提氧化工藝抽提氧化工藝是在氫氧化鈉水溶液中加入磺化鈦箐鈷或聚鈦箐鈷，作為脫除LPG中硫醇的高效催化劑，硫醇與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硫醇鈉，在催化劑作用下硫醇鈉發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二硫化物，進(jìn)而達(dá)到脫硫醇的目的［31］。
垃圾填埋氣脫碳,干法脫硫需考慮煙氣及原料中的金屬離子對(duì)催化劑的催化活性的影響。2.5煙氣系統(tǒng)與煉焦工段的融合性問題2.5.1脫硫脫硝與煉焦工段的融合性問題脫硫脫硝工段的正常操作不能影響焦?fàn)t系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。一般通過設(shè)置引風(fēng)機(jī)安全連鎖來(lái)保證，一是引風(fēng)機(jī)停機(jī)信號(hào)與旁通閥門的連鎖來(lái)保證引風(fēng)機(jī)突然停機(jī)后煙氣的快速出口問題；二是設(shè)置引風(fēng)機(jī)與焦?fàn)t交換機(jī)室的安全連鎖，若引風(fēng)機(jī)停機(jī)焦?fàn)t煤氣立即拉正，高爐煤氣調(diào)至小流量；三是設(shè)置引風(fēng)機(jī)停機(jī)信號(hào)與焦?fàn)t閘板閥的連鎖，引風(fēng)機(jī)停機(jī)后，煙氣閘板閥自動(dòng)打開，保證焦?fàn)t總煙道與煙囪的連接。通過上述三個(gè)安全連鎖保證了焦?fàn)t的正常加熱。
7、焦?fàn)t煤氣含有H2（55~60%），CH4（23~27%），CO（5~8%），CO2（1.5~3.0%），N2（3~7%），O2（<0.5%），c2h4(2~4%)；密度為0.45~0.50Kg/Nm3。高爐煤氣定義高壓鼓風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)）鼓風(fēng)，通過熱風(fēng)爐加熱后進(jìn)入了高爐，這種熱風(fēng)和焦炭助燃，產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙熱的焦炭產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳在上升的過程中，還原了鐵礦石中的鐵元素，使之成為生鐵，這就是煉鐵的化學(xué)過程。鐵水在爐底暫時(shí)存留，定時(shí)放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時(shí)候在高爐的爐氣中，還有大量的過剩的一氧化碳，這種混和氣體，就是“高爐煤氣”。
四川變溫吸附脫硫設(shè)計(jì)公司,由上面的反應(yīng)方程式可以看出，F(xiàn)e2O3吸收H2S變成Fe2S3，隨著沼氣的不斷產(chǎn)生，氧化鐵吸收H2S，當(dāng)吸收H2S達(dá)到一定的量，H2S的去除率將大大降低，直至失效。二、干法脫硫裝置的再生與利用Fe2S3是可以還原再生的，與O2和H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可還原為Fe2O3，原理如下：2Fe2S3·H2O+3O2＝2Fe2O3·H2O+6S綜合以上兩2反應(yīng)式，沼氣脫硫反應(yīng)式如下：H2S+1/2O2＝S+H2O(反應(yīng)條件是Fe2O3·H2O)由以上化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，F(xiàn)e2O3吸收H2S變成Fe2S3，F(xiàn)e2S3要還原成Fe2O3，需要O2和H2O。
原標(biāo)題：煉焦化產(chǎn)回收教案
第一章 緒論
第一節(jié) 煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述
一、煉焦化學(xué)
煉焦化學(xué)是研究以煤為原料，經(jīng)高溫干餾獲得焦炭和荒煤氣，并用經(jīng)濟(jì)合理的方法將荒煤氣分離和精制成化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)和工藝原理的學(xué)科。以煤為原料，經(jīng)過高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時(shí)獲得煤氣、煤焦油、并回收其他化工產(chǎn)品的工業(yè)是煉焦化學(xué)工業(yè)。
二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品
煤是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的由很多苯環(huán)縮合起來(lái)的多環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)，煤中的價(jià)鍵以碳原子結(jié)合為主，氫、氧、氮、硫等原子鑲嵌在苯環(huán)之間。
在加熱時(shí)能黏結(jié)成塊的煤種，通常稱之為煉焦煤。煉焦煤于煉焦?fàn)t內(nèi)在隔絕空氣高溫加熱條件下，煤質(zhì)發(fā)生一系列的變化，除生成固態(tài)焦炭外，還裂解生成揮發(fā)性產(chǎn)物簡(jiǎn)稱為荒煤氣。荒煤氣中含有許多各種化合物，包括常溫下的氣態(tài)物質(zhì)如氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等；C1～C 6直鏈烴類和氫等裂解成焦?fàn)t煤氣的主要成分。
第二節(jié) 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率
一、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成
煤料在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾時(shí)，煤質(zhì)發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化。
裝入煤在200℃以下蒸出表面水分，同時(shí)析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體；隨溫度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物開始分解，生成二氧化碳、水和酚類，這些酚主要是高級(jí)酚；至約500℃時(shí)，煤的大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈斷裂和分解，產(chǎn)生氣體和液體，煤質(zhì)軟化熔融，形成氣、固、液三相共存黏稠狀的膠質(zhì)體、并生成脂肪烴，同時(shí)釋放出氫。
在600℃前從膠質(zhì)層析出的和部分從半焦中析出的蒸汽和氣體稱為初次分解產(chǎn)物主要含有甲烷，二氧化碳、—氧化碳、化合水及初焦油，氫含量很低。
通過赤熱焦炭和沿炭化室爐墻向上流動(dòng)的氣體和蒸汽，因受高溫而發(fā)生環(huán)烷烴和烷烴的芳構(gòu)化過程(生成芳香烴)并析出氫氣，從而生成二次熱裂解產(chǎn)物。
當(dāng)發(fā)生二次熱裂解時(shí)，碳?xì)浠衔锓肿咏Y(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生以下幾種變化：
(a)C-C鍵斷裂引起結(jié)構(gòu)縮小反應(yīng)。
(b)C-H鍵裂解引起脫氫反應(yīng)。
