焦化环保节能新技术(一)

作者:bbin直营现金网 发布时间:2020-10-29 14:15

  目前机械化澄清槽进口流量为1600m3/h,温度为80摄氏度左右,澄清槽的体积为 3*300m3,焦油、氨水在澄清槽的停留时间约27min,澄清池出口焦油的含水量=10%。焦油在焦油槽内用蒸汽加热后沉淀48小时后的含水量为4.5%-7.5% ,外排氨水的含油量为 500-600ppm,焦油中萘含量约8.9%。

  在循环氨水中,焦油约占0.7%左右,在高温和高速流动的混合作用下,焦油和氨水充分混合并乳化,氨水和焦油以水包油型乳化液形式存在。由于焦油中含有天然的界面活性物质,如沥青、胶质、喹啉类极性物质,吸附在乳化液的油水界面上,形成牢固的界面膜,致使乳化液变得十分稳定,不易分离。目前破乳有机械、物理和化学等多种方法,但使用最多最有效的是以破乳剂为主的化学方法。在实际应用中,为实现焦油的深度脱水,又往往将不同的方法结合使用。

  主要为石油行业原油破乳工艺中常用的破乳剂,有以下多种:环氧丙烷嵌段聚醚(HA/HB系列)、失水山梨醇单油酸脂破乳剂、油溶性酚醛树脂类破乳剂、水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂、水解的聚丙烯酰胺破乳剂、千基酚聚氧乙烯醚破乳剂、聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯衍生物三元共聚物破乳剂等。

  可加强焦油氨水分离速度和分离效果,并通过破乳、分散、减粘作用,使氨水焦油乳化层变薄,达到提升氨水焦油在分离器内分离效率的目的,从而降低氨水中夹带的悬浮物含量,适当降低焦油的表面张力,加速焦油与焦油渣的分离以获得含水分及渣更低的焦油,同时最大限度地减少夹带进入氨水中的悬浮物及油含量,改善循环氨水质量,加强剩余氨水处理效果。

  对于蒸氨塔及换热器,显著减少换热器的清洗频率及蒸氨塔的排油频率;降低清洗费用;塔底排油频率降低90%,且排出液主要为氨水,焦油含量很少;

  对于初冷器,达到更好的喷洒效果,良好的初冷阻力;使初冷器煤气出口温度降低,并有效降低初冷器的热负荷;冷凝液质量获得改善,焦油、萘、悬浮物等在初冷器内沉积减少,已有沉积会有部分被洗脱,初冷器阻力降低,降幅50%以上;减少能耗,降低检修频率与成本40%以上;

  对于焦炉喷嘴及集气总管,大大降低氨水喷嘴的堵塞,保持氨水喷淋量,稳定荒煤气的冷却温度;减少喷淋系统清洁和集气总管清洁工作量;喷嘴堵塞下降90%以上,且堵塞的喷嘴更易清理;

  焦油渣产量减少,相应增加焦油产量,减少焦油渣处理成本;降低焦油渣的焦油含量,降幅到50%以上;

  相应的能耗降低:①焦油水分降低,会减少用来保持焦油储存槽温度的蒸汽用量;②焦油水分的减少,会减少超级离心机等脱水设备的能源消耗;③良好的初冷器出口温度,可得到更低温度的焦炉煤气,气体的体积会减小,从而能够降低焦炉煤气在排送过程中的能源消耗。

  焦化废水处理方面,可降低废水中毒性COD的含量及总COD含量。从而降低微生物处理负荷,并保持更加有活力的微生物数量和微生物的活力提升。

  根据系统情况和药剂的作用机理来决定加药地点。由于循环氨水是闭路循环,如果在管路上开口将影响生产。因此采用从循环泵前的氨水取样口加入,在取样口重新铺设一条加药管路,在管路上安装止回阀,用高压定量加药泵加入,既不影响氨水取样,又不影响生产的连续性。通过 1个月的试验,取得了满意的试验效果,焦油含水量在没有蒸汽加热的情况下降低到2%以下,平均为1.55% ;氨水中的焦油含量由500-600ppm降到140-150ppm,焦油渣由原来的流体状变为试验后的半粉状,焦油渣中焦油的含量明显降低;在焦油不加热的情况下,焦油中的萘含量由8.9%升高到11%左右,提高了焦油深加工中萘的产量,减少了萘向大气中的扩散量。

