試論降低橫管終冷器阻力的有效措施

張宏亮 趙宵曄

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司礦業(yè)分公司，河北 邯鄲 056201）

1 、現(xiàn)狀

我廠化產(chǎn)車間洗脫苯工區(qū)煤氣采用橫管間接終冷器冷卻煤氣，即將硫胺工區(qū)來的約55℃的煤氣在此冷卻至25-27℃。該工藝較直接冷卻工藝相比具有流程短、設(shè)備少、廢水量小等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)終冷器設(shè)計(jì)兩臺，開一備一，終冷器分上下兩段，每臺換熱面積為3319m2。

近期，終冷器在生產(chǎn)運(yùn)行中阻力上升較快，平均運(yùn)行5～7天阻力從1000Pa上升到3000-4000Pa，需要頻繁倒用終冷器，清掃困難，成本較高，影響后序工藝的正常操作。同時(shí)，煤氣中含萘等雜質(zhì)較多，嚴(yán)重影響粗苯的回收率。

2 、原因分析

(1)煤氣中冷卻下來的萘等雜質(zhì)堵塞。用蒸汽吹掃終冷器時(shí)，發(fā)現(xiàn)用泵將清掃終冷器排出的冷凝液送往機(jī)械化澄清槽時(shí)極易堵塞管道，且不易清掃，漏到地面上的液體很快凝固成固體。經(jīng)化學(xué)分析表明，主要是萘、焦油、銨鹽及石墨等。分析其原因，主要是初冷器出口煤氣溫度控制過高，煤氣中的萘、焦油等物質(zhì)沒有很好的冷卻下來，在經(jīng)過橫管終冷器時(shí)，隨著煤氣溫度逐漸下降，煤氣中的萘等雜質(zhì)析出凝結(jié)在冷卻管外壁上，需要用噴灑液不斷地把結(jié)晶萘清洗下來，才能保證終冷器良好的冷卻效果。

再者，硫銨工區(qū)飽和器煤氣出口距離橫管終冷器太近，由于上道工序的操作等原因，部分硫銨母液被煤氣帶走，并在終冷器降溫過程中，硫銨結(jié)晶附著在冷卻管上，從而造成終冷器阻力增大。

(2)噴灑液雜質(zhì)多。終冷器采用冷凝液槽中煤氣冷凝液經(jīng)噴灑泵自身打循環(huán)，進(jìn)行清洗終冷器，當(dāng)冷凝液槽達(dá)到接近滿槽時(shí)，再用冷凝液泵將冷凝液槽中的冷凝液送到機(jī)械化澄清槽。由于多次循環(huán)噴灑后的噴灑液中萘的含量較大，再次送入終冷器清掃時(shí)，這些萘又被帶入終冷器中，經(jīng)冷卻后，析出凝結(jié)在冷卻管上，使終冷阻力上升過快。

(3)噴灑液溫度低。由于采用煤氣冷凝液作為噴灑液，冷凝液溫度在23℃-25℃左右，溫度較低，用其充當(dāng)噴灑液進(jìn)行清掃，很難溶化凝結(jié)在終冷器內(nèi)部冷卻管上的萘等堵塞物。

(4)噴灑方法不當(dāng)，因終冷器的冷卻面積僅為3319m2(中溫水段3281m2，低溫水段792m2)。噴灑終冷器時(shí)未放空終冷器中的冷卻水和用蒸汽加熱冷凝液槽中的液體，故管壁及冷卻水管間的附著物就很難徹底清除，清掃效果較差。

(5)焦?fàn)t爐頂空間溫度過高和配煤結(jié)構(gòu)變化，也影響終冷器的阻力。由于采用搗鼓裝煤技術(shù)，爐頂空間及其溫度不合適，會對荒煤氣中化產(chǎn)品進(jìn)行再次分解，并夾雜著煤粉、焦粉等雜物被吸入煤氣中，形成難以溶解的膠著物，粘附在初冷器及終冷器冷卻管上，造成冷卻效果不好，阻力增大。

3 改進(jìn)方案

圖1 改造前工藝流程

圖2 改造后工藝流程

(1)對終冷器噴灑管道進(jìn)行技術(shù)改造，改造前后對比見圖1、圖2。從冷凝泵房的循環(huán)氨水泵出口處引出一根專用的管道，直接由氨水對終冷器進(jìn)行清掃。

(2)嚴(yán)格控制初冷器后煤氣溫度。加強(qiáng)操作，將初冷后煤氣溫度降到平均21℃左右，使得煤氣中的焦油、萘、焦粉、石墨等物質(zhì)有效的吸收和分離，延緩終冷器阻力的上升速度。同時(shí)，由于煤氣中雜質(zhì)的減少，為后序脫苯工序創(chuàng)造了良好條件。

(3)提高硫銨工序的操作。在硫銨的生產(chǎn)過程中，當(dāng)母液結(jié)晶比達(dá)到1/3時(shí)，應(yīng)及時(shí)提取結(jié)晶。 防止把含有晶體的母液帶入煤氣中。

(4)采用循環(huán)氨水噴灑清掃。由于循環(huán)氨水溫度在70℃-80℃ ，故將部分循環(huán)氨水送往終冷器進(jìn)行噴灑，噴灑量根據(jù)終冷器阻力，控制在15～20m3/h。噴灑后的循環(huán)氨水經(jīng)泵送往冷鼓工區(qū)的機(jī)械化澄清槽。另外，冬季噴灑時(shí)，噴灑液應(yīng)配10%-15%的輕質(zhì)焦油，萘易溶于焦油，因此噴灑液對凝結(jié)在橫管終冷器冷卻管外壁的萘有很好的溶解、清洗效果。生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)終冷器開一備一，根據(jù)阻力大小采取交替噴灑，每臺間隔時(shí)間約20天左右，噴灑終冷器時(shí)，將終冷器出口煤氣閥門關(guān)閉，并放空塔體的冷卻水，冷凝液槽中需通蒸汽加熱，采取連續(xù)噴灑8h，冷凝液直接用冷凝液泵送往機(jī)械化澄清槽。

4 改進(jìn)效果

(1)通過幾個(gè)月的運(yùn)行，終冷器阻力上升很慢，倒換的周期由5-7d延長到20d，終冷器每月的倒換次數(shù)也大為減少。

表1 改造前后終冷器每月的倒換次數(shù)

(2)經(jīng)濟(jì)效益。終冷器采用噴灑液清掃替代原來的蒸汽清掃，減少了環(huán)境污染、職工的勞動(dòng)強(qiáng)度和煤氣閥門損壞率，同時(shí)每月可節(jié)省清掃用蒸汽180t。同時(shí)終冷器的噴灑液送到機(jī)械化澄清槽，提高了焦油的含萘量，為今后生產(chǎn)高萘焦油提供支持。

[1]陳啟文.煤化工工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]上海五冶檢修公司.煤化工產(chǎn)品設(shè)備狀態(tài)維護(hù)與檢修技術(shù)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社.