(c)按異構(gòu)化進(jìn)行的重排反應(yīng)。
(d) 聚合、歧化、縮合引起的結(jié)構(gòu)增大反應(yīng)。
通過上述許多復(fù)雜反應(yīng)和其他反應(yīng)，煤氣中的甲烷和重?zé)N(主要為乙烯)的含量降低，氫的含量增高，煤氣的密度變小，并形成一定量的氨，苯族烴、萘和蒽等，在炭化室頂部空間最終形成一定組成的焦?fàn)t煤氣。
二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成
煉焦配煤在炭化室內(nèi)經(jīng)過一系列的物理變化和化學(xué)變化最終形成焦炭，排放出一定組成的荒煤氣。
荒煤氣中除凈焦?fàn)t煤氣外的主要組成（g/m3）：
經(jīng)回收化學(xué)產(chǎn)品和凈化后的煤氣，稱為凈焦?fàn)t煤氣，也稱回爐煤氣。
三、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率
煉焦化學(xué)產(chǎn)品的數(shù)量和組成隨煉焦溫度和原料煤質(zhì)量的不同而波動(dòng)。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，煤料高溫干餾時(shí)各種產(chǎn)物的產(chǎn)率，% (對(duì)干煤的質(zhì)量)：
四、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的因素
煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率取決于煉焦配煤的性質(zhì)和煉焦過程的技術(shù)操作條件。
1．配煤性質(zhì)和組成的影響
2．焦?fàn)t操作條件的影響
煉焦溫度、操作壓力、揮發(fā)物在爐頂空間停留時(shí)間、焦?fàn)t內(nèi)生成的石墨、焦炭或焦炭灰分中某些成分的催化作用都影響煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率及組成，最主要的影響因素是爐墻溫度(與結(jié)焦時(shí)間相關(guān))和炭化室頂部空間溫度（也稱爐頂空間溫度）。
第三節(jié) 回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程
從焦?fàn)t炭化室生成的荒煤氣需在化產(chǎn)回收車間進(jìn)行冷卻、輸送，回收焦油、氨、硫、苯族烴等化學(xué)產(chǎn)品，同時(shí)凈化煤氣。這一方面是為得到有用的化學(xué)產(chǎn)品，另一方面是為了便于煤氣順利地輸送、儲(chǔ)存和用戶的使用。
焦化廠一般采用冷卻、冷凝的方法除去煤氣中的焦油和水；利用鼓風(fēng)機(jī)抽吸和加壓輸送煤氣；用電捕方法除少量的焦油霧；煤氣中其他成分的脫除大多采用吸收法；對(duì)于凈化程度要求高的場(chǎng)合，可采用吸附法或冷凍法。
一、在正壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)
1.正壓操作系統(tǒng)
焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在初冷器的后面。
2 . 半負(fù)壓操作系統(tǒng)
焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在電捕焦油器的后面。
二、在負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)
在采用水洗氨的系統(tǒng)中，因洗氨塔操作溫度盡可能低些（22～25℃）為宜，故鼓風(fēng)機(jī)可設(shè)在煤氣凈化系統(tǒng)的最后面，這就是全負(fù)壓工藝流程。
三、粗苯加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)
粗苯工段生產(chǎn)的粗苯，經(jīng)兩苯塔分餾為輕苯和重苯。苯、甲苯、二甲苯的絕大部分和硫化物的大部分及50%的不飽和化合物聚集與輕苯中，苯乙烯、古馬隆和茚等高沸點(diǎn)不飽和化合物聚集于重苯中。輕苯和重苯分別加工。
四、焦油加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)
冷凝工段生產(chǎn)的煤焦油是具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體，其中含有上萬(wàn)種的物質(zhì)，須經(jīng)過予處理蒸餾切取組分集中的各種餾分，再對(duì)各種餾分用酸堿洗滌、蒸餾、聚合、結(jié)晶等方法進(jìn)行處理提取純產(chǎn)品。
第二章 煤氣的初冷和焦油氨水的分離
焦?fàn)t煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時(shí)的溫度為650－750℃此時(shí)煤氣中含有焦油氣，苯族烴、水汽，氨、硫化氫、氰化氫，萘及其他化合物，為回收和處理這些化合物，首先應(yīng)將煤氣冷卻，這是因?yàn)?
1. 從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品和凈化煤氣時(shí)，多采用比較簡(jiǎn)單易行的冷凝，冷卻法和吸收法，在較低的溫度下(25~ 35℃)才能保證較高的回收率;
2. 含有大量水汽的高溫煤氣體積大(例如由附表2查得0℃時(shí)lm3干煤氣，在80℃經(jīng)水蒸汽飽和后的體積2.429m3，而在25℃經(jīng)水汽飽和的體積為1.126m。，前者比后者大1.16倍)，顯然所需輸送煤氣管道直徑、鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力和功率均增大，這是不經(jīng)濟(jì)的;
3. 在煤氣冷卻過程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和萘也被分離出來(lái)，部分硫化物，氰化物等腐蝕性介質(zhì)溶于冷凝液中，從而可減少回收設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕。
煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：
第一步是在集氣管及橋管中用大量循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到80~90℃；
第二步再在煤氣初冷器中冷卻。在初冷器將煤氣冷卻到何種程度，隨化學(xué)產(chǎn)品回收與煤氣凈化選用的工藝方法而異，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，例如若以硫酸或磷酸作為吸收劑，用化學(xué)吸收法除去煤氣中的氨，初冷器后煤氣溫度可以高一些，一般為25~35℃；若以水作吸收劑，用物理吸收法除去煤氣中的氨初冷后煤氣溫度要低些，一般為25℃以下。
一、煤氣在集氣管內(nèi)的冷卻
1. 煤氣在集氣管內(nèi)冷卻的機(jī)理
煤氣在橋管和集氣管內(nèi)冷卻，是用表壓為150~200kPa的循環(huán)氨水通過噴頭強(qiáng)烈噴灑進(jìn)行的
當(dāng)細(xì)霧狀的氨水與煤氣充分接觸時(shí)，由于煤氣溫度很高而濕度又很低，故煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發(fā)，快速進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)過程。傳熱過程推動(dòng)力是煤氣與氨水的溫度差，所傳遞的熱量為顯熱，是高溫的煤氣將熱量傳熱傳給低溫的循環(huán)氨水。