  焦油渣经预处理后,进入超级离心机进行油渣分离,分离的焦油、干渣得到合理利用,解决了焦油渣直接进入型煤,混合不匀、污染严重的问题。工艺流程图为:

  当焦油渣处置中心的焦油渣收集池的焦油渣料位至1/2时,用泵按一定的量送入离心机内,经离心机的高速运转,实现油、渣分离。

  离心出来的再生焦油自流进入卧式废油收集槽。离心后的干渣进入下部分的干渣收集槽,定期送往型煤岗位进入焦炉炼焦。渣的干度(水分的大小)可根据工艺调节来调整。

  2.1本实用新型利用离心机处理焦油渣,由于离心机具有很强的固—液分离能力,提高了焦油渣与焦油和氨水的分离效果,分离后的焦油干渣中焦油、水的总含量降至20%以下,且可以通过工艺调整控制分离后焦油渣的干度。

  2.2利用本实用新型提供的焦油渣分离回收系统处理焦油渣,可以得到干渣和焦油两种产品。

  2.3分离后的干渣可以直接加入皮带直接运至炼焦生产,分离出的焦油由泵直接输送至焦油原料槽作为原料使用,废水由泵送往水处理厂进行处理净化。分离后的焦油及干渣在生产中得了全部利用,产生了显著的环保效益和社会效益。

  2.4该分离回收系统可以自动进料,自动出料,结构简单、易于加工制作,用人少,易于调节控制。

  经济或社会效益情况及计算过程:(用途、应用情况、产品销售应用情况、经济效益情况等)

  回收焦油3000吨,价格按照2500元/吨计算,效益750万元。(含税)

  炭化室单调是一项负压除尘装煤技术,是国内首次在焦炉上开发应用,无烟装煤效果显著,在改善焦炉生产操作环境的同时,还把装煤产生的荒煤气全部回收,具有良好的环境效益、经济效益、社会效益和广阔的推广应用价值。

  集气管保持负压状态,每个炭化室配置一套用来调节上升管阀体翻板的执行机构。装煤过程中,执行机构把阀体翻板完全打开,炭化室与负压集气管联通,形成负压环境,集气管将炭化室内产生的荒煤气抽走,以实现无烟装煤;装煤结束后,控制系统通过自动测量桥管压力,控制每孔炭化室队形的翻板开度,以控制在不同结焦时期的桥管压力,保持炭化室底部在整个结焦过程中微正压,推焦作业时,执行机构把阀体翻板完全关闭,从而隔断集气管和炭化室,确保安全生产。

  焦炉炭化室压力自动调节系统主要包括集气管、放散管、上升管、桥管、阀体、桥管翻板调节装置、喷洒考克、阀体气动执行机构、压力变送器、现场控制柜、测压管、炭化室单调控制系统、集气管压力控制系统和四大机车定位系统等。

  (1)装煤过程控制。集气管保持负压状态,每个炭化室配置一套执行机构,调节阀体翻板。装煤时通过系统自动控制把阀体翻板完全打开,此时,炭化室与负压集气管连通,形成负压通道,集气管将炭化室内产生的荒煤气吸入,实现装煤烟尘无外逸。

