第一篇：管式炉蒸氨在宁钢焦化厂的应用
宝钢技术2010年第4期
管式炉法无蒸汽蒸氨新工艺在宁钢的实践
王玉萍,曹友宝，卢元俭
(宁波钢铁有限公司焦化厂 浙江 宁波15807)摘要: 宁波钢铁五丰塘焦化厂应用了一种新的节能环保技术,即管式炉法无蒸汽蒸氨生产技术。该技术利用煤气在管式炉中加热蒸氨废水。再回到蒸氨塔内进行闪蒸,产生蒸汽,实现蒸氨过程。通过此方法可以不再使用直接蒸汽,避免了蒸汽蒸馏中废水的增加。项目投产后,各项参数运行稳定,产品质量指标合格,年减少污水约10万t,年经济效益647万元。
前 言
焦化厂的污水主要包括剩余氨水、粗苯分离水、煤气水封冷凝水、部分地面收集水和直接蒸汽冷凝水等,其中80%以上为配煤所含水分和炼焦时生成的剩余氨水。该水中含有多种化合物(如酚、氨、硫化物、氰化物、油类及机械杂质等),其成分复杂,处理难度大,处理设备易腐蚀。传统的焦化厂多采用直接蒸汽馏法处理含多种废水的剩余氨水,工艺相对落后,蒸氨效率低、能耗高、操作环境差,且每处理1t废水需要使用约300kg蒸汽,会多产生约300kg废水。在生产过程中通入的是蒸汽,排出的是冷凝下来的废水,能源使用很不合理。因此,研究开发新蒸氨工艺技术,提高焦化行业化产生产水平,实现高效、低耗、清洁节能生产意义重大。目前在用的蒸氨工艺主要有:蒸汽法蒸氨和无蒸汽法蒸氨,其中无蒸汽法蒸氨又以济钢焦化厂为代表的导热油法蒸氨和目前宁钢使用的管式炉法蒸氨工艺为主。
1、蒸氨工艺简介 1.1蒸汽法蒸氨工艺
冷鼓工段送来的剩余氨水经过废水换热器与废水换热后,进入蒸氨塔上部；从塔底向塔内送入蒸汽作为热源和塔内的气相介质,使剩余氨水在塔内蒸馏进行氨的分离；塔顶设分缩器实现塔内回流,提高塔顶氨气质量。
工艺流程见图1。
1.2导热油法无蒸汽蒸氨工艺
冷鼓送来的剩余氨水,经过烟道气换热、废水换热器换热后,进入蒸氨塔上部。塔底的部分废水进入再沸器,在再沸器内与导热油进行换热,用导热油加热后的水蒸汽返回蒸氨塔底作为热源,其余废水进入废水槽送出。导热油的生产工艺为:经过滤器滤除杂质后,新导热油经补油泵、膨胀槽、导热油循环泵送到加热油炉,在加热油炉内被加温后送至蒸氨再沸器,温度降低后由回油总管经脱除杂质及轻组分后回导热油循环泵而完成一个循环过程。该流程不使用直接蒸汽,利用导热油加热废水产生的蒸汽蒸馏,节省蒸汽,减少废水产生,导热油闭路循环,供热稳定,基本实现了清洁生产。工艺流程见图2。
1.3管式炉法无蒸汽蒸氨工艺
冷鼓工段送来的剩余氨水经过废水换热器与废水换热后,进入蒸氨塔上部。塔底设蒸氨废水循环泵将塔底的蒸氨废水送入管式炉内,在管式炉内加热后的废水进入塔底的闪蒸水槽,进行一次闪蒸,形成蒸汽作为塔的热源。液相循环使用,多余的作为处理后废水外排。工艺流程见图3。
2、宁钢管式炉法蒸氨工艺特点：
