焦炉煤气净化安全技术

　　一、工艺概述

　　根据鼓风机位置不同焦炉煤气净化工艺流程可分为正压工艺流程、半负压工艺流程和全负压工艺

　　流程。

　　(一)冷凝鼓风

　　冷凝鼓风工序由四个部分组成。

　　(1)煤气初步冷却，目前采用较多的是间接式两段(或三段)横管初冷工艺。其主要设备是横

　　管初冷器、冷凝液贮槽及循环泵。

　　(2)焦油雾捕集主要设备是电捕焦油器。

　　(3)氨水焦油分离。主要设备有：机械化氨水澄清槽、焦油分离槽和超级离心机。

　　(4)煤气输送。一般大多采用输送能力较大的离心式煤气鼓风机。

　　煤气鼓风机是焦化厂的关键设备，其能否平稳运行对煤气净化系统的安全至关重要。

　　(二)煤气脱氨

　　1. 喷淋式饱和器法生产硫铵工艺

　　喷淋式饱和器法生产硫铵工艺的主体设备是喷淋饱和器，采用不锈钢材质，设备使用寿命长，集

　　酸洗吸收、结晶、除雾等功能为一体，具有煤气系统阻力小、鼓风机能耗低、工艺简捷、便于操作、

　　硫酸铵结晶颗粒大、质量好等优点。其原理就是用硫酸吸收煤气中的氨反应生成硫酸铵。

　　(三)煤气脱硫脱氰

　　1.HPF 法脱硫

　　HPF 法脱硫是利用焦炉煤气中的氨为碱源，以 HPF(醌钴铁类)为复合型催化剂，煤气中的 H2S

　　等酸性组分由气相进入液相与氨反应，转化为硫氢化氨等酸性铵盐，再与空气中的氧发生氧化反应转

　　化为元素硫。 版权所有 翻印必究 咨询热线：400-678-3456

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　　图 3-12 正压 HPF 脱硫工艺一般流程

　　(四)煤气脱苯

　　二、安全技术

　　(一)焦炉煤气净化主要危险有害因素分析

　　1.焦炉煤气净化车间主要危险化学品

　　表 3-2 煤气净化装置中涉及的危险化学品

装置名称	危险化学品名称
煤气排送	氨水、焦炉煤气、 焦油
煤气脱硫	焦炉煤气、硫酸、氨气、碳酸纳、碳酸钾、脱硫液、 二氧化硫、苦味酸、硫化氢、硫黄
无水氨	氢氧化钠、焦炉煤气、液体无水氨、磷酸
硫铵吡啶	焦炉煤气、硫酸、氨气、硫酸铵母液、粗吡啶
蒸氨	氨水、浓氨水、氢氧化钠
溶剂脱酚	氨水、苯、酚、氢氧化钠
粗苯回收	焦炉煤气、粗苯、洗油、轻油
废水处理	磷酸、碳酸钠

　　2.煤气净化车间主要危险物质的特征

　　表 3-3 煤气净化车间主要危险物质特征

名称	是否具燃爆性	自燃点 / ℃	燃爆极限 （体积分 数）	车间空气中最高允许浓度/（mg • m-3）	特 征
焦炉煤气	是	560	5.3%~3 2%	CO：30	主要有毒成分为 CO， 在焦炉煤气中含量为 5%~7%。人体吸入 CO 会造 成缺氧中毒
酸气	是	260	4.3%~4 5%	H2S：10	主要成分为 H2S，在酸气中含量为 30%~70%，H2S 对人体神经有强烈刺激作用，并造成眼角膜、呼吸 道粘膜损害
氨气及氨气	是	630	15%~28 %	NH3：30	主要成分为 NH3，在氨气中的含量大于 99%； 在 氨 气 中 的 含 量 在10%~70%。NH3 对人体呼吸道黏膜有刺激作用，并会造成灼烧，吸入浓度高时， 可引起急性化学性水肿
苯类	是	555	1.2%~8 % （苯蒸气）	C6H6：40	包括粗苯、轻苯，主要成分为 C6H6，在粗苯中的含量为 55%~80%，苯主要适成人体神经系统及血 液（造血机能）损害
硫黄	（云状粉尘）是	235	燃爆下限2.3g/m 3	—	易燃固体，云状粉尘具燃爆性（平均粒径30~50μm）