  (2)结焦过程控制。通过控制桥管压力,自动调节每孔炭化室对应的翻板开度,实现炭化室底部在整个结焦过程中保持微正压。

  (3)推焦过程控制。推焦前通过系统自动控制,把阀体翻板完全关闭,隔断集气管与炭化室的连接,以确保推焦生产的安全。

  (4)压力控制系统。根据数据分析,炭化室压力自动控制系统投用前,结焦时间达到12h时(周转时间为22h),炭化室底部压力已经开始出现负值,结焦时间达到15h后,炭化室底部压力长时间处于负压状态,负压最大时达100 Pa左右。系统投用后,虽然集气管在一定压力范围内波动,在结焦时间达到6h以后,炭化室底部压力基本保持在50Pa上下,结焦末期压力在10Pa左右波动,基本可保持在微正压状态。说明执行机构的调节控制可满足炭化室底部压力在结焦周期内保持微正压的要求。

  1. 焦炉炭化室压力自动调节技术,实现了单个炭化室压力的稳定调节,对焦路稳定生产、延长焦炉使用寿命、改善炉顶环境和提高焦炉操作水平具有积极促进作用。

  2. 炭化室压力自动控制系统投用后,可实现焦炉无烟装谋,符合国家的节能减排政策,促进环境友好型企业的发展,避免了大量有毒有害气体放散,改善了炉顶恶劣的生产操作环境,减少了对职工的身体伤害,大量的荒煤气得以回收,对焦化企业的长久发展起到促进作用。

  3. 停用高压氨水泵的节电效益。炭化室压力自动控制系统稳定运行后,可停止运行高压氨水系统。高压氨水泵功率为55kV,每年节电可达48.2万kW·h, 按平均电价0.68元计算,每年节电价值约为33万元。高压氨水的停用,不仅能产生一定的经济效益,也提高了焦炉的自动化管理水平。

  4. 减少备品消耗的效益。炭化室压力自动控制系统正常运行后,可大大降低加煤车车载除尘系统的工作负荷,除尘布袋的更换频率可由每年的4次减少为1次。除尘布袋每次需更换400条,按每条200元计算,每次更换费用为8万元,则每年可节省更换除尘布袋费用24万元。

  焦化污水来源于炼焦煤带入水分、化合水、粗苯分离水、苯精制废水、焦油精制废水、煤气水封水、蒸汽冷凝水、刷车污水等,其中炼焦煤带入水和炼焦化合水统称为剩余氨水,剩余氨水中含有氨、硫化物、氰化物、酚、煤焦油等多种化合物,大部分剩余氨水由冷凝岗位机械化澄清槽(焦油氨水分离器)混合后或者是在水净化岗位混合较均匀后再经过除油和脱酚后进入蒸馏工序蒸出大部分氨,蒸馏后降低废水氨氮后送后序深度处理。

  当前国内大部分蒸氨工艺仍然采用传统的蒸汽蒸氨,剩余氨水蒸馏采用直接蒸汽汽提实现,汽液相传热和传质效果差,蒸汽消耗约为150~200公斤/吨剩余氨水,能耗高、腐蚀性强,环保压力巨大。

  济钢化工厂研究开发了焦化剩余氨水热泵蒸馏技术,即用热泵回收蒸氨塔顶氨汽余热,以循环热水为载体将热量传递到蒸氨塔,降低了蒸氨能量输入和循环水用量,降低了蒸氨工序能耗,具有显著的经济效益、环保效益和社会效益,是焦化节能减排技术,也是行业首创。

  工艺说明:在蒸氨系统现有蒸氨塔顶全凝器前的管路上安装旁通、阀门,新增一台蒸汽发生器和再沸器,将塔顶逸出氨气(含氨量约为10%)引入新增的蒸汽发生器,产生高温热水,通入新增的再沸器中加热部分塔底蒸氨废水,产生的低压饱和蒸汽通入蒸氨塔提供蒸馏热量,放热后的高温热水经循环泵加压后循环使用,取热后泠凝的氨水用氨水泵送至原装置冷却器前管路。该技术不仅可以回收塔顶热量,还可减少冷却水的消耗,属于双向节能技术。