傳熱過程推動(dòng)力是煤氣與氨水的溫度差，所傳遞的熱量為顯熱，是高溫的煤氣將熱量傳熱傳給低溫的循環(huán)氨水。傳質(zhì)過程的推動(dòng)力是循環(huán)氨水液面上的水汽分壓與煤氣中水汽分壓之差，氨水部分蒸發(fā)，煤氣溫度急劇降低，以供給氨水蒸發(fā)所需的潛熱，此部分熱量約占煤氣冷卻所放出總熱量的75％~80％。另有約占所放出總熱量10％的熱量由集氣管表面散失。
通過上述冷卻過程，煤氣溫度由650~750℃降至80 ~85 ℃，同時(shí)有60％左右的焦油氣冷凝下來(lái)，含在煤氣中的粉塵也被沖洗下來(lái)，有焦油渣產(chǎn)生。在集氣管冷卻煤氣主要是靠氨水蒸發(fā)吸收需要的相變熱使煤氣顯熱減少溫度降低，所以煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點(diǎn)溫度1~3℃。煤氣的露點(diǎn)溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，以是煤氣在集氣管中冷卻的極限。
2、煤氣露點(diǎn)與煤氣中水汽含量的關(guān)系
煤氣的冷卻及所達(dá)到的露點(diǎn)溫度同下列因素有關(guān)；在一般生產(chǎn)條件下，煤料水分每降低1％，露點(diǎn)溫度可降低0.6 ~0.7 ℃。顯然，降低煤料水分，對(duì)煤氣的冷卻很重要。
二、煤氣在集氣管內(nèi)冷卻的技術(shù)要求
1. 集氣管技術(shù)操作指標(biāo)
（1）集氣管在正常操作過程中用氨水而不用冷水噴灑，因冷水溫度低不易蒸發(fā)，使煤氣冷卻效果不好，所帶入的礦物雜質(zhì)會(huì)增加瀝青的灰分。此外，由于水溫很低，使集氣管底部劇烈冷卻、冷凝的焦油黏度增大，易使集氣管堵塞。氨水又有潤(rùn)滑性，便于焦油流動(dòng)，可以防止煤氣冷卻過程中煤粉、焦粒、焦油混合形成的焦油渣因積聚，而堵塞煤氣管道。
（2）進(jìn)入集氣管前的煤氣露點(diǎn)溫度主要與裝入煤的水分含量有關(guān)
（3）對(duì)不同形式的焦?fàn)t所需的循環(huán)氨水量也有所不同，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的定額數(shù)據(jù)為：對(duì)單集氣管的焦?fàn)t，每噸干煤需5m3循環(huán)氨水，對(duì)雙集氣管焦?fàn)t需6m3的循環(huán)氨水。
（4）集氣管冷卻操作中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行清掃，保持循環(huán)氨水噴灑系統(tǒng)暢通，氨水壓力、溫度、循環(huán)量力求穩(wěn)定。
三、集氣管的物料平衡與熱平衡
通過集氣管的物料平衡和熱平衡的計(jì)算，可以了解集氣管內(nèi)物料轉(zhuǎn)移的情況以及求得冷卻后的煤氣溫度。若冷卻后的煤氣溫度已確定，就可以求得必需的循環(huán)氨水用量及其蒸發(fā)量。也可用以評(píng)定集氣管操作好壞。
第二節(jié) 煤氣在初冷器的冷卻
煤氣冷卻和焦油蒸汽、水蒸汽的冷凝，可以采用不同形式的冷卻器。被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)直接接觸的冷卻器，稱為直接混合式冷卻器，簡(jiǎn)稱為直接冷卻器或直接冷卻；被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)分別從固體壁面的兩側(cè)流過，煤氣將熱量傳給壁面，再由壁面?zhèn)鹘o冷卻介質(zhì)的冷卻器，稱為間壁式冷卻器，簡(jiǎn)稱為間接冷卻器或間接冷卻。由于冷卻器的形式不同，煤氣冷卻所采取的流程也不同。
煤氣冷卻的流程可分為間接冷卻、直接冷卻和間直混合冷卻三種。
一、煤氣的間接初冷
1. 立管式冷卻器間接初冷工藝流程
經(jīng)氣液分離后的煤氣進(jìn)入數(shù)臺(tái)并聯(lián)立管式間接冷卻器，用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。從各臺(tái)初冷器出來(lái)的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度稱為集合溫度，這個(gè)溫度依生產(chǎn)工藝的不同而有不同的要求：在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，要求集合溫度低于35℃，在水洗氨生產(chǎn)系統(tǒng)中，則要求集合溫度低于25℃。隨著煤氣的冷卻，煤氣中絕大部分焦油氣、大部分水汽和萘在初冷器中被冷凝下來(lái)，萘溶解于焦油中。煤氣中一定數(shù)量的氨，二氧化碳，硫化氫，氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。
焦油和冷凝氨水的混合液稱為冷凝液。冷凝氨水中含有較多的揮發(fā)銨鹽（NH3與H2S、HCH、H2CO3形成的銨鹽，如 (NH4)S、NH4CN、(NH4)2CO3等），固定銨鹽（如NH4C1、NH4CNS、(NH4)SO4和(NH4)S2O3等）的含量較少。當(dāng)其溶液加熱至100℃即分解的銨鹽為揮發(fā)銨鹽，需加熱到220~250℃或有堿存在的情況下才能分解的銨鹽叫固定銨鹽。
2.橫管式冷卻器間接初冷工藝流程
橫管式煤氣初冷器冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。水通道分上下兩段，上段用循環(huán)水冷卻，下段用制冷水冷卻，將煤氣溫度冷卻到22℃以下。橫管式初冷器煤氣通道，—般分上中下三段，上段用循環(huán)氨水噴灑，中段和下段用冷凝液噴灑，根據(jù)上、中、下段冷凝液量和熱負(fù)荷的計(jì)算可知：上段和中段冷凝液量約占總量的95％，而下段冷凝液量?jī)H占總量的5％；從上段和中段流至下段的冷凝液由45℃降至30℃的顯熱及噴灑的冷凝液冷卻顯熱，約占總熱負(fù)荷的60％；下段冷凝液的冷凝圖2-5-1 橫管式煤氣初冷工藝流程潛熱及冷卻至30℃的顯熱，約占總熱負(fù)荷20%；下段噴灑冷凝液的冷卻顯熱，約占總熱負(fù)荷20%。
3.剩余氨水量的計(jì)算
在氨水循環(huán)系統(tǒng)中，由于加入配煤水分和煉焦時(shí)產(chǎn)生的化合水，使氨水量增多而形成所謂的剩余氨水。這部分氨水從循環(huán)氨水泵出口管路上引出，送去蒸氨。
顯然，剩余氨水量取決于配煤水分和化合水的數(shù)量以及煤氣初冷后集合溫度的高低．
煤氣初冷的集合溫度不宜偏高，否則會(huì)帶來(lái)下列問題：
①煤氣中水汽含量增多，體積變大，致使鼓風(fēng)機(jī)能力不足，影響煤氣正常輸送。
②焦油氣冷凝率降低，初冷后煤氣中焦油含量增多，影響后續(xù)工序生產(chǎn)操作。
③在初冷器內(nèi)，煤氣冷卻到一定程度（一般認(rèn)為55℃）以下，萘蒸汽凝華呈細(xì)小薄片晶體析出，可溶入焦油中，溫度愈低，煤氣中萘蒸汽含量也愈少，當(dāng)集合溫度高時(shí)，煤氣中含萘量將更顯著增大。
由上述可見，在煤氣初冷操作中，必須保證初冷器后集合溫度不高于規(guī)定值，并盡可能地脫除煤氣中的萘。
二、煤氣的直接初冷
煤氣的直接初步冷卻，是在直接冷卻塔內(nèi)由煤氣和冷卻水直接接觸傳熱完成的。
由吸氣主管來(lái)的80～85℃的煤氣，經(jīng)過氣液分離器進(jìn)入并聯(lián)的直接式初冷塔，用氨水噴灑冷卻到25～28℃，然后由鼓風(fēng)機(jī)送至捕焦油器，捕除焦油霧后，將煤氣送往回收氨工段。