(1)以煤气代替蒸汽加热实现无直接蒸汽蒸氨。管式炉法工艺首先以焦炉煤气为燃料,加热蒸氨废水,提高废水温度,以废水在蒸氨塔内闪蒸形成蒸汽,从而避免工艺过程废水的产生,提高焦化厂清洁生产的水平,并解决了蒸氨能耗高、生产不稳定、废水量大和环境污染问题。
(2)利用煤气直接加热蒸氨废水,简化能源使用流程,使能源利用率得以提高。相比传统的蒸汽法蒸氨和导热油法蒸氨,管式炉法利用能源更直接,能源利用流程更简化,利用率更高。
(3)利用带蒸发水槽的蒸氨塔。为确保加热后的过热水能够顺利地在塔内形成蒸汽,在塔底设置了蒸发水槽,增大了蒸发面积,确保了蒸发过程中形成足够的蒸汽。(4)管式炉进液采用高进低出的设计思路。随着废水在炉管内的加热,废水的气化率会增加。为减少因废水气化造成对炉管的腐蚀,采用上进下出,利用位差增加热水的压力,减小废水在炉管内的气化率。
3、管式炉法蒸氨与传统蒸氨工艺相比的优缺点：
(1)环保效益:由于管式炉利用煤气加热蒸氨废水在塔内闪蒸形成蒸汽,避免了蒸汽直接蒸氨时蒸汽冷凝废水的产生。采用无蒸汽蒸氨后每小时可为宁钢焦化厂减少污水产生量11.4,t年降低污水产生量约10万t。
(2)直接经济效益:宁钢焦化厂蒸氨处理量按38t/h,蒸汽价格按120元/,t年生产时间按8760h计,每年可减少蒸汽使用量99864,t节省蒸汽消耗1198.4万元,减少蒸氨废水99864,t降低废水处理及外排水费用149.8万元(按照废水处理综合费用为15元t进行计算)。
(3)运行成本费用:年消耗煤气费用约665.76万元(按照950m3/h的煤气耗量,焦炉煤气单价按照0.8元/m3进行计算),增加电耗约35.3万元(90kW循环水泵,按照0.7的利用系数,电费按照0.64元/kWh)。因此,110万t管式炉蒸氨工艺年总经济效益达到了647万元。如果按照设计的220万t焦炭规模,管式炉的能力发挥得更好,其煤气消耗将会进一步降低。
(4)管式炉法与导热油法相比,都是利用煤气加热介质,管式炉法蒸氨节省了利用导热油作为二次换热的介质,降低了多次换热过程中的损失,使用更直接,流程更简单,操作难度更低。(5)操作稳定性:传统的蒸汽法蒸氨,因为蒸汽管网泄漏或检修等诸多原因,蒸氨被迫进行停工,造成操作强度加大,同时因为蒸氨的检修也给后续的酚氰带来生产的不均衡。利用煤气加热蒸氨废水后,稳定性大大加强,异常停工的次数大大减少。
4、结论：蒸氨新工艺比传统工艺少耗蒸汽量11.4t/h,少产生污水11.4t/h；年可节约蒸汽99864,t少产生污水99864t/a；降低能源消耗费用35%以上,节省标准煤4021,t节省了处理费用；污水处理站节省的处理能力用于处理其他工序污水,节省了工程造价；减轻了环境污染,职工操作环境得到改善，初步测算增加效益为647万元/a。对于目前推行低碳经济的时代,管式炉法蒸氨工艺节能效果显著,非常值得推广。
第二篇：焦化厂硫铵、蒸氨工段操作规程..