　　3. 火灾与爆炸

　　4. 中毒

　　3. 灼烫与酸碱灼伤

　　4. 机械伤害

　　5. 触电

　　6. 高处坠落

　　(二)焦炉煤气净化安全控制措施

　　1.

　　焦炉煤气净化区域建筑物火灾危险性分类及爆炸危险环境区域划分

装置或场所	火灾危险性类 别	爆炸危险环境区 域	备注
煤气鼓风机室	甲	1 区
冷凝泵房	丙	2 区
初冷及电捕		2 区	室外
预（中）冷塔、脱硫塔		2 区	室外
氨苯洗涤塔、终冷塔		2 区	室外
苯洗涤泵房	丙	2 区
硫氨饱和器		2 区	室外
脱苯塔、两苯塔、再生器		2 区	室外
粗苯产品泵房	甲	1 区
粗苯储槽		2 区	室外
装置或场所	火灾危险性类 别	爆炸危险环境区 城	备注
脱酸塔、蒸氨塔		2 区	室外
脱酸蒸氨泵房	乙	2 区
硫黄冷却、结片、包装等部位及硫 黄仓库	乙	21 区
溶剂脱酚的萃取塔		2 区	室外
溶剂脱酚的溶剂泵房	甲	1 区
精脱荼塔		2 区	室外
千式脱硫塔		2 区	室外
无水氨吸收塔		2 区	室外
无水氨解吸塔、精馏塔		2 区	室外

　　2. 焦炉煤气净化区域通用的安全规则

　　煤气净化车间应布置在焦炉的机侧或一端，其建(构)筑物最外边缘距焦炉炉体边缘不应小于 40m。建(构)筑物内设备的放散管应引出建(构)筑物;室外设备的放散管应高出本设备 2m 以上，

　　而且应高出相邻有人操作的最高设备操作平台 2m 以上。

　　生产、储存和装卸甲类液体、可燃气体的设备和管线应设可靠的接地装置。直径小于 20m 的储槽应至少两处接地，大于 20m 时应至少四处接地。管线应至少两端接地。

　　用泵输送苯等烃类液体，当管道内明显存在水等第二物相时，其流速应限制在 1m/s 以内。甲、乙类液体储槽的注入管应有消除静电的措施，储罐的进料管应从罐体的下部接入，如果从上部接入， 应延伸到距罐底 200mm 处。

　　塔器、容器的对外连接管线应设置可靠的隔断装置，禁止用管道上的调节配件代替隔断阀门，禁止以关阀门代替堵盲板。

　　停产不用的塔器、容器、管线等应清扫干净，并应打开放散管，隔断对外连接;报废不用的，清扫干净后应立即拆除。

　　在易燃易爆场所禁止使用易产生火花的工具，作业人员禁止穿着化纤服装。

　　甲、乙类生产场所的设备及管线，其保温应采用不燃或难燃保温材料。

　　甲、乙、丙类液体及可燃气体管线不应穿越变电站、配电室、仪表室、办公室、休息室及与该管线无关的储槽区或生产厂房，并且不宜地下敷设，如果采用管沟敷设时，在管沟进出装置和厂房处应采取隔断措施。