由氣液分離器分離出的氨水、焦油和焦油渣，經(jīng)焦油盒分出焦油渣后流入焦油氨水澄清池，從澄清池出來(lái)的氨水用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。澄清池底部的焦油流入焦油池，然后用泵抽送到焦油槽，再送往焦油車間加工處理。焦油盒底部的焦油渣由人工撈出。
初冷塔底部流出的氨水和冷凝液經(jīng)水封槽進(jìn)入初冷循環(huán)氨水澄清池，與洗氨塔來(lái)的氨水混合并在澄清池與焦油進(jìn)行分離。分離出來(lái)的焦油與上述焦油混合。澄清后的氨水則用泵送入冷卻器冷卻后，送至初冷塔循環(huán)使用。剩余氨水則送去蒸氨或脫酚。
煤氣直接初冷，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。某廠實(shí)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，在直接初冷塔內(nèi)，可以洗去90％以上的焦油，80％左右的氨，60%以上的萘，以及約50%的硫化氫和氰化氫。這對(duì)后面洗氨洗苯過程及減少設(shè)備腐蝕都有好處。
同煤氣間接初冷相比，直接初冷還具有冷卻效率較高， 煤氣壓力損失小，基建投資較少等優(yōu)點(diǎn)。但也具有工藝流程較復(fù)雜。動(dòng)力消耗較大，循環(huán)氨水冷卻器易腐蝕易堵塞、各澄清池污染嚴(yán)重，大氣環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。因此目前大型焦化廠還很少單獨(dú)采用這種煤氣直接冷卻流程
三、間冷和直冷結(jié)合的煤氣初冷
如前所述煤氣的直接初冷，是在直接冷卻塔內(nèi)，由煤氣和冷卻水(經(jīng)冷卻后的氨水焦油混合液)直接觸傳熱而完成的。此法不僅冷卻了煤氣，且具有凈化煤氣效果良好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低及煤氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。間冷直冷結(jié)合的煤氣初冷工藝即是將二者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的方法，在國(guó)內(nèi)外大型焦化已得到采用。
自集氣管來(lái)的荒煤氣幾乎為水蒸汽所飽和，水蒸汽熱焓約占煤氣總熱焓的94%，所以煤氣 在高溫階段冷卻所放出的熱量絕大部分為水蒸汽冷凝熱，因而傳熱系數(shù)較高；而且在溫度較高時(shí)(高于52℃)，萘不會(huì)凝結(jié)造成設(shè)備堵塞。所以，煤氣高溫冷卻階段宜采用間接冷卻。而在低溫冷卻階段，由于煤氣中水汽含量已大為減少，氣體對(duì)壁面間的對(duì)流傳熱系數(shù)低，同時(shí)萘的凝結(jié)也易于造成堵塞。所以，此階段宜采用直接冷卻。
第三節(jié) 焦油氨水的分離
一、焦油氨水混合物的性質(zhì)及分離要求
在用循環(huán)氨水于集氣管內(nèi)噴灑荒煤氣時(shí)，約60%的焦油冷凝下來(lái)，這種集氣管焦油是重質(zhì)焦油，其相對(duì)密度(20℃) 1.22左右，黏度較大，其中混有一定數(shù)量的焦油渣。
煤氣再初冷器中冷卻，冷凝下來(lái)的焦油為輕質(zhì)焦油。其輕組分含量較多。在兩種氨水混合分離流程中，上述輕質(zhì)焦油和重質(zhì)焦油的混合物稱之為混合焦油。混合焦油20℃密度可降至1.15~1.19kg/1，黏度比重質(zhì)焦油減少20％~45％，焦油渣易于沉淀下來(lái)，混合焦油質(zhì)量明顯改善。但在焦油中仍存在一些浮焦油渣，給焦油分離帶來(lái)一定困難。
焦油的脫水直接受溫度和循環(huán)氨水中固定銨鹽含量的影響，在80~90℃和固定銨鹽濃度較低情況下，焦油與氨水較易分離。因此，在獨(dú)立的氨水分離系統(tǒng)中，集氣管焦油脫水程度較差，而在采用混合氨水分離流程時(shí)，混合焦油的脫水程度較好，但只進(jìn)行一步澄清分離仍不能達(dá)到要求的脫水程度，還須在焦油貯槽內(nèi)保持80~90℃條件下進(jìn)一步脫水。
二、焦油氨水混合物的分離方法和流程
三、焦油質(zhì)量的控制
焦油中水分、灰分、甲苯不溶物是焦油質(zhì)量的重要指標(biāo)，它主要取決于冷凝工序的生產(chǎn)操作。操作中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
(1)焦油氨水澄清槽內(nèi)應(yīng)保持—定的焦油層厚度，—般為1.5～2m，排出焦油時(shí)應(yīng)連續(xù)均勻，不宜過快，要求夾帶的氨水和焦油渣盡可能少，最好應(yīng)裝有自動(dòng)控制裝置。
(2)嚴(yán)禁在焦油澄清槽內(nèi)隨意排入生產(chǎn)中的雜油、雜水，以利于焦油、氨水、焦油渣分層，便于分離。
(３)靜置脫水的焦油儲(chǔ)槽，嚴(yán)格控制溫度在80~90℃，保證靜置時(shí)間在兩晝夜以上。同時(shí)應(yīng)按時(shí)放水，向精制車間送油時(shí)應(yīng)均勻進(jìn)行，且保持槽內(nèi)有一定的庫(kù)存量。
(４)嚴(yán)格控制初冷器后的集合溫度符合工藝要求，避免因增大風(fēng)機(jī)吸力而增加煤粉和焦粉的帶入量。另外，焦?fàn)t操作應(yīng)力求穩(wěn)定，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)技術(shù)操作規(guī)定，盡量減少因煤粉、焦粉帶入煤氣而形成焦油渣，防止焦油氨水分離困難。
（５）機(jī)械化氨水澄清槽氨水滿流情況、焦油壓油情況、油水界面升降，減速機(jī)、刮渣機(jī)運(yùn)行情況保持正常。
第四節(jié) 煤氣冷卻和冷凝的主要設(shè)備
一、煤氣冷卻設(shè)備
1. 立管式間接冷卻器
2．橫管式間接冷卻器
二、澄清分離設(shè)備
焦油、氨水和焦油渣組成的液體混合物是一種懸浮液和乳濁液的混合物，焦油和氨水的密度差較大，容易分離。因此所采用的焦油氨水澄清分離設(shè)備多是根據(jù)分離粗懸浮液的沉降原理制作的。主要有臥式機(jī)械化氨水澄清槽、立式焦油氨水分離器、雙錐形氨水分離器等。廣泛應(yīng)用的是臥式機(jī)械化氨水澄清槽。
第三章 煤氣的輸送和焦油霧的清除
第一節(jié) 煤氣輸送系統(tǒng)
煤氣由炭化室出來(lái)經(jīng)集氣管、吸氣管、冷卻及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品回收設(shè)備直到煤氣貯罐或送回焦?fàn)t或到下游用戶，要通過很長(zhǎng)的管路及各種設(shè)備。為了克服這些設(shè)備和管道阻力及保持足夠的煤氣剩余壓力，需設(shè)置煤氣鼓風(fēng)機(jī)。同時(shí)，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及選用設(shè)備時(shí)，除考慮工藝要求外，還應(yīng)該使整個(gè)系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗。
一、煤氣輸送系統(tǒng)及阻力
煤氣輸送系統(tǒng)的阻力，因回收工藝流程及所用設(shè)備的不同而有較大差異，同時(shí)也因煤氣凈化程度的不同及是否有堵塞情況而有較大波動(dòng)。
鼓風(fēng)機(jī)一般設(shè)置在初冷器后面。這樣，鼓風(fēng)機(jī)吸入的煤氣體積小，負(fù)壓下操作的設(shè)備和煤氣管道少。有的焦化廠將油洗萘塔及電捕焦油器設(shè)在鼓風(fēng)機(jī)前，進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的煤氣中焦油、萘含量少，可減輕鼓風(fēng)機(jī)及以后設(shè)備堵塞，有利于化學(xué)產(chǎn)品回收和煤氣凈化。