焦化厂硫铵工段安全技术操作规程
一、工艺流程
1、硫铵工序
由冷鼓送来的煤气，经蒸汽预热后，进入喷淋式饱和器的上段喷淋室，在此分两股沿饱和器内壁与内除器的环形空间流动，并循环的母液充分接触，氨被吸收后煤气合并成一股，沿切线方向进入饱和器内除酸器，分离煤气中夹带的酸雾，后送往粗笨工段。
在饱和器下端结晶室上部的母液，用循环泵连续抽出送至上段喷淋室进行喷洒，吸收煤气中的氨，并循环搅动母液以改善硫铵结晶过程。
饱和器在生产时母液中不断有硫铵结晶生产，由上段喷淋室内的降液管流至下段结晶室的底部，用结晶泵将其连同一部分母液送至结晶沉降，然后排放至离心机内进行离心分离，滤除母液并用热水洗涤结晶，离心滤除的母液与结晶槽满流出来的母液一同自流同饱和器下段的母液中。
从饱和器满流口溢流出的母液，通过插入液封内的满流管流入满流槽，满流槽内的母液用小母液泵送至饱和器顶部用于二次喷洒洗铵之用。
买来的硫酸、放入硫酸地下槽后，用液下泵打往硫酸贮槽，在通过硫酸泵打往高位槽，然后自流加入满流槽，当硫酸高位槽的液位高时，可满流回硫酸贮槽，在定期用泵打往高位槽以作补充之用。
饱和器定期补水，并用水冲洗饱和器，所形成的大量母液即由满流槽至母液贮槽，用于给饱和器补液用。
带入母液中的焦油，在饱和器上段喷淋室内由满流口满流至满流槽，在饱和器下段结晶上部由焦油排出口排出至满流槽，满流至母液贮槽，定期捞出。
当硫酸高位槽的液位高时，可满流硫酸贮槽，再定期用泵送回高位槽以作补充。
从离心机卸出的硫铵产品，由螺旋输送机送至沸腾式干燥器，进行干燥后进入储料斗，然后称量，推包，封袋，送入成品库，干燥冷却器顶部排出的尾气，经旋风分离，再经过水浴器过滤洗涤尾气中夹铵颗粒，由排风机排至大气。
2、蒸铵工序
从萃取脱酚工段来的剩余氨水首先进入氨水贮槽，然后由氨水泵送入换热器预热至约90℃在进蒸氨塔顶，氨水在塔内逐级而下与蒸汽反复接触使NH3转移到汽相中，最后从塔底排入废水槽再次分离重油，废水泵从废水槽中把温度较高的废水送入换热器与氨水进行热交换，温度降低后的废水通过管道送往生化站作进一步的处理后排放，或送往熄焦池熄焦。
a、碱液流程
买来的碱液首先存入液碱槽，通过碱液泵打往高位槽，在通过调节阀，流量计自流入氨水泵吸入管道内，碱液与氨水在管道和泵中混合反应使固定氨转化为游离NH3以便在
母液比重：
≥1.26（控制点）
硫氨质量指标（质控点）：
一级品
二级品
含N% ≥21.0
≥20.5
水份% ≤0.3
游离酸%≤0.05
袋计量准确每袋
0.5Kg 缝袋时要叠好袋口，保证不漏。
剩余氨水处理量：
剩余氨水处理加减后PH：
进塔剩余氨水预热温度：
蒸汽塔顶压力：
0.03Mpa。
蒸氨塔底蒸汽流量：
出分凝器的氨水蒸汽温度：
塔顶氨水冷凝液分析NH3浓度：1.4%(wt%)，蒸氨塔温度：
105℃。
≤1.0
≤0.2
50Kg±
25m3/g。
9～10。90℃，冬季为85℃
左右。
0.18～
4.5t/h。
98±1℃。
0.7—
100—
＜
塔底温度：
105—110℃。
换热后废水温度：
＜60℃。本工序处理后废水NH3—N含量：
＜280mg/l。处理后废水PH值：
8—9。
三、安全技术操作规程
1、饱和器工安全生产技术规程 a、正常操作
①根据职责范围和操作指示进行正常操作，及时检查调整煤气压力温度、母液温度、母液晶比、母液比重，使之符合规定，每小时记录一次。