  经济效益:使用该技术可使蒸氨工艺节能40%左右,以处理量40t/h耗费蒸汽8t计算,可以节约蒸汽3.2t,效益显著。蒸汽价格120元计算,年运行350天计,节能效益可达322万元。

  (1)实现了蒸氨塔顶氨汽余热的回收利用。热泵可回收蒸氨塔顶氨汽余热的45~50%,回收蒸氨耗热量的约32~40%。

  (2)降低了中温水用量,降低水耗。氨蒸汽冷凝热被利用,中温水降低,降低了水耗及中温水负荷。

  (3)不增加废水量。以循环热水为载体,间接加热蒸氨废水返回塔内提供热量,不增加废水总量。

  (4)设备维修方便,耗电量小。除功率不大的溶液泵及循环热水泵外,没有转动部件,设备维修方便,比蒸汽加压式耗电量小。

  1、热沥青从蒸馏系统进入沥青大槽,通过沥青输送泵从沥青大槽送入蒸汽发生器进行冷却。

  2、冷却后的液体沥青由计量齿轮泵送到制粒系统,在水下把液体沥青制成统一的粒状,消除了沥青烟的产生。成型后的沥青颗粒降落到冷却水池内的钢带机上,并经钢带机输送到火车车厢内。

  3、来自热交换器的蒸汽进入蒸汽冷凝器中用中温水进行冷凝,然后蒸汽冷凝水在重力的作用下自流到冷凝罐内,用循环泵再打回两个热交换器进行循环使用。

  4、当热交换器内冷凝液位降低时,可用外部蒸汽进行补充。为降低热沥青颗粒带到池中的热量,池内的冷却水通过换热器与中温水换热后循环使用。

  该装置的备料是液体沥青,温度在220-250℃之间,从蒸馏系统到沥青大槽。一部分,沥青是通过离心泵加到预冷却器,以保持沥青冷却器底部的沥青液位恒定,另一部分,再循环回沥青大槽混合。2、液态沥青冷却3、沥青粒化

  冷却后,沥青送到制粒系统。造粒机在水下把液体沥青制成统一的粒状。水下的这种操作最大限度的降低了沥青烟的产生。成型后各颗粒继续降落到冷却池的皮带机上,水下传输时,颗粒心仍然是液体,而外部是固体的,所有颗粒被皮带机送到水面并翻倒,装入车厢内。

  为除掉热沥青颗粒带到池中的热量,用循环泵通过热交换器闭路循环冷却水。流出热交换器以后,水分成两路,一路继续从池顶部流入,一路喷到沥青皮带返回部分,由此沥青皮带保持永久的清洁,沥青颗粒直接落到池底部,在那里由螺旋输送器吸走。

  1、显著的节能效果。用导热油回收沥青余热,换热过程避免了沥青急冷现象,避免设备堵塞。

  2、沥青成型时粉化率低,小于0.8%,国内常规工艺一般在1%以上;沥青产品含水量小

  3、沥青水下成型技术先进。工艺流程短,设备精简,沥青产品成型速度快质量好,外型规则,沥青颗粒大小可调。

  4、较高的自动化控制水平。采用DCS控制系统,装置运行稳定,大大降低了职工的劳动强度。

  5、济钢化工厂引进的沥青水下成型技术有效的解决了沥青成型过程中沥青烟的问题,而原先各种沥青烟处理方法,只能解决沥青槽沥青烟的问题,而不能解决沥青成型过程中产生的沥青烟,给职工的现场操作带来巨大的危害,沥青成型技术恰恰解决了这个方面的问题,具有广阔的推广应用前景。

  根据冶金百科全书报道,沥青烟放散数量约占沥青数量0.5%左右,采用沥青水下成型之后,这部分沥青烟就会被收集起来,沥青现在每月产量按5500吨计算,即每月可收集沥青27.5吨,如果沥青3000元一吨计算,效益可观。返回搜狐,查看更多


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