二、煤氣輸送管路
煤氣管道管徑的選用和管件設(shè)置是否合理及操作是否正常，對(duì)焦化廠生產(chǎn)具有重要意義。煤氣輸送管路一般分為出爐煤氣管路（煉焦車間吸氣管至煤氣凈化的最后設(shè)備）和回爐煤氣管路；若焦?fàn)t用高爐煤氣加熱，還有自煉鐵廠至煉焦焦?fàn)t的高爐煤氣管路。這些管路的合理設(shè)置與維護(hù)都是至關(guān)重要的。
1.煤氣管道的管徑選擇
選用的煤氣流速大時(shí)，管道直徑可減小，鋼材耗量也相應(yīng)降低，節(jié)省基建投資，但這會(huì)使管路阻力增大，因而鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗也隨之增大；當(dāng)流速小時(shí)，情況則相反。所以，所選用的適宜流速應(yīng)該是折舊費(fèi)、維修費(fèi)和操作費(fèi)構(gòu)成的總費(fèi)用最低
２. 煤氣管道應(yīng)有一定的傾斜度，以保證冷凝液按預(yù)定方向自流。吸氣主管順煤氣流向傾斜度10‰，鼓風(fēng)機(jī)前后煤氣管道順煤氣流向傾斜度為5‰，逆煤氣流向?yàn)?‰，飽和器后至粗苯工序前煤氣管道逆煤氣流向傾斜度為7～15‰。
３. 管路的熱延伸和補(bǔ)償
管路隨季節(jié)的變化以及管內(nèi)介質(zhì)和保溫情況的不同，都有溫度的變化。當(dāng)溫度升高和降低時(shí)，管路必然發(fā)生膨脹或收縮變化，變化的數(shù)值可由計(jì)算得出。
在焦?fàn)t煤氣管道上一般采用填料函式補(bǔ)償器，在高爐煤氣管道上一般采用鼓式補(bǔ)償器。直徑較小的煤氣管道可用U管自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)于小型焦化廠的煤氣管道，由于直徑較小、轉(zhuǎn)彎較多等特點(diǎn)，則可以充分利用彎管的自動(dòng)補(bǔ)償。
4.安裝自動(dòng)放散裝置
5.其他輔助設(shè)施
第二節(jié) 鼓風(fēng)機(jī)及其操作性能
一、離心式鼓風(fēng)機(jī)
1.離心式鼓風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及工作原理
離心式鼓風(fēng)機(jī)又稱渦輪式或透平式鼓風(fēng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。其構(gòu)造如圖3—2所示，離心式鼓風(fēng)機(jī)由導(dǎo)葉輪，外殼和安裝在軸上的兩個(gè)工作葉輪組成。
煤氣由吸入口進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的第一工作葉輪，在離心力的作用下，增加了動(dòng)能并被甩向葉輪外面的環(huán)形空隙，于是在葉輪中心處形成負(fù)壓，煤氣即被不斷吸入。由葉輪甩出的煤氣速度很高，當(dāng)進(jìn)入環(huán)形空隙后速度減小，其部分動(dòng)能變成靜壓能，并沿導(dǎo)葉輪通道進(jìn)入第二葉輪，產(chǎn)生與第一葉輪及環(huán)隙相同的作用，煤氣的靜壓能再次得到提高，經(jīng)出口連接管被送入管路中。煤氣的壓力是在轉(zhuǎn)子的各個(gè)葉輪作用下．并經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而得到提高。
顯然，葉輪的轉(zhuǎn)速越高，煤氣的密度越大，作用于煤氣的離心力即越大，則出口煤氣的壓力也就越高。
2.鼓風(fēng)機(jī)輸氣能力及軸功率的計(jì)算
3.煤氣在鼓風(fēng)機(jī)中的溫升
在離心式鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)，煤氣被壓縮所產(chǎn)生的熱量，絕大部分被煤氣吸收，只有小部分熱量散失。因此，煤氣在鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)的壓縮過程可以近似地視為絕熱過程。
二. 離心式鼓風(fēng)機(jī)的性能與調(diào)節(jié)
焦化廠中鼓風(fēng)機(jī)操作非常重要，既要輸送煤氣，，又要保持炭化室和集氣管的壓力穩(wěn)定。在正常生產(chǎn)情況下，集氣管壓力用壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)調(diào)節(jié)，但當(dāng)調(diào)節(jié)范圍不能滿足生產(chǎn)變化的要求時(shí)，即須對(duì)鼓風(fēng)機(jī)操作進(jìn)行必要的調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的生產(chǎn)能力與總壓頭之間有一定的關(guān)系，可用圖3-3所示鼓風(fēng)機(jī)Q—H特性曲線來(lái)表示。
曲線有一最高點(diǎn)B，相應(yīng)于B點(diǎn)壓頭(最高壓頭)的輸送量稱為臨界輸送量。鼓風(fēng)機(jī)不允許在B點(diǎn)的左側(cè)范圍內(nèi)操作，因在此范圍內(nèi)鼓風(fēng)機(jī)輸送量波動(dòng)，并會(huì)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生“飛動(dòng)”現(xiàn)象。只有在B點(diǎn)右側(cè)延伸的特性曲線范圍內(nèi)操作才是穩(wěn)定的。所以，B點(diǎn)右側(cè)的特性曲線范圍是鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)，B點(diǎn)的左側(cè)為鼓風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定工作區(qū)。
當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況改變時(shí)，要用調(diào)節(jié)的手段使鼓風(fēng)機(jī)處于穩(wěn)定工作區(qū)，維護(hù)其穩(wěn)定運(yùn)行。常用的調(diào)節(jié)方法有以下幾種：
（1）改變轉(zhuǎn)速。當(dāng)改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，流量與性能曲線相應(yīng)改變。此法調(diào)節(jié)范圍寬，經(jīng)濟(jì)性好，是離心式鼓風(fēng)機(jī)的最佳調(diào)節(jié)手段。
（2）進(jìn)口節(jié)流。調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)吸入口的閥門開度時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)的特性曲線隨之改變。如圖3-5所示 ，當(dāng)吸入開閉器的開度變小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定工作范圍隨之變小，鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力及總壓頭也均相應(yīng)減小。此調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，適用于固定轉(zhuǎn)速機(jī)組的調(diào)節(jié)，但由于鼓風(fēng)機(jī)前吸力增大，會(huì)使壓縮比(P2/P1)變大，則鼓風(fēng)機(jī)軸功率消耗及煤氣溫升增高，故較少采用此法。