②采用连续加酸制度，饱和器内酸度控制在2—6%。③观察结晶槽回流和结晶泵的上量情况。每小时清理一次回流管口，保证回流量，发现结晶泵不上量时，及时通知泵工处理。
④随时注意饱和器的阻力情况，如发现阻力变化超出范围，找出原因及时处理。
⑤协调本岗位工序的正常操作，将本班情况如实填写在交接班记录上。
b、特殊操作 ①准备工作
⑴检查要开的饱和器系统所属设备及附属管线是否良好，各阀门是否灵活好用，有杂物要清楚干净。
⑴停电时如晶比过大，适当提高饱和器内母液酸度，防止堵塞，并与有关人员联系送电。
⑵若停电时间超过30分钟不能及时送电，请示领导同意，打开煤气交通阀门，各岗位按停工处理。
⑶来电时各岗位立即按开工顺序恢复生产。⑤停气操作
通知离心机工停止放料，根据时间长短适当加酸、加水和事先把母液温度提高，来气时各岗位恢复生产。
⑥停水操作
⑴通知离心机工停止料。
⑵停水时间超过1小时，适当提高饱和器母液酸度和温度。
⑶冬季停水，有关设备和管道的存水放净，以防冻坏管道和设备。
2、泵工安全技术操作规程
a、大循环泵、小循环泵、结晶泵的开停工
①检查泵及时电机设备是否正常，检查地却螺栓、连接螺栓是否滑动，检查油箱和轴承是否缺油，盘根是否严密。
②搬动靠背轮进行盘车，盘车应灵活。③启动泵。
④开泵后检查管道、阀门是否有滴漏，电机电流是否正常，并注意震动、杂间、润滑及温度情况。
b、大循环泵、小循环泵、结晶泵的停泵
①饱和器倒换时饱和器工作批示工作。
②突然停电时，要按焦止电钮，关闭结晶泵、小母液泵出口阀门。
③停电时，用水冲洗煤厂结晶泵循环泵及管道，以防结晶堵塞。
④听从饱和器工安排，提高母液酸度。
3、离心机工安全技术操作规程 a、开机
①接班后检查设备是否正常，筛网是否完好，螺丝是否紧固。检查旋转体、外壳，检查喷嘴位置是否正确及管子是畅通，润滑油不低于窥视镜子的三分之二，检查各部分无问题时再开机。
②开机前与干燥工联系，开启热风，使干燥系统运转系统正常。
③开机时按顺序盘动转鼓和油泵，检查有无异常现象。④将调速器般到零位启动油泵注意泵运转情况，将调速器搬到操作位置，开油冷却水。
⑤启动主机，待转速稳定后开始下料，如发现不正常现象，应及时停机并查明原因，如属设备问题，应向班长反应请维修工检修。
b、停机
①关闭结晶槽底部阀门，停止进料，通知干燥机工停车。
②关闭洗涤水阀门，停主机，待转鼓停止后，铲除鼓内积料。
③清洗前，先开启主机上所有水阀门，待结晶清洗干净后，关闭阀门。
④停止主机，停止油泵，把调速器搬到零位，关闭油冷却水。
⑤通知干燥机工清扫。c、一般操作
①离心机工根据职责范围和操作指标进行正常操作，并及时检查调整。
②下料要均匀，不得装将稀糊母液或洗水漏洒在下料斗中。
③检查推料行程是否稳定，油压是否正常，不得超过规定。
④洗水应畅通，每隔半小时将后腔、中腔洗水开一次。⑤操作中如突然发现异常现象或震动时，应停止电钮并清料，来电后，按开车顺序开车。
⑥操作中禁止用铁锹、铁铲或其它铁器制动或震捣处壳。
4、干燥系统安全技术操作规程 a、开工必备条件
①各个设备安装或检修完毕，且试压、试运转合格，管道设备运转完毕。
10⑶氨水贮槽上下二出水阀：关
②察看配电柜（箱）、电源及通向用电设备的线路，若有异常应报告电工处理，对泵作盘车检查要求其转动平稳、灵活、无杂音，必要时应加注润滑油，若发现泵轴承，叶轮或电机不正常应拆检或替换。
③仪表控制及显示柜（箱）各部位及线路巡查，有异常情况应报仪表检修人员处理，④察看输送物料及蒸氨工序的外部管道，阀门及设备是否处于正常状态，应保证满足输送要求。排水管道及沟渠畅通可正常使用。
