Спосіб кінцевого охолодження коксового газу

Спосіб кінцевого охолодження коксового газу, що включає охолодження газу до 28-30°С у протитечії технічною водою, що циркулює та охолоджується в градирні, подачу охолодженого газу на уловлювання ароматичних вуглеводнів, який відрізняється тим, що охолодження газу водою здійснюють безконтактним способом, наприклад, у кожухотрубному холодильнику з горизонтальним розташуванням труб і подачею газу зверху вниз у міжтрубний простір з одночасною подачею також у міжтрубний простір і у тому ж напрямку водної емульсії кам'яновугільної смоли або вбирного мастила в КІЛЬКОСТІ, що дорівнює 0,1-0,2кг/м3 газу, і з можливістю циркуляції емульсії наступної десорбції цих сполук в атмосферу під час охолодження води в градирні і забруднення ними навколишнього середовища Задачею запропонованого винаходу є удосконалення відомого способу охолодження коксового газу шляхом охолодження газу в спеціальних холодильниках, з одночасною подачею в міжтрубний простір холодильників газу, що охолоджується, і водяної емульсії важких вуглеводнів у певному відношенні до газу і за рахунок цього забезпечення можливості використовувати для охолодження газу безконтактний спосіб і тим самим виключити можливість переходу в охолоджуючу воду шкідливих з'єднань і запобігти забрудненню ними навколишнього середовища Поставлена задача вирішується тим, що в способі кінцевого охолодження коксового газу до 28-30°С у протитоці технічною водою, що циркулює та охолоджується в градирні, охолодження газу водою здійснюють безконтактним способом, наприклад у кожухотрубному холодильнику з горизонтальним розташуванням труб і подачею газу зверху вниз у міжтрубний простір, при цьому, у цей же простір і в тому ж напрямку подають водяну емульсію кам'яновугільної смоли або кам'яновугільного вбирного мастила в КІЛЬКОСТІ 0,10-0,20КГ/М 3 газу з можливістю циркуляції останньої Ознаки запропонованого способу забезпечу О ю 0 0 ю 58594 ють наступний причинно-наслідковии звязок із технічним результатом, що досягається охолодженням газу в спеціальних холодильниках із подачею його в міжтрубний простір запобігає безпосередньому контакту газу й охолодженої води, розчинення в ній шкідливих речовин, що містяться в газі і наступний викид цих речовин і продуктів їхніх перетворень у водяному середовищі в атмосферу при охолодженні води в градирні, тим самим запобігається забруднення навколишнього середовища, одночасним поданням разом із газом у міжтрубний простір водяної емульсії важких вуглеводнів у заданому відношенні до газу дозволяє екстрагувати з нього нафталін і запобігає його відкладенню на ЗОВНІШНІЙ поверхні теплообмінних труб та забезпечує можливість застосування для охолодження газу безконтактного способу охолодження Крім того, в емульсії розчиняються також і ІНШІ ШКІДЛИВІ з'єднання аміак, HCN, феноли, роданіди 3 огляду на значно менший обсяг емульсії, ніж охолоджуючої води при контактному способі очищення, з'являється можливість емульсію, насичену шкідливими з'єднаннями, розділяти потім на водяну і масляну частини, і водяну частину передавати для переробки у відділення конденсації на очищення від аміаку, парове знефенолювання і біохімічне очищення, що підвищує ефективність очищення і запобігає забрудненню навколишнього середовища емульсії підгримують рівною 40%, температуру 28-35°С Властивості кам'яновугільної смоли відповідають ТУ У 322-00190443-117-97 Властивості вбирного мастила відповідають ТУ У 322-00190443-100-97 Емульсію готують безпосередньо в збірнику шляхом змішування конденсату газу або сепараторної води бензольного відділення з кам'яновугільною смолою або вбирним мастилом Відпрацьовану емульсію, виведену з циклу, направляють на утилізацію Емульсія на основі кам'яновугільної смоли направляється в механізовані освітлювачі цеху уловлювання, де розділяється на водну і смоляну частини Водна частина додається до надлишкової надсмольної аміачної води і переробляється разом з нею шляхом очищення від аміаку, парового знефенолювання і біохімічного очищення Смоляна частина додається до виробленої підприємством кам'яновугільної смоли і разом з нею відвантажується споживачу Емульсія на основі вбирного мастила надходить до спеціальної колони, де з неї видаляють нафталін, а отримане вбирне мастило потім направляють для наступного використання при уловлюванні з коксового газу ароматичних вуглеводнів При цьому утворюється також і конденсат пари, що надходить у відділення конденсації для переробки разом із надсмольною аміачною водою, та нафталін, що добавляють до виробленої підприємством кам'яновугільної смоли Сутність способу пояснюється кресленням (фіг) Коксовий газ із температурою 55-60°С подають зверху вниз у міжтрубний простір кожухотрубного холодильника 1 із горизонтальним розташуванням труб 2, де охолоджується до температури 28-30°С охолодженою в градирні 3 водою, яку подають знизу догори по трубах холодильника Охолоджуюча вода знаходиться у замкненому циклі насос 4-трубний простір труб 2 холодильника 1градирня 3-насос 4 Для підтримки чистоти міжтрубного простору холодильника 1 у нього за допомогою насосу 7 прямотоком з газом подають водяну емульсію кам'яновугільної смоли або вбирного мастила у заданому відношенні до охолоджуваного газу У процесі охолодження газу з нього в емульсію переходять волога, нафталін, смолисті