一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺及装置

摘要

本发明涉及一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺及装置，将横管初冷器下段补充液送入设置在横管初冷器外部的补充液冷却器内，与循环水进行换热预冷，预冷后的补充液进入到下段喷洒液循环系统。所述的补充液冷却器设置在横管初冷器外部，补充液冷却器热介质入口与焦油氨水分离装置的补充液输送管路相连接，热介质出口经补充液输送管路与冷凝液槽或下段喷洒液输送管路相连接。优点是：工艺简单，设备投资省，运行成本低，节约能源等优点。采用外加补充液冷却器，用较小的换热面积实现降低补充液温度的目的，降低设备投资；用廉价的循环水替代低温水作为冷却介质，降低了运行成本。

说明书

技术领域

本发明属于焦炉煤气冷却工艺技术领域，尤其涉及一种采用带有断塔 盘的横管初冷器下段补充液预冷却工艺及装置。

背景技术

在炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的荒煤气温度为650～750 ℃，首先经桥管进入集气管，被喷洒的循环氨水冷却到80～85℃，然 后经初冷器将煤气温度降至21～25℃。在此，荒煤气中所含的大部分 水汽、焦油、萘及固体微粒（主要是煤尘）被分离出来，部分硫化氢 和氰化氢等腐蚀性介质也溶于冷凝液中，从而可减少后续煤气净化设 备及管道的堵塞和腐蚀，并使煤气得到初步净化。

现阶段在焦化行业主要采用横管式初冷器，分为两段或三段供水。两 段供水是供低温水和循环水，三段供水则供低温水、循环水和采暖水 ；这些工艺都需要采用低温水将初冷器出口煤气冷却至21～25℃。为 节约低温水用量，横管式初冷器一般在循环水段和低温水段之间设断 塔盘，循环水段利用循环水将煤气冷却到40℃左右，使冷凝液从断塔 盘上方引出，不进入低温水段。由于煤气中的焦油大部分在循环水段 冷凝，而萘则在55℃以下才从煤气中析出，为了清除沉积在低温水段 换热管管壁上的萘，需要在低温水段喷洒液中补充焦油。

现阶段在焦化行业，主要采用将焦油氨水分离装置来的70～75℃的焦 油或焦油和氨水或乳化液（焦油氨水混合物）直接补充至初冷器下段 喷洒液中，以维持喷洒液焦油浓度。但补入补充液后喷洒液温度升高 ，大量额外的热量进入初冷器，从而导致初冷器低温水段换热面积的 加大和低温水用量的增加，使得初冷工艺极不经济。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种横管初冷器下段补 充液预冷却工艺及装置，该工艺及装置可有效减少低温水用量，节约 能源，降低设备投资。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺，将横管初冷器下段补充液送 入设置在横管初 冷器外部的补充液冷却器内，与循环水进行换热预冷，预冷后的补充 液进入到下段喷洒液循环系统。

所述的下段补充液由补充液输送管路送到补充液冷却器中，与25～45 ℃循环水换热，控制循环水流量，使换热后的补充液降至26～70℃， 预冷却后的补充液与下段喷洒液混合后温度控制在19.6～38℃。

所述的送到补充液冷却器中的补充液流量控制在0.05～1.0m³/10³ m ³煤气，所需循环水的流量为0～5m³/10³ m³煤气。

实现一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺的装置，包括补充液冷却 器、冷凝液槽、冷凝液泵、补充液输送管路、循环水输送管路、下段 喷洒液输送管路，其特征在于，所述的补充液冷却器设置在横管初冷 器外部，补充液冷却器热介质入口与焦油氨水分离装置的补充液输送 管路相连接，热介质出口经补充液输送管路与冷凝液槽相连接。

所述的补充液输送管路与下段喷洒液输送管路相连接。

所述的补充液冷却器的结构为螺旋板式、管壳式或板式，其材质为碳 钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

减少了横管初冷器下段的换热面积和低温水的用量，工艺简单，设备 投资省，运行成本低，节约能源等显著优点。

1）工艺新且简单：国内外现有的带断塔盘横管式初冷器下段乳化液补 充的方式通常采用将补充液直接加入到横管初冷器的下段进行喷洒； 本发明是将补充液通过外加补充液冷却器，采用循环水对补充液进行 预冷却，降低了补充液温度，然后再与下段冷凝液混合，送至横管初 冷器下段喷洒，工艺新颖、简单易行。

