第三章　煤气的输送和煤焦油雾的清除

第一节　煤气输送系统及管路

煤气由炭化室出来经集气管、吸气管、冷却及煤气净化、化学产品回收设备直到煤气储罐或送回焦炉或到下游用户，要通过很长的管路及各种设备。为了克服设备和管道阻力及保持足够的煤气剩余压力，需设置煤气鼓风机。同时，在确定化产回收工艺流程及选用设备时，除考虑工艺要求外，还应该使整个系统煤气输送阻力尽可能小，以减少鼓风机的动力消耗。

一、煤气输送系统及阻力

煤气输送系统的阻力，因回收工艺流程及所用设备的不同而有较大差异，同时也因煤气净化程度的不同及是否有堵塞情况而有较大波动。现将大型焦化厂三种流程情况比较介绍列于表3-1。

注：括号内数据为使用喷淋式饱和器时的阻力。

吸入方（机前）为负压，压出方（机后）为正压，鼓风机的机后压力与机前压力差为鼓风机的总压头。

上述系统Ⅰ为目前国内有些大型焦化厂所采用的较为典型的正压（半负压）生产硫酸铵的工艺系统，鼓风机所应具有的总压头为20～26（半负压18～24）kPa。系统Ⅱ是生产硫的回收工艺系统（脱硫工序可设于氨回收工序之前），由于多处采用空喷塔式设备，鼓风机所需总压头仅需13.24～20.10kPa，可以显著降低动力费用。系统Ⅲ是全负压水洗氨进行氨分解生产低热值煤气的工艺系统，鼓风机所需总压头为18～24kPa。

鼓风机一般设置在初冷器后面。这样，鼓风机吸入的煤气体积小，负压下操作的设备和煤气管道少。有的焦化厂将油洗萘塔及电捕焦油器设在鼓风机前，进入鼓风机的煤气中煤焦油、萘含量少，可减轻鼓风机及以后设备堵塞，有利于化学产品回收和煤气净化。

二、煤气输送管路

煤气管道管径的选用和管件设置是否合理及操作是否正常，对焦化厂生产具有重要意义。煤气输送管路一般分为出炉煤气管路（炼焦车间吸气管至煤气净化的最后设备）和回炉煤气管路；若焦炉用高炉煤气加热，还有自炼铁厂至焦炉的高炉煤气管路。这些管路的合理设置与维护都是至关重要的。

1.煤气管道的管径选择

管道的管径一般根据煤气流量及适宜流速按下列公式确定：

或 　　 　　 （3-1）

式中　S——煤气管道截面积，m2；

D——煤气管道管径，m；

v——选用的煤气流速，m/s；

qV——实际煤气量，m3/h。

当焦炉的生产能力和配煤质量一定时，炼焦煤气量qV干即为一定值。对于煤气管道同部位的实际流量qV，可按下式计算：

　　 （3-2） 　　

式中　K——把1m3干煤气换算成在t℃和101.3kPa下被水汽所饱和的煤气体积系数（见附表1）；

p——煤气的表压（当煤气压力低于大气压力时p取负值），kPa。

由式（3-1）可知，当选用的煤气流速大时，管道直径可减小，钢材耗量也相应降低，节省基建投资，但会使管路阻力增大，因而鼓风机的动力消耗也随之增大；当流速小时，情况则相反。所以，选用的适宜流速应该是折旧费、维修费和操作费构成的总费用最低，对应的流速需多方案计算确定，一般设计中是根据长期积累的丰富经验确定；也可用试差法选择适宜的煤气流速，为了确定适宜的煤气管道管径，可按表3-2所列数据选用适宜流速。使计算的管道直径与煤气流速符合表3-2的对应数据。

注：对于吸煤气主管，允许流速是指除去冷凝液所占截面积后的流速。对于ф800mm以上的煤气管道，较短的直管可取较高的流速，一般可取为14m/s。

2.管道的倾斜度

煤气管道应有一定的倾斜度，以保证冷凝液按预定方向自流。吸气主管顺煤气流向倾斜度0.010，鼓风机前后煤气管道顺煤气流向倾斜度为0.005，逆煤气流向为0.007，饱和器后至粗苯工序前煤气管道逆煤气流向倾斜度为0.007～0.015。

3.管路的热延伸和补偿

管路随季节的变化以及管内介质和保温情况的不同，有温度的变化。当温度升高和降低时，管路必然发生膨胀或收缩，其数值可由计算得出。如果管路可以自由变形，则不会产生热应力。但实际管路是固定安装在支架和设备上，它的长度不能随温度任意变化，因此会产生热应力，此热应力作用于管路两端的管托或与管路连接的设备上。在装牢的管路上，如温度变化所引起的热应力大于材料的抗张应力（或抗压应力），则因热应力过大会导致煤气管的焊缝破裂、法兰脱落或管子弯曲变形。因此，在温度变化较大的管路上不得将其装牢，并需采用一种能承受管路热变形的装置，即热膨胀补偿器。

在焦炉煤气管道上一般采用填料函式补偿器，在高炉煤气管道上一般采用鼓式补偿器。直径较小的煤气管道可用U形管自动补偿，对于小型焦化厂的煤气管道，由于直径较小、转弯较多等特点，则可以充分利用弯管的自动补偿。

4.安装自动放散装置

在全部回收设备之后的回炉煤气管道上，设有煤气自动放散装置，如图3-1所示。该装置由带煤气放散管的水封槽和缓冲槽组成，当煤气运行压力略高于放散水封压力（两槽水位差）时，水封槽水位下降，水由连通管流入缓冲槽，煤气自动冲破水封放散；当煤气压力恢复到规定值时，缓冲槽的水靠位差迅速流回水封槽，自动恢复水封功能。水封高度用液面调节器按煤气压力调节到规定液面。煤气放散会污染大气，随着电子技术的发展，带自动点火的焦炉煤气放散装置，已取代水封式煤气放散装置，煤气放散压力根据鼓风机吸力调节的敏感程度确定，以保持焦炉集气管煤气压力的规定值。

5.其他辅助设施

由于萘能够沉积于管道中，所以在可能存积萘的部位，均设有清扫蒸汽入口。此外，还设有冷凝液导出口，以便将管内冷凝液放入水封槽。另煤气管道上还应在适当部位设有测温孔、测压孔、取样孔等。