речовини, аміак, ціаніди, феноли При взаємодії ціановодню і сірководню у водяному середовищі утворюються роданіди Емульсія разом із цими речовинами виводиться з нижньої частини холодильника 1 у сепаратор 5, де відбувається її відстоювання від надлишкової води з розчиненими в ній аміаком, ціанідами, роданідами, фенолами Ця надлишкова вода передається у відділення конденсації для переробки разом з одержуваною там надсмольною водою очищення від аміаку, парове знефенолювання і біохімічне очищення Емульсія після відстою надходить на циркуляцію по контуру збірник 6-насос 7-міжтрубний простір 2 холодильника 1-сепаратор 5-збірник 6 В міру насичення нафталіном відпрацьовану емульсію виводять із циклу і у збірник 6 подають свіжу порцію смоли або кам'яновугільного вбирного мастила Концентрацію кам'яновугільної смоли (вбирного мастила) у водяній Спосіб здійснювали в цеху уловлювання ВАТ «Маркохім» Склад коксового газу, що надходить на кінцеве охолодження (% від об'єму сухого газу) водень 60,3, кисень - 0,9, азот - 2,5, метан - 24,9, ІНШІ вуглеводні (крім ароматичних) - 2,3, дюксид вуглецю 2,5, оксид вуглецю - 6,6 Вміст інших речовин, г/м3 аміак - 0,02-0,03, ароматичні вуглеводні (бензол і його гомологи) - 38-40, сірководень - 17-25, ціановодень - 1,5-2, нафталін - 0,9-1,1 Газ насичений водяними парами, його температура перед кінцевим охолодженням - 55-60°С Були проведені експерименти по обгрунтуванню правомірності вибору діапазону зміни питомої витрати емульсії, що и подають в міжтрубний простір холодильника Витрата газу, приведена до нормальних умов, у всіх дослідах складала ЮОтис м3/годину Функціями відгуку правили гідравлічний опір холодильника після 10 діб роботи, Па, і кінцева температура газу, °С Отримані дані наведеш в табл 1 Таблиця 1 Вид і питома витрата емульсії, кг/м3 газу Без подачі емульсії Водна емульсія кам'яновугільної смоли 0,09 0,10 0,15 0,20 0,21 Гідравлічний опір холодильника, Па 2000 Кінцева температура газу, °С 40 1500 1000 1000 1000 1700 31 28 28 28 36 58594 Продовження таблиці 1 Вид і питома витрата емульсії, кг/м3 газу Водна емульсія вбирного мастила 0,09 0,10 0,15 0,20 0,21 Гідравлічний опір холодильника, Па Кінцева температура газу, °С 1400 1000 1000 1000 1600 35 28 28 28 32 Аналіз даних табл 1 свідчить, що робота холодильника без подачі емульсії в міжтрубний простір приводить до інтенсивного утворення відкладень нафталіну на ЗОВНІШНІЙ поверхні теплообмінних труб Внаслідок цього збільшується гідравлічний опір холодильника проходу газу Крім того, відкладення нафталіну знижують коефіцієнт теплопередачі, через що збільшується кінцева температура газу Аналогічні процеси (і з тим же резуль татом) відбуваються, якщо витрата емульсії складає 0,09кг/м3 газу При збільшенні витрати емульсії до 0,21 кг/м3 газу ця емульсія займає занадто велику частку об'єму міжтрубного простору холодильника, внаслідок чого знижується вільний перетин міжтрубного простору для проходу газу, і гідравлічний опір холодильника по газу збільшується Крім того, при підвищеній витраті емульсії зростає швидкість її руху в міжтрубному просторі, що приводить до збільшення критерію Рейнольдса і надмірної інтенсифікації теплообміну між емульсією й охолоджуючою водою, що рухається по трубах Наслідком цього є погіршення умов теплообміну між газом і водою, що приводить до підвищення кінцевої температури газу після охолодження Таким чином, оптимальна витрата емульсії складає 0,10-0,20кг/м3 газу Зіставлення способів за прототипом і запропонованого подано в табл 2 Таблиця 2 Зіставлення відомого і запропонованого способів Показник Продуктивність по газу, приведеному до нормальних умов Витрата Смоли на смолопромивач Емульсії Свіжої технічної води для підтримування оптимального склада солей у оборотному циклі охолодження газу Гідравлічний опір холодильника Кінцева температура охолодження газу Валові викиди шкідливих речовин в атмосферу на градирні охолоджуючої води Утому числі аміак ціановодень сірководень бензол і його гомологи нафталін феноли Як видно з поданих даних, запропонований спосіб дозволяє усунути валові викиди шкідливих речовин в атмосферу на градирні охолоджуючої води в КІЛЬКОСТІ 805,1т/рік, що дозволяє поліпшити екологічну обстановку в районі розміщення підприємства Крім того, запропонований спосіб у порівнянні з прототипом дозволяє знизити витрату свіжої технічної води, що забирається з природних водоймищ на поповнення циклу для підтримування оптимального складу солей, а це дає можливість зменшити витрати підприємства на технічну воду Одиниця виміру Чисельне значення Запропонований Прототип спосіб тис м3/годину 100 100 т/годину т/годину 8-Ю 10-20 т/годину 15 Па °С 1500 1000 ЗО 28 т/рік 805,1 ВІДС -"-"-"-"-"-" 65,6 248,2 98,7 315,4 53,9 23,3 -" -"-"-"-"-" Запропонований спосіб дозволяє також знизити на 500Па гідравлічний опір холодильника, що дає можливість зменшити витрату електроенергії на транспортування газу Кінцева температура охолодження газу по запропонованому способу знижується на 2°С, що створює сприятливі умови для наступних стадій обробки газу, зокрема, для абсорбції з нього бензолу і його гомологів Таким чином, дані табл 2 в цілому свідчать про ефективність запропонованого способу кінцевого охолодження коксового газу в порівнянні з прототипом 58594 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна