Транспорт прямого и обратного коксового газа по схеме коксохимзавода

Эвакуация парогазовых продуктов коксования из коксовых печей упрямой коксовый газ, смола, аммиачная вода), прохождение, передача по факту коксохимзавода через систему газопроводов и улавливающей паратуры, а также подача его на коксовые печи имеет большое значение для организации обогрева коксовых печей; а также их гидравлический режим (рис 31). От того, как произведена очистка коксового газа от смолы, аммиака нафталина, сырого бензола зависит состояние газоподводящей аппаратуру периодичность ее очистки, коррозия и износ, то есть условия ее эксплуатации. Это прямо связано также с сохранностью и продолжительностью успешной эксплуатации коксовых печей.

Рис. 31. Транспорт коксового газа по схеме коксохимического завода; 1-коксовая печь; 2- стояк с клапанной коробкой; 3- газосборник; 4- сепаратор; 5-холодильник; 6- нагнетатель; 7- электрофильтр; 8- верхняя секция конечного холодильника; 9- нижняя секция конечного холодильника; 10- отстойник; 11-градирня; 12, 15, 17- насосы; 13, 14, 16 отстойники

В газосборниках коксовых печей поддерживается температура 80 - 85°С и давление на уровне 120 - 150 Па. Для охлаждения парогазовых продуктов на газосборники подается аммиачная вода под давлением 2-3 МПа с температурой 40 - 60°С. При этом испаряется около 3 % подаваемой на орошение воды, в газосборниках конденсируется около 50 % находящихся в парогазовых продуктах паров смолы (так называемая тяжелая смола). Газ из газосборника поступает в сепаратор, где освобождается от брызг смолы и воды, которые смешиваются со смесью смолы и воды, стекающей по прямому газопроводу (рис. 30) и поступают в отстойники.

Газ из сепаратора проходит в первичные холодильники, где конденсируются оставшаяся смола и большая часть водяных паров, насыщающих газ, а газ охлаждается до 25 - 35 °С (на некоторых заводах до 40 - 45°С), и далее поступает на всасывающую линию нагнетателя. Конденсат из холодильников стекает в специальную емкость. Сжатый газ из нагнетателя, нагретый на 10 - 15 °С за счет адиабатического сжатия, поступает в электрофильтр. В газе после холодильников содержится большое количество капель воды и смолы. Значительная часть капель жидкой фазы отделяется в центробежном поле нагнетателя, а остаток ее в электростатическом поле электрофильтра. Конденсат, отделяемый в нагнетателе и электрофильтре, стекает в ту же специальную емкость.

В отстойниках за счет разности плотностей происходит разделение надсмольной воды, каменноугольной смолы и фусов. Последние представляют гобой сгустки, состоящие из смолы, частиц угольной и коксовой пыли. Фусы собираются на дне отстойника, с помощью скребкового транспортера выносятся из него и периодически удаляются на утилизационную установку, откуда в виде эмульсии подаются на угольную шихту. Вода, насыщенная аммиаком и солями аммония (аммиачная вода), отводится с верху отстойника в емкость, откуда через фильтры насосом подается на коксовые печи для охлаждения парогазовых продуктов. Смола отводится на переработку. Для охлаждения парогазовых продуктов коксования на печи необходимо подавать 5 - 6 м³ аммиачной воды на тонну коксуемой угольной шихты.

После первичных газовых холодильников, которые представляют собой водяные или воздушные кожухотрубные холодильники с вертикально или горизонтально расположенными трубами, объем парогазовых продуктов уменьшается в 2 - 2, 5 раза. Транспортирование коксового газа осуществляется центробежными нагнетателями (газодувками). С их помощью газы удаляются из коксовых печей, перемещаются через все трубопроводы и аппараты отделений цехов улавливания и доставляются потребителю. На выходе из коксохимического производства газ должен иметь избыточное давление 4-6 кПа. Максимальное разрежение перед нагнетателями 4-5 кПа, а избыточное давление на стороне нагнетания 20 - 30 кПа. Суммарный напор используемых в настоящее время нагнетателей составляет 30-36 кПа. Температура газа после нагнетателя повышается на 10 - 15 °С.

Для транспортирования газа используются нагнетатели производительностью 72 - 114 тыс. м³/ч с числом оборотов рабочего колеса 3000 - 5000 об/мин. Обычно для обслуживания четырех коксовых батарей используют три нагнетателя (два рабочих и один резервный). В качестве привода применяются одноступенчатые паровые турбины или электродвигатели. В большинстве случаев из трех нагнетателей, установленных в машинном отделении, два имеют электрический, а один паровой привод, что позволяет работать при аварийном отключении электроэнергии. После нагнетателей также могут быть установлены электрофильтры для улавливания смоляного тумана.

Следующим по ходу газа располагается отделение улавливания аммиака. Хотя аммиак коксового газа может быть использован как самостоятельное удобрение, или как сырье для получения других удобрений, однако серьезного влияния на общий баланс связанного азота он не оказывает, так общие ресурсы аммиака, содержащиеся в коксовом газе, составляют не более 2 % объема производства синтетического аммиака. Необходимость улавливания аммиака обусловлена в настоящее время следующими причинами.

По принятой в настоящее время технологии значительная часть аммиака, остающегося в газе, поглощается водой при конечном охлаждении и выделяется в атмосферу на градирне; хотя на некоторых заводах цикл конечного охлаждения замкнут, и выделения в атмосферу аммиака цианистого водорода не происходит.

Аммиак, совместно с находящимся в газе цианистым водородом усиливает коррозию оборудования: оставшийся в газе аммиак при сжигании превращается в токсичные и коррозионно-активные оксиды, стабилизирует эмульсии воды и масла при улавливании бензола.

Все это затрудняет работу коксохимического производства, поэтому по правилам технической эксплуатации допустимое содержание аммиака в газе не должно превышать 0, 03 г/м³. Коксовый газ после нагнетателей и электрофильтров поступает в аппараты для улавливания аммиака раствором серной кислоты (сатураторы или абсорберы, при бессатураторном методе). На некоторых заводах аммиак улавливается фосфорной кислотой с последующим выделением аммиака и его сжиганием в специальной печи, исключающей выделение в атмосферу значительных количеств оксидов азота. Газ, выходящий из аппаратов, направляется для улавливания сероводорода, содержание которого в газе, направляемом на сжигание, не должно превышать 2 г/см³, и сырого бензола. Перед аппаратами, в которых осуществляется улавливание бензола, газ подвергается конечному охлаждению, как правило, в полочных холодильниках непосредственного действия. При этом из газа выделяется значительное количество нафталина. Улавливание бензола из газа осуществляется поглотительным маслом. После отделения улавливания бензола в газе должно содержаться не более 0, 3 г/м³ нафталина, 5 - 6 г/м бензольных углеводородов.

Очищенный от летучих продуктов коксования газ может использоваться для обогрева коксовых печей.