⑤与硫铵饱和器操作负责人员联系，确认饱和器可正常接纳本工序产出的氨水蒸汽。
⑥蒸氨工序所用物料及公用工程供给查验，剩余氨水、液碱、蒸汽、循环冷却水自来水要求开车供应规格符合要求，必要时应分析化验：剩余氨水的酸度和氨氮含量，液碱的浓度等。检查碱液槽内液碱存量，若碱液槽液位高度不足1/3，应补加。打开碱液槽进料阀及输送液碱的外部管路上的全部阀门。通知液碱库送料，碱液槽液位升高至约2/3时，通知碱液库停送料，并注意必须关闭碱液槽进料阀。
⑦检查氨水贮槽内剩余氨水存量，要求液位超过1/2高度，否则应通知冷鼓工段输送。
b、开车操作
①系统低负荷试运转。将下述阀门开启：
2排放5分钟之后，可从中取样作氧含量爆破试验，达到要求应继续吹除，达到要求后可关闭放空阀，打开进硫铵饱和器（与煤气混合进入）的阀门。开启分凝器上循环冷却水的进出水阀门（必要时可开进水旁路阀调节进水量）。观察各部位的温度、压力、流量指示、察看各设备、管路、若有漏气、漏液或其它异常情况应停车检修。
③满负荷运转。在上述四个步骤正常进行之后，可开始满负荷运转。
⑴调节氨水泵出水阀把流量提高至20～25 m3/h（由脱酚后能够供给的剩余氨水量确定）。同样调节废水泵出水阀仍保持废水槽（或蒸氨塔）的液位。
⑵调节蒸氨塔底蒸汽进料阀使气量达到4～4.5t/h。
⑶调节分凝器冷却水进水阀维持氨水蒸汽的出料度为98±1℃。
⑷调整分凝器氨水蒸汽出料阀的开度，使蒸汽塔顶维持在0.018～0.03Mpa（表压）的微正压状态。
⑸开启碱液槽出料阀（必要时可使用出料旁足路阀），开碱液流量计调节阀使流量控制在200～300kg/h.⑹运转稳定后，从取样品分别取样分析NH3－N或NH3浓度，用PH试纸或酸度计测PH值。
④正常运转的检查和记录
蒸氨系统满负荷运转平稳后，检查各部位仪表（温度、压力、流量、PH值、液位）指示是否正常，必要时应停车
415①检查结晶泵上量及回流情况。②看加酸情况。
③检查仪器试剂是否完好齐全，测定酸度、比重、晶比。④设备、管道、阀门有无泄漏。⑤卫生情况。d、预热器部分
①检查预热器所有蒸汽阀门的开关情况。②预热器前的煤气温度。③卫生情况。e、饱和器部分
①饱和器前后温度，清洗热水蒸汽阀门有无泄漏。②满流槽液面及回流情况。③设备及管道有无滴漏现象。④卫生情况.2、泵工
a、循环泵、结晶泵、小母泵、酸泵。①电机、轴承温度及泵的运转情况。②泵及所属管道阀门有无滴漏。③卫生情况.b、备用泵 ①搬动靠背轮。
②泵及所属管道的卫生情况。c、饱和器后水封槽
7c、螺旋给料机风积料清理情况。
d、螺旋机轴承及减速机温度及润滑情况。e、热风器蒸汽阀门和疏水情况。e、水浴器的使用情况。f、缝袋机。
5、蒸氨工
a、巡回路线→碱液槽→氨水贮槽→氨水泵→废水换热器→废水泵→废水槽→蒸氨塔→分凝器→控制室
b、巡检要点①②③④⑤⑥⑦
①控制室：查看上两班操作记录，了解上班（前次）操作情况及有关事项，巡检完毕或开车稳定后返回控制室应按要求填写操作数据及其它情况记录，按照工艺要求调控参数。
②碱液槽：查看碱液存量，记录液位高度，碱液存量不足时及时补充。记录碱液流量，注意设备、阀门及管线有无滴漏。
③氨水贮槽：查看剩余氨水存量，记录液位高度，根据液位变化适当调整氨水出口压力值，整个底层操作面的卫生情况。
④氨水泵和废水泵：查看泵运转情况，泵出口压力表指示，注意泵有无异常振动或噪音，泵、阀门及管线有无泄漏。记录剩余氨水流量及泵出口压力值。整个底层操作面的卫生情况。