　　易燃易爆气体和甲、乙、丙类液体的设备、管道动火时，必须先办理动火证，动火前应与其他设备、管道可靠隔断，清除、置换达到合格标准(体积百分浓度)：

　　爆炸下限大于 4%的易燃易爆气体，含量小于 0.5%; 爆炸下限小于或等于 4%时，其含量小于 0.2%。

　　在有毒物质的设备、管道或容器内检修时，应可靠地切断物料进出口，有毒物质浓度应小于允许值，同时含氧量应在 19.5%~23%(体积百分浓度)范围内。监护人不应少于 2 人，应备好防毒面具和防护用品，并且检修人员应熟悉防毒面具的性能和使用方法。设备内照明电压应小于或等于 36V，在潮湿、狭小容器内作业应小于等于 12V。

　　对易燃易爆、易中毒物质的设备动火或进入内部作业时，安全分析取样时间不应早于工作前30min ，工作中应每 2h 重新分析一次，作业中断 30min 以上也应重新分析。

　　1. 冷凝鼓风安全措施

　　(1) 冷凝鼓风工段应有两路电源和两路水源。

　　为便于紧急情况下逃生，鼓风机应有直通室外的走梯，底层出口不应少于两个。

　　(2) 为保证鼓风机的安全，每台鼓风机应设置单独控制箱，并应设如下报警、联锁停车装置：

　　①鼓风机的开停车与液压泵的联锁。

　　②鼓风机液压泵与副液压泵自动切换联锁。

　　③鼓风机润滑油箱油位、油温、油压报警及油压联锁停车装置。

　　④轴瓦温度、电机定子温度超限报警和联锁停车装置。

　　⑤鼓风机过负荷、轴位移超限、两台同时运转的鼓风机故障停车报警、联锁停车装置。

　　⑥采用液力偶合器调速时，液力偶合器进出口管应设油温、油压、油管阻力等报警和联锁停车装置。

　　⑦焦炉集气管煤气压力上、下限报警信号。

　　(6)鼓风机出现以下情况应紧急停机：

　　①风机本体有明显的金属撞击声或强烈震动。

　　②吸力突然增大，无法调节。

　　③轴瓦处冒烟。

　　④电机着火，机前煤气管道着火。

　　⑤轴瓦温度以每分钟 1-2℃速度增高达 65℃，无法处理。

　　⑥油系统管道破裂，无法处理，辅油泵油压过低，油箱油位快速下降。

　　(8)电捕焦油器采用高压供电方式，电捕焦油器应设连续式自动氧含量分析仪，并与电捕焦油器电源联锁。煤气含氧量超过 1%时报警，超过 2%时自动断电。电捕焦油器位于鼓风机后时，应设泄爆装置。当电捕焦油器遇到下列情况之一，自动断电装置失灵时，应立即手动断电：

　　①煤气含氧量大于 2.0%。

　　②绝缘箱温度低于 70℃(无氮气保护为 90℃)。

　　③煤气系统发生事故时。6. 煤气脱苯安全措施

　　(1) 粗苯储槽应密封，并装设呼吸阀和阻火器，或采用其他排气控制措施。人孔盖和脚踏孔应有防冲击火花的措施。粗苯储罐阻火器、呼吸阀、人孔、放散管等金属附件应保持等电位连接。

　　(2) 管式炉点火前必须确保炉内无爆炸性气体出现下列情况之一，应立即停止煤气供应：

　　①煤气主管压力降到 500Pa 以下，或主管压力剧烈波动，危及安全加热。

　　②炉内火焰突然熄灭。

　　③烟筒吸力下降，不能保证安全加热。

　　④炉管漏油。

　　管式炉点火时，应双人配合作业，先用蒸汽吹扫，然后遵循“先送富油后点火，先点引火后送煤气”的原则。

　　(3) 管式炉的操作要保证工艺参数符合规程要求。若富油脱水效果不好，水分带入管式炉迅速汽化，发生爆炸，易造成管道爆裂。若富油流量过低或富油泵故障，富油在管式炉内停留时间过长， 会使炉管结焦，甚至烧穿，发生泄漏着火事故。

　　管式炉加热煤气管道应设煤气低压报警快速切断装置。

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