（3）出口節(jié)流。調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)出口的閥門開度，調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，但經(jīng)濟(jì)性差，適用于小功率機(jī)組的調(diào)節(jié)。
電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)如果用出入口開閉器進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)特別注意鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)電流的變化，一般操作電流不應(yīng)小于電機(jī)額定電流的60%，以防止發(fā)生“飛動(dòng)”現(xiàn)象。
（4） 交通管調(diào)節(jié)。當(dāng)煤氣流量減少時(shí)，調(diào)節(jié)交通管的閥門開閉度，使一部分出口煤氣返回吸入口，以維持鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。交通管調(diào)節(jié)有“大循環(huán)”和“小循環(huán)”兩種方式。
當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)能力較大，而輸送的煤氣量較小時(shí)，為保證鼓風(fēng)機(jī)工作穩(wěn)定，可用如圖3-6所示的小循環(huán)管來(lái)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的操作，按調(diào)節(jié)閥門的開度大小，使由鼓風(fēng)機(jī)壓出的煤氣部分重新回到吸入管，這種方法稱為“小循環(huán)”調(diào)節(jié)。
當(dāng)焦?fàn)t剛開工投產(chǎn)或因故大幅度延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間時(shí)煤氣發(fā)生量過少，低于“小循環(huán)”調(diào)的限度時(shí)，則易采用“大循環(huán)”調(diào)節(jié)方法。
如圖3-7所示，“大循環(huán)”調(diào)節(jié)就是通過“大循環(huán)”調(diào)節(jié)閥門將鼓風(fēng)機(jī)壓出的部分煤氣經(jīng)煤氣大循環(huán)管送到初冷器前的煤氣管道中，經(jīng)過冷卻后，再回到鼓風(fēng)機(jī)去。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)獲知，當(dāng)煤氣量為鼓風(fēng)機(jī)額定能力的1/4~1/3時(shí)，就需采用煤氣“大循環(huán)”調(diào)節(jié)措施。顯然“大循環(huán)”調(diào)節(jié)方法可較好地解決煤氣溫升過高的問題，但同樣要增加鼓風(fēng)機(jī)能量的消耗，同時(shí)會(huì)增加初冷器的負(fù)荷及冷卻水的用量。如果進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的煤氣量過小時(shí)，經(jīng)過風(fēng)機(jī)多次循環(huán)后，鼓風(fēng)機(jī)后煤氣溫度仍會(huì)發(fā)生升溫過高，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)煤氣出口開閉器開度，以防軸瓦損壞。
三、 羅茨式鼓風(fēng)機(jī)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)有一鑄鐵外殼，殼內(nèi)裝有兩個(gè)“8”字形的用鑄鐵或鑄鋼制成的空心轉(zhuǎn)子，并將氣缸分成兩個(gè)工作室。兩個(gè)轉(zhuǎn)子裝在兩個(gè)互相平行的軸上，在這兩個(gè)軸上又各裝有一個(gè)互相咬合、大小相同的齒輪，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)由皮帶輪帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)子時(shí)，主軸上的齒輪又帶動(dòng)了從動(dòng)軸上的齒輪，所以兩個(gè)轉(zhuǎn)子做相對(duì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)一個(gè)工作室吸入氣體，由轉(zhuǎn)子推入另一個(gè)工作室而將氣體壓出。每個(gè)轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁及與另一個(gè)轉(zhuǎn)子表面均需緊密配合，其間隙一般為0.25~0.40mm。
第四節(jié) 煤氣中焦油霧的清除
一、煤氣中焦油霧的形成和清除目的
煤氣中的焦油霧是在煤氣冷卻過程中形成的。荒煤氣中所含焦油蒸氣80~120g/m3，在初冷過程中，除有絕大部分冷凝下來(lái)形成焦油液體外，還會(huì)形成焦油霧，以內(nèi)充煤氣的焦油氣泡狀態(tài)或極細(xì)小的焦油滴(φ1~17μm)存在于煤氣中。由于焦油霧滴又輕又小，其沉降速度小于煤氣運(yùn)行速度，因而懸浮于煤氣中并被煤氣帶走。
初冷器后煤氣中焦油霧的含量一般為2~5g/m3(立管初冷器后)或1.0~2.5g/m3(橫管冷卻器后或直接冷卻塔后)。煤氣中焦油霧需較徹底地清除，否則對(duì)化產(chǎn)回收操作產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
焦油霧在飽和器凝結(jié)下來(lái)，會(huì)使硫銨質(zhì)量變壞，酸焦油增多，并可能使母液起泡沫，降低母液密度，而使煤氣有從飽和器滿流槽中沖出的危險(xiǎn)；．焦油霧進(jìn)入洗苯塔內(nèi)，會(huì)使洗油質(zhì)量變壞，影響粗苯的回收；當(dāng)煤氣進(jìn)行脫除硫化氫時(shí)，焦油霧會(huì)使脫硫塔脫硫效率降低，對(duì)水洗氨系統(tǒng)，焦油霧會(huì)造成煤氣脫萘效果差和洗氨塔的堵塞。因此，必須采用專門的設(shè)備予以清除，化產(chǎn)回收工藝要求煤氣中所含焦油量最好低于0.02g/m3。從焦油霧滴的大小及所要求的凈化程度來(lái)看，采用電捕焦油器最為經(jīng)濟(jì)可靠。
二、電捕焦油器
1. 電捕焦油器的工作原理 根據(jù)板狀電容的物理原理，如在兩金屬板間維持很強(qiáng)的電場(chǎng)，使含有塵灰或霧滴的氣體通過其間，氣體分子發(fā)生電離，生成帶有正電荷或負(fù)電荷的離子，于是正離子向陰極移動(dòng)，負(fù)離子向陽(yáng)極移動(dòng)。當(dāng)電位差很高時(shí)，具有很大速度(超過臨界速度)和動(dòng)能的離子和電子與中性分子碰撞而產(chǎn)生新的離子(即發(fā)生碰撞電離)，使兩極間大量氣體分子均發(fā)生電離作用。離子與霧滴的質(zhì)點(diǎn)相遇而附于其上，使質(zhì)點(diǎn)帶有電荷，即可被電極吸引而從氣體中除去。但金屬平板形成的是均勻電場(chǎng)，當(dāng)電壓增大到超過絕緣電阻時(shí)，兩極之間便會(huì)產(chǎn)生火花放電，這不僅會(huì)引致電能損失，且能破壞凈化操作。