2）设备投资省：采用外加补充液冷却器，其换热效率比横管式初冷器 高，用较小的换热面积实现了降低补充液温度的功能，减小了横管初 冷器低温水段的换热面积，设备总投资降低。

3）运行成本低：采用廉价的循环水替代低温水作为下段补充液的冷却 介质，降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明 的实施不限于以 下的实施方式。

见图1，一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺，将横管初冷器下段补 充液送入设置在横管初冷器外部的补充液冷却器内，与循环水进行换 热预冷，预冷后的补充液进入到下段喷洒液循环系统；以减少横管初 冷器下段的换热面积和低温水的用量。

所述的下段补充液温度为70～75℃（常规温度），下段补充液由补充 液输送管路送到补充液冷却器中，与25～45℃循环水换热，控制循环 水流量，使换热后的补充液降至26～70℃，预冷却后的补充液进入冷 凝液槽，在槽内与下段喷洒液混合后温度控制在19.6～38℃。

所述的送到补充液冷却器中的补充液流量控制在0.05～1.0m³/10³m³煤 气，所需循环水的流量为0～5m³/10³ m³煤气。

实现一种横管初冷器下段补充液预冷却工艺的装置，包括补充液冷却 器、冷凝液槽、冷凝液泵、补充液输送管路、循环水输送管路、下段 喷洒液输送管路，所述的补充液冷却器设置在横管初冷器外部，补充 液冷却器热介质入口与焦油氨水分离装置的补充液输送管路1相连接， 热介质出口经补充液输送管路3与冷凝液槽相连接。

所述的补充液输送管路3与下段喷洒液输送管路5相连接。

所述的补充液冷却器的结构为螺旋板式、管壳式或板式，其材质为碳 钢。

按照本发明的横管初冷器下段补充液预冷却工艺，由焦油氨水分离装 置输送过来的补充液，首先经补充液输送管路1送入补充液冷却器与循 环水进行换热，然后经补充液输送管路3送入冷凝液槽或者下段喷洒液 输送管路5，与下段冷凝液混合。混合后的下段喷洒液经下段喷洒液管 路5送至横管初冷器下段喷洒管进行喷洒。

采用横管初冷器下段补充液预冷却工艺的装置包括补充液冷却器，冷 凝液槽，冷凝液泵，补充液输送管路1和3，循环水输送管2和4，下段 喷洒液输送管路5，所述的补充液经补充液管路1输送至补充液冷却器 ，循环水经管路2输送至补充液冷却器，补充液冷却器热介质出口经补 充液输送管路3与冷凝液槽入口相连接，冷凝液槽的出口经下段喷洒液 输送管路5和冷凝液泵与横管初冷器下段喷洒液管相连接，或者补充液 冷却器热介质出口经补充液输送管路3直接与下段喷洒液管路5相连接 。

与现有的将补充液直接加入横管初冷器下段进行喷洒相比，本发明具 有工艺新且简单、设备投资省、运行成本低、节约能源等显著优点：

1）工艺新且简单：国内外现有的带断塔盘横管式初冷器下段乳化液补 充的方式通常 采用将补充液直接加入到横管初冷器的下段进行喷洒。本发明是将补 充液通过外加补充液冷却器，采用循环水对补充液进行预冷却，降低 了补充液温度，然后再与下段冷凝液混合，送至横管初冷器下段喷洒 。工艺新颖、简单易行。

2）设备投资省：本发明采用外加补充液冷却器，其换热效率比横管初 冷器高，用较小的换热面积实现了降低补充液温度的功能，减小了横 管初冷器低温水段的换热面积，设备总投资降低。以处理焦炉煤气82 500Nm³/h的焦化厂为例，补充液20.0t/h，需换热器面积68m²的螺旋板 换热器两台（一开一备），费用为4.42万元/台；横管初冷器低温水段 换热面积减少1506 m²（两开一备），费用减少67.77万元，所以设备 总投资可节省58.93万元。

3）运行成本低：本发明采用廉价的循环水替代低温水作为冷却介质， 降低了运行成本。以处理焦炉煤气82500 Nm³/h的焦化厂为例，与直 接将补充液加入横管初冷器喷洒方式相比，本发明消耗循环水51.2万 t/年，节省低温水95.5万t/年， 综合比较可节省运行费用170.6万元 /年。