初冷器阻塞原因分析及解決辦法

1.存在的問題

初冷是煤氣凈化的基礎(chǔ)，只有保證初冷單元正常、穩(wěn)定的運行，才能實現(xiàn)對煤氣的凈化和化學(xué)產(chǎn)品較高的回收率。然而，我廠初冷系統(tǒng)自98年lO月份起相繼出現(xiàn)了一些問題，具體表現(xiàn)在：初冷器下液管和冷凝液噴灑管堵塞；三臺3000m橫管初冷器阻力增長較快，初冷器倒用頻繁，大大增加了工人的勞動強度，影響煤氣系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

2.原因分析

煤氣在初冷器中冷卻分為三段：熱水段、循環(huán)水段和低溫水段，由于上段熱水段目前尚無用戶，因此現(xiàn)只能開循環(huán)水和低溫水段。為了確定初冷器阻力增加主要在哪個部位，在初冷器循環(huán)水段雷側(cè)壁板備用口處接裝測溫、測壓裝置，以分段測初冷器阻力。

初冷器阻力增長主要位于中段，即循環(huán)水段，根據(jù)其它兄弟廠家經(jīng)驗，初冷器阻力增長主要集中于下段，為什么我廠中段阻力增長如此快呢?

這首先看初冷器各段的溫度分配：循環(huán)水段后煤氣溫度嚴(yán)重偏離設(shè)計值，而這一溫度的控制尤為重要，因為在初冷器中煤氣由上而下流動的過程中，溫度逐漸降低，煤氣中萘的飽和含量也隨之降低(不同溫度下煤氣中萘的飽和含量見下表)，在5O一55℃范圍內(nèi)，煤氣中的萘基本接近于該溫度下的飽和含量8—12g／N，此時開始有萘析出，由于在煤氣冷卻過程中還有大量的焦油和氨水冷凝下來，因此，析出的萘全部溶解于焦油中，隨著溫度繼續(xù)降低，焦油和氨水冷凝量減少，致使進一步析出的萘沉積到橫管外壁上，降低傳熱效率，增加初冷器阻力。因此，循環(huán)水段后煤氣溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，使之不能低于4O℃。然而此溫度并不好控制，由于承德地區(qū)冬季寒冷，對循環(huán)水水溫沒有有效的調(diào)節(jié)水段，所以控制起來比較困難，為此我們只有通過改變操作來改變初冷器堵塞的狀況。

3.解決辦法

3.1控制合理的冷凝液組分

正常操作時，控制下段冷凝液槽焦油含量為35—4o％，中段為8—10％ ，因為中段煤氣溫度較正常時低，萘主要在中段析出，因此需加大中段冷凝液中焦油含量，具體作法是：穩(wěn)定兩臺機械化氨水澄清槽的油水界位，保證補充焦油含水不超過50％ ，由兩臺機械化氨水澄清槽同時向下段冷凝液槽補充輕質(zhì)焦油，保證補給量高于設(shè)計值。這樣下段冷凝液中焦油溢到中段，從而提高中段冷凝液的焦油含量，改善噴灑液組成。

3.2改變初冷器的清掃方式使用蒸汽清掃，放空管內(nèi)冷卻水，在管內(nèi)和管間通人蒸汽，蒸汽通過橫管管壁把熱量傳給粘附在管壁外側(cè)的物體，使之受熱剝落，遇管外蒸汽溶化，冷凝水一起從下液管流出。使用管內(nèi)外通蒸汽的方法，不但時間不少，還可以減少冷凝水的量，從而減少對冷凝液組成的影響。

通過改變初冷器的清掃方式和改善冷凝液的組成，初冷阻力基本穩(wěn)定下來，為進一步查找下液管和冷凝液噴灑管堵塞的原因，對堵塞物和冷凝液中焦油取樣分析，結(jié)果如表4、表5。

由實驗數(shù)據(jù)可以看出，萘含量高是導(dǎo)致冷凝液管堵塞的重要原因。另外，冷凝液中焦油360cI=前餾出量低，甲苯不溶物高，粘度大，當(dāng)溫度足夠低時，焦油本身就是導(dǎo)致冷凝液管堵的一個原因。

焦油甲苯不溶物主要含有煤粉、焦粉、炭化室頂部熱解產(chǎn)生的游離碳及清掃上升管時所帶人的多孑乙物質(zhì)。為了確認(rèn)甲苯不溶物主要成分，我們對多組甲苯不溶物做了工業(yè)分析。

分析結(jié)果表明，甲苯不溶物主要是游離碳以及少量焦粉和煤粉的混合物。石墨是化學(xué)產(chǎn)品在炭化室頂部空間熱解的產(chǎn)物，而熱解程度與焦?fàn)t的加熱制度直接相關(guān)，焦?fàn)t裝煤不滿或缺角會導(dǎo)致爐墻局部溫度過高，焦油中苯族烴的含量減少，而高溫產(chǎn)物萘、蒽、瀝青和游離碳的含量增加，比重變大，流動變差；爐頂空間溫度高，化學(xué)產(chǎn)品熱解劇烈，特別是單核芳烴的熱解尤為嚴(yán)重 不僅影響化學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量和組成，還會直接影響到焦油和粗苯的產(chǎn)率。

為此，我們從焦?fàn)t操作制度上做了進一步改善，一方面盡量裝滿煤，保證不缺角；另一方面，在加熱高爐煤氣中摻混3％的焦?fàn)t煤氣，在保證焦炭均勻成熟的前提下，盡量降低爐頂空間溫度。

3.3提出循環(huán)水系統(tǒng)整改

為了治理初冷系統(tǒng)堵塞的問題，我們準(zhǔn)備對循環(huán)水系統(tǒng)進行改造，以達(dá)到對循環(huán)水溫度的控制。

目前循環(huán)水系統(tǒng)存在問題如下：

循環(huán)水供水溫度為32℃，經(jīng)冷卻用戶后，水溫上升至45℃，再經(jīng)冷卻塔冷卻至32℃后循環(huán)使用。在實際運行的過程中，由于季節(jié)以及早晚溫差的變化、用戶被冷卻介質(zhì)溫度、用戶冷卻面積的變化等等因素，常使循環(huán)水回水溫度偏離45℃，如果只通過2×144m抽風(fēng)式冷卻塔來冷卻循環(huán)水，那么供水溫度也會偏離32，造成冷卻用戶介質(zhì)冷卻后溫度的波動，如通過開停一臺冷卻塔風(fēng)機來調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度，供水溫度改變幅度又特別大，從而影響生產(chǎn)和穩(wěn)定運行。為此需進行以下改造：

首先，給冷卻塔風(fēng)機加變頻調(diào)速，根據(jù)出水溫度來調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，變頻器轉(zhuǎn)速控制采用4—20hA信號，此信號是由化產(chǎn)中控的DCS系統(tǒng)經(jīng)過PID運算輸出。

其次，給冷卻塔上水管加旁通，用于補償由季節(jié)性氣溫變化而引起的回水溫度波動。

通過一年多的摸索，初冷器在水溫變化比較大，致使煤氣在初冷器上下兩段溫度偏離設(shè)計要求的情況下運行，阻力增長很快，甚至堵塞初冷器，為此，改變上下段冷凝液組成才能維持其穩(wěn)定運行，但這電不能從根 上解決闡運，麗旦勞動強度很丈。只有綠汪穩(wěn)是的水溫，才筆使煤氣中 萘在初冷器中按設(shè)計要求分段析出，從而受初冷器在設(shè)計范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。