為了避免火花放電或發(fā)生電弧，應(yīng)采用如圖3-9(a ) 、(b)、(c)所示的不均勻電場(chǎng)。圖中(a)為均勻電場(chǎng);(b)為管式電捕焦油器所采用的不均勻電場(chǎng)，用金屬圓管和沿管中心安裝的拉緊導(dǎo)線作為正、負(fù)電極; (c)為環(huán)板式電捕焦油器采用的不均勻電場(chǎng)，是以同心圓環(huán)形金屬板和設(shè)置其間的金屬導(dǎo)線作為正負(fù)電極。
在不均勻電場(chǎng)中，當(dāng)兩極間電位差增高時(shí)，電流強(qiáng)度并不發(fā)，生急劇的變化。這是因在導(dǎo)線附近的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，導(dǎo)線附近的離子能以較大的速度運(yùn)動(dòng)，使被碰撞的煤氣分子離子化，而離導(dǎo)線中心較遠(yuǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度小，離子的速度和動(dòng)能不能使相遇的分子離子化，因而絕緣電阻只在—導(dǎo)線附近電場(chǎng)強(qiáng)度最大處發(fā)生擊穿,即形成局部電離放電現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為電暈現(xiàn)象,導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電暈現(xiàn)象的空間稱為電暈區(qū),導(dǎo)線既成為電暈極。
由于在電暈區(qū)內(nèi)發(fā)生急劇的碰撞電離，形成了大量正、負(fù)離子。負(fù)離子的速度比正離子大(為正離子的1.37倍)，所以電暈極常取為負(fù)極，圓管或環(huán)形金屬板則取為正極，因而速度大的負(fù)離子即向管壁或金屬板移動(dòng)，正離子則移向電暈極。在電暈區(qū)內(nèi)存在兩種離子，而電暈區(qū)外只有負(fù)離子，因而在電捕焦油器的大部分空間內(nèi)，焦油霧滴只能成為帶有負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)而向管壁或板壁移動(dòng)。由于圓管或金屬板是接地的，荷電焦油質(zhì)點(diǎn)到達(dá)管壁或板壁時(shí)，既放電而沉淀于板壁上，故正極也稱為沉淀極。
由于存在正離子的電暈區(qū)很小，且電暈區(qū)內(nèi)正負(fù)離子有中和作用，所以電暈極上沉積的焦油量很少，絕大部分焦油霧均在沉淀極沉積下來(lái)。煤氣離子經(jīng)在兩極放電后，則重新轉(zhuǎn)變成煤氣分子，從電捕焦油器中逸出。
初冷器后煤氣中絕大部分焦油是以焦油霧的狀態(tài)存在的，所以在電捕焦油器正常操作情況下，煤氣中焦油霧可被除去99％左右。
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機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、密封性強(qiáng)、安裝維修比較方便。它不但能水平輸送，也能傾斜或垂直提升輸送；能多點(diǎn)加料，也能多點(diǎn)卸料，輸送機(jī)工藝布置較為靈活。由于殼體是封閉的，這在輸送物料時(shí)，對(duì)改善工人的操作條件和防止環(huán)境污染等方面都有較突出的優(yōu)點(diǎn)
氣力輸送機(jī)，是一種先進(jìn)的物料搬運(yùn)機(jī)械。吸糧機(jī)是我司研制的氣力輸送設(shè)備之一，該設(shè)備是專門為面粉廠、糧食貯備庫(kù)、農(nóng)場(chǎng)、車站、碼頭、糧油加工、釀造等行業(yè)而設(shè)計(jì)制造，使糧食在運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過程中的散裝、 散運(yùn)、散卸、翻倉(cāng)、倒垛、補(bǔ)倉(cāng)、出倉(cāng)的流程操作更省人工、更便捷。
原標(biāo)題：鼓風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展
一、鼓風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)在冶煉行業(yè)占有重要的位置。從礦石到煉制成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風(fēng)機(jī)。
圖1 冶金行業(yè)流程圖
1、燒結(jié)用風(fēng)機(jī)
冶煉用的礦石在冶煉之前對(duì)礦石要進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機(jī)，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風(fēng)機(jī)和冷卻通風(fēng)機(jī)。
2、焦?fàn)t煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)
焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦?fàn)t內(nèi)的煤氣須經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出后，一部分作為煉焦?fàn)t的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。
焦?fàn)t煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品是羅茨鼓風(fēng)機(jī)其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)組由電動(dòng)機(jī)、齒輪增速機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機(jī)體良好對(duì)中，并能適應(yīng)機(jī)殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強(qiáng)剛度便于拆卸檢修。
轉(zhuǎn)子由主軸、葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成；葉輪采用高強(qiáng)度合金鋼焊接結(jié)構(gòu)。
軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動(dòng)軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動(dòng)軸承。
密封設(shè)在級(jí)間、葉輪進(jìn)口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。
圖2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)
3、高爐鼓風(fēng)機(jī)
在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風(fēng)爐里的離心通風(fēng)機(jī)。
氧氣對(duì)鋼鐵工業(yè)在于強(qiáng)化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設(shè)備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機(jī)中必須使用空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、加熱鼓風(fēng)機(jī)和透平膨脹機(jī)，即一般所稱的”制氧四大機(jī)”。
