焦爐煤氣精制系統改造期間如何保證用戶生產不受氣質影響

季成祥

（南京鋼鐵產業發展有限公司，江蘇南京 210035）

焦爐煤氣精制系統改造期間如何保證用戶生產不受氣質影響

季成祥

（南京鋼鐵產業發展有限公司，江蘇南京 210035）

南鋼焦爐煤氣精制系統改造，脫萘塔退出運行，煤氣氣質將下降，但通過降低初冷器煤氣溫度、改變脫硫塔運行方式、配置互為備用的雙線管道、減少精制煤氣處理量、局部管道加溫等有效措施，可以保證用戶生產不受氣質影響。

焦爐煤氣；初冷器；萘

1 前言

南鋼1#8萬轉爐煤氣柜區域自2004年建成一期送往中厚板卷廠連鑄用焦爐煤氣精制系統以來，經過不斷改造，陸續建成了送往中厚板卷廠RH爐用焦爐煤氣精制系統以及送往電爐廠連鑄及集束氧槍用焦爐煤氣精制系統。該三套精制系統均采用傳統的柴油洗萘，且3座柴油洗萘塔共用一套柴油循環系統。由于焦爐煤氣中實際萘含量比設計值超出一倍多，這給焦爐煤氣二次凈化帶來很大壓力，很難滿足用戶對煤氣氣質要求；故需對現有3套焦爐煤氣精制系統進行改造。改造期間，如不采取有效措施，精制煤氣用戶生產勢必受氣質下降影響。

2 改造前后焦爐煤氣雜質含量變化情況

焦爐煤氣精制系統改造前后對焦爐煤氣進出口H2S及萘含量進行抽樣化驗檢測，曲線圖如圖1、圖2所示。

圖1 改造前后焦爐煤氣進出口萘含量變化曲線

圖2 改造前后焦爐煤氣進出口H2S含量變化曲線

3 對策措施

通過近期對現有凈化裝置前后焦爐煤氣中萘及H2S含量檢測發現（圖1、圖2）：一旦脫萘塔退出系統運行，精制煤氣氣質變化十分明顯。為確保工藝改造期間用戶生產不受影響，主要采取如下措施：

3.1 外部協調焦化廠降低初冷器后煤氣溫度，控制外供焦爐煤氣萘含量

焦化廠粗煤氣中含萘量一般在5～10 g/m3左右，呈氣態。絕大部分萘在集氣管和煤氣冷卻器中凝析，并溶于焦油、氨水冷凝液中。煤氣初冷器出口含萘量一般為0.5～1 g/m3，相當于30～40℃時煤氣中萘的露點含量。

由于焦爐煤氣和洗萘液都是自上而下流動，沖刷冷卻水管外壁，煤氣中冷凝下來的萘被焦油溶解，部分析出的萘晶片被冷凝沖刷下來，隨著冷凝液進入冷凝液槽。因此，初冷器后的脫萘效果與煤氣集合溫度有很大的關系。煤氣溫度與萘含量關系見圖3。

圖3 煤氣溫度與含萘量的關系

通過煤氣溫度與萘含量之間相互關系圖我們發現，為減小二次焦爐煤氣凈化系統改造期間脫萘塔退出系統運行后對用戶生產的影響，將初冷器溫度控制在～21℃以內，進而確保焦化廠供出的焦爐煤氣含萘量小于500 mg/m3。

3.2 改變凈化裝置（脫硫塔）的運行方式

現有每套脫硫裝置是由4只?3000×7600框式脫硫塔組成，兩兩一組，分為粗脫硫和精脫硫兩部分。每只脫硫塔的進出口方向可以根據裝置脫硫效果通過閥門的切換來改變（即兩頭進氣、中間出氣；中間進氣、兩頭出氣這兩種方式），進而改變工藝運行方式。

改造前脫硫系統的進氣方向采取的是兩頭進氣，中間出氣的方式運行。由于運行時間較長，兩頭進氣方向側脫硫劑硫容已趨于飽和，同時焦爐煤氣中少量的焦油和萘亦將脫硫劑本身的孔隙堵塞而失效；而靠近脫硫塔中間出口側（即遠離兩頭進氣方向側）的脫硫劑工作硫容及比孔容還遠遠未達到飽和狀態。因此，在改造期間脫萘塔退出運行期間，通過切換脫硫裝置閥門，將進氣方向切換成中間進氣、兩頭出氣的方式運行，來改善焦爐煤氣脫硫、脫萘的效果，進而改善煤氣品質。