94、修理煤气设备时不许用铁锤敲打。
5、运转设备在运转过程中禁止检修。
6、离心机工开车须得到饱和器工允许并和干燥机工联系好后，方可开车。
7、工作场所不准带易燃品，废棉纱等应放在指定地点。
8、消防工具应齐全，指定位置存放，并按时检查，保证随时可用。
9、各转动设备必须有安全罩、电器设备接地线必须保持完好。
10、禁止电机及油箱进水，不得用湿布擦电机。
11、禁止往深硫酸中加水及浓稀酸混合。
12、饱和器各煤气管道及设备如需动火，必须办理动火手续。
13、生产中使用的液碱不得与人体接触，处理相关物料时应戴好防护用品（眼镜、手套、雨鞋），误入眼内、口内或溅在皮肤上应迅速用清水冲洗，严重者送医院救治。
14、检修蒸氨塔时，如清除塔板上污垢或进塔内检修部件应首先用蒸汽吹蒸30分钟，打开手孔或人孔使塔内温度降低后再作检修。
15、生产岗位禁止吸烟。
16、上班前不准饮酒，上班时要穿戴好劳动防护用品。
第三篇：管式炉余热回收
项目名称：河南鑫磊煤化集团管式加热炉余热回收利用 设计改造实施单位：山东博宇机械有限公司
接收改造单位：河南鑫磊煤化集团
1、前奏
河南鑫磊煤化集团煤化工产品多，产品链长，是走在同行业较前列的一个企业，高层领导注重科技，注重环保、节能。在今年初提出管式加热炉的节能改造。山东博宇机械有限公司参与本次管式加热炉的节能改造招标，并获得两台管式加热炉的节能改造项目。在鑫磊煤化集团的积极配合下，通过20天的奋斗完成了两台管式加热炉的节能改造，并获得较满意的收获。
2、节约煤气
河南鑫磊煤化集团共130万吨生产能力的焦炉配套的管式加热炉分别是200万Kcal、250万Kcal，改造之前管式加热炉的煤气流量1#炉720m³/h、2#炉900m³/h。排烟温度为290—300℃。改造之后，煤气流量1#炉620m³/h、2#炉680m³/h。分别节约煤气13.89%、20%，排烟温度在156—160℃。
3、工艺路线
本次改造，整个流程简单，操作方便，实观性强，管式加热炉燃烧情况比较清楚，生产运行正常，安全。
4、用时短
本次节能改造过程，两台管式加热炉的停炉停产总时间为34小时。
5、效益
（1）煤气：1#炉每年节约煤气100x24x330m³=792000m³2#炉每年节约煤气220x24x330m³=1742400m³
两台管式加热炉合计每年节约煤气792000+1742400m³=2534400m³
（2）减少废气排放：
4.5x2534400m³=11404800m³
6、让我们共同携手，为了更好的明天贡献我们的一份力量。
第四篇：年产70万吨焦炭焦化厂蒸氨工段的设计
设 计 任 务 书
1.1设计任务
年产70万吨焦碳的焦化厂蒸氨工段的设计。
1.2设计的基础资料
1.2.1 工艺计算主要依据
煤气产率
340Nm3/t干煤 氨产率（挥发氨）
0.3% 初冷器后煤气温度
30℃ 剩余氨水中氨含量
3.5g/l 概述
剩余氨水是煤焦化工业中焦化废水的主要来源，其中含有大量的挥发氨和固定胺盐，严重影响了生化工段的废水处理结果，因此蒸氨工艺是焦化废水处理工艺的第一环节，同时还在为脱硫工段提供碱源的过程中起重要作用，因此蒸氨系统的稳定运行直接影响到生化工段出水指标及脱硫工段的脱硫效果。鼓冷工段昌盛的大量剩余氨水与蒸氨塔底废水换热后，进入到蒸氨塔中开始蒸馏，蒸氨塔底部通入饱和水蒸汽，以提供蒸氨所需热量及氨气载体，蒸出的大量氨气与水蒸气混合气体从塔顶分缩器出来后，去往脱硫工段，塔底废水在与剩余氨水、冷却水连续换热后，去往盛化工段进行水处理，同时在蒸氨过程中，需要在剩余氨水中加入一定量的液体氢氧化钠，以促进剩余氨水中固定铵盐的分解，保证蒸氨效果。