4、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風(fēng)機(jī)
轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)是指轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收以外的各揚(yáng)塵點(diǎn)的煙氣收集和除塵。其中包括轉(zhuǎn)爐兌鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。
5、鋼廠動(dòng)力站用離心式壓縮機(jī)
離心壓縮機(jī)是在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。主要特點(diǎn)是整體組裝式結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤(rùn)滑油系統(tǒng)用1個(gè)公用底座。進(jìn)口設(shè)置有進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片，是優(yōu)化壓縮機(jī)非工況點(diǎn)運(yùn)行性能的最經(jīng)濟(jì)的方法。進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以在氣流變化中實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)出口的定壓輸出。
6、化鐵爐用風(fēng)機(jī)
除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風(fēng)機(jī)外，一般機(jī)械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風(fēng)機(jī)（高壓通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)）壓送足夠的空氣加以助燃。
7、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置
高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹作功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質(zhì)。
二、未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
冶金工業(yè)所用的風(fēng)機(jī)種類盡管有許多種，但相對(duì)來(lái)講有一定難度，能代表風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)。這3種風(fēng)機(jī)，國(guó)外的技術(shù)水平高于國(guó)內(nèi)，國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)水平就是國(guó)內(nèi)應(yīng)積極努力的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
圖3 冶金行業(yè)工作圖
1、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)具有效率高，容量大，性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。目前國(guó)外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機(jī)。作為高爐鼓風(fēng)用的軸流壓縮機(jī)，其流量已達(dá)10000m3/min，壓力達(dá)0.69MPa,功率已達(dá)70000kW。
近年來(lái)，為提高軸流壓縮機(jī)的效率，國(guó)外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機(jī)殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴(kuò)散。利用電子計(jì)算機(jī)作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)自動(dòng)化，運(yùn)行最佳化。
2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī)，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提高效率，降低能耗，加強(qiáng)耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。
燒結(jié)機(jī)的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機(jī)）和厚料層（已達(dá)700mm），促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向大風(fēng)量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的最大流量為40000 m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。
由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施：
（1）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對(duì)中盤的沖刷；
（2）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）；
（3）由可更換的錐盤保護(hù)中盤不受磨損；
（4）機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板；
（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料；
（6）表面強(qiáng)化處理 表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。
目前，國(guó)外正在進(jìn)行關(guān)于燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動(dòng)力學(xué)方面來(lái)進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問題。
3、煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)
該裝置發(fā)展快、水平高。
隨著冶金行業(yè)發(fā)展，煤氣輸送作為冶金行業(yè)工藝?yán)镏匾沫h(huán)節(jié)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇尤為關(guān)鍵。適宜的羅茨鼓風(fēng)機(jī)會(huì)減少噪音，提高工作效率，制作質(zhì)量幅度上升。隨著科技的發(fā)展，未來(lái)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、一體化、高效化。
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