3.3 出口管道配置復線，互為備用

純萘為無色單斜晶體，萘的熔點是80.5℃，凝固點也是80.5℃，即萘的溫度在80.5℃以下時，以固態形式存在，且不溶于水。

雖經外部協調控制焦化廠外供焦爐煤氣萘含量＜500 mg/m3，但是由于本次焦爐煤氣精制系統改造期間脫萘系統全部退出運行，同時脫硫塔內脫硫劑本身對焦爐煤氣中萘的吸附能力有限，因此送往用戶的焦爐煤氣中萘含量相對仍比較高。

為確保電爐集束氧槍生產不受影響，利用其停產檢修的機會，在壓縮機出口主管抽頭，并敷設復線管道（DN200），一旦檢測到在用主管壓力降明顯增大時，即時切換至備用管道供氣，同時對退出運行管道進行氮氣置換煤氣，合格后再用飽和蒸汽吹掃管道內萘晶體并通過沿途冷凝水排水器排出進行環保處理，確保雙管互為備用，進而保證用戶流量、壓力的需求。

3.4 利用電爐廠、中厚板卷廠連鑄切割氣改用丙烷氣的機會，減少焦爐煤氣使用量，延長煤氣與脫硫劑的接觸時間

隨著公司提高產品質量改造項目持續推進，原電爐廠2臺方坯連鑄及中厚板卷廠3臺板坯連鑄切割氣由高壓精制焦爐煤氣切換成丙烷氣，屆時焦爐煤氣使用量降低約1000～1200 m3/h。在現有焦爐煤氣脫硫裝置處理能力不變的情況，減少焦爐煤氣凈化量，降低煤氣流速，有利于延長焦爐煤氣與脫硫劑接觸時間，充分反應和吸附，以進一步提高焦爐煤氣凈化效果。

3.5 電爐集束氧槍進口管道做好保溫工作

凈化后的焦爐煤氣經活塞式壓縮機兩級壓縮至0.7 MPa左右，再通過管網輸送至電爐集束氧槍。由于氣體在加壓過程中分子與分子之間的高速摩擦，產生熱量，因此加壓過后的煤氣溫度較高，此時焦爐煤氣中萘處于不飽和狀態，隨著管道輸送過程中溫度的降低，焦爐煤氣中不飽和萘以固體晶體形式析出并逐漸趨于飽和狀態，此時煤氣中大部分飽和萘被集束氧槍前過濾器過濾下來，隨著時間推移，極易造成過濾器堵塞，影響生產。為此，我們通過對用戶進口管道采取保溫處理的方法，使得焦爐煤氣中的飽和萘轉變成不飽和狀態，隨焦爐煤氣一同送至集束氧槍燃燒， 極大地降低過濾器堵塞，進而保證生產。

4 結束語

在對現有3套焦爐煤氣精制系統整合改造期間，通過上述所采取的對外生產協調及對內工藝運行方式的調整和優化，目前電爐集束氧槍、中厚板卷廠RH爐等用戶生產用氣正常，運行平穩。

How to Ensure Gas Quality for the Production of Gas Users during Transformation of Coking Gas Refining System

JI Chengxiang
(Industry Development Co.,Ltd.,Nanjing Steel,Nanjing,Jiangsu 210035,China)

Due to construction of the transformation project,the de-naphthalene tower of the gas refining system of Nanjing Steel would quit operation,which would degrade gas quality.However,through taking effective measures such as lowering the gas temperature of the primary cooler,changing the operation mode of the de-naphthalene tower,deploying mutual-backup double pipes,reducing gas refining quantity and increasing temperature of local pipes,normal production of the gas users was ensured against negative effect of poorer gas quality.

coking gas;primary cooler;naphthalene

TQ546

B

1006-6764(2014)03-0019-02

2013－10－29

季成祥（1981－），男，2005年畢業于江蘇大學化學工程與工藝專業，助理工程師，現從事燃氣工藝、設備技術工作。