3蒸氨工段设备的计算
3.1 蒸氨塔的计算 3.1.1 基本数据的确定
①原始数据：煤气总量
35000Nm3
进料温度
50℃
分凝器后产品浓度
10%
塔顶温度
102℃
塔顶压力
14.7MPa
塔底温度
105℃
塔底压力
34.3MPa
回流温度
90℃
进料浓度
3.5 g/h 经计算得 进料量F及浓度XF
F = 12.63 t/h 12.633.5103100%0.35%
XF12.63
参考《炼焦化学品回收与加工》附表5，得氨水在水溶液里及液面上蒸汽内的含量为Y1 = 3.5%
② 氨分缩器后成品氨气浓度的确定
XD = 10%,设在蒸氨塔里的氨回收率99%，则氨为: 99%×12.63×3.5×103/1000≈43.75kg/h 或54.51Nm3/h
氨气混合物 D = 43.75÷10% = 437.5 kg/h 水蒸汽的量 437.5×(1-10%)= 393.75kg/h 或 490.61 Nm3/h
考虑到氨气中H2S和CO2,设占氨气体积的5%，则
54.51490.61573.82Nm3/h
15%取分缩器后氨气操作压力为850mmH2O,则氨气在气体混合物中的分压为:
PS = 850×490.61/573.82= 726.148 mmH2O
③分缩器后回流液含氨浓度的确定
出成品氨的浓度为10% 即XD = 10% 查《炼焦化学品回收与加工》中附表5得,回流液浓度为XR = 1.2%。则进料热状况: q = 将1Kmol进料变为饱和蒸汽所需的热量/原料液的Kmol汽化热，查
182250(10250)1840186物性手册得即:YFYq
XFXq
1.0971182250
XD-YF103.5
∴Rmin=YF-XF ==2.06
3.50.5一般取R=(1.1～2)Rmin 现取 R=1.5Rmin=3.09 3.2 物料恒算(1)输入物料
进料量
F = 12.63t/h 含氨量 = 12.63×103×0.35% = 44.19 kg/h 设蒸氨塔中氨的回收率为99%则：
D=44.19×99%/10%=437.47kg/h 回流量 L = RD = 3.09×437.47= 1351.79 kg/h(2)输出物料
塔顶蒸汽量
V =(R+1)D = 4.09×437.47= 1789.26kg/h 废水量
W = F-D+G = 12630– 437.47 +G = 12192.53+ G kg/h(3)热量恒算—确定直接蒸汽量G ①输入热量
进料带入热量 q1 = 12630×50×1.0074×4.187= 2662698.14 kJ/h 回流带入热量 q2=1351.79×90×1.005×4.187= 511941.66kJ/h 直接蒸汽带入热量q3 = 2738G kJ/h 式中 G — 蒸气量
2738—4Kg/cm3（绝压）时水蒸气热焓，2741 — 表压为0.3时,水蒸汽热焓
kJ/Kg Q1= q1+ q2+ q3 = 2662698.14+ 511941.66 + 2738G
= 3174639.8+ 2738G kJ/h ②输出热量
塔顶蒸汽带出热量
q4 = 2811.7×3.5%×102×2.131 + 2811.7×(1-3.5%)×2678.84
= 7507857.8 kJ/h
式中
2.131—— 氨的比热
KJ/(Kg·℃)
3.5% —— 含氨量
2678.84—— 102℃时水的热焓 kJ/kg
氨解析吸收的热量 q5 = 2811.695×3.5%×491×4.187
= 20231.16 kJ/h
废水带出的热量
q6 =(12192.53+G)×105×1.0089×4.187
= 5407969.27+443.5G kJ/h
散热损失
q7 = q3×2% = 2738G×0.02 = 57.46G kJ/h
Q2 = q4 + q5
+ q6+ q7
=7507857.8+20231.16+5407969.27+443.5G +54.76G
=12936058.23+488.26G kJ/h
由 Q1=Q2 得：
3174639.8+ 2738G =12936058.23+488.26G
直接蒸汽量G =4338.91kg/h
1吨氨水所用蒸汽量 g = G/F = 4338.91/12.63 = 343.54kg/t
废水量 W = 12192.53+ G = 12536.07kg/h = 16531.44 t/h 3.3蒸氨塔设备的计算（1）塔板层数的确定
作全塔的物料平衡：
∵废水量W = 12192.53+ G = 16531.44kg/h = 16.531 t/h
3.512192.532%0.005%∴废水含氨量XW=100016531.44 直接蒸汽加热时，提镏段的操作线方程为
WWXm1XW
YmGG式中：W—废水量，16531.44 kg/h
G—直接蒸汽耗量，4338.91kg/h 16531.4416531.44Xm1XW3.81Xm10.000191
4338.914338.91以进料含氨量浓度 XF=0.35% 按《炼焦化学品回收与加工》附表5中数据采用逐板计算法计算提馏段理论板数.X % 0.35 0.17 0.0811 0.0374 0.0159 0.00536 0.000176
Y %
1.70 0.811
0.374
0.159
0.0536
0.00176 ∴提馏段需理论板数为5 对于精馏段由于塔顶气相浓度不高于和进料平衡的气相浓度,所以只
需要一块理论板,则全塔理论板数为6块.本设计采用浮阀塔,总板效率取0.5,则实际板数为6/0.5=12块（2）塔径的计算 即Ym
∵V＜VS
∴用塔底气体积确定塔径
.73.5%2811.7(13.5%)273102101.32811
Vs = 22.41718273101.334.3
=3601.2m3/h
原料汽化热取水的热量为 1500kJ/kg 平均温度(98+50)/2 = 74℃ ρl= 974.8 ㎏/m3
ρV=0.661 ㎏/m3
查《化工原理》（天大版）
附表7
水的比热为4.2 kJ/(㎏·℃)15004.2(9850)q = =1.13 1500L = L+QF = 1351.79+1.13×20890 =24957.49㎏/h V = V+(q-1)F = 1351.79+0.13×20890 =4067.49㎏/h LhVhPl(Pv)1225842.2/974.8=5676/0.661(974.80.661)12= 00.119
塔板间距取45㎜，板上液层高度取0.07m则： HT-Hl = 0.38 m查《化工原理》（天大版）下册P160，史密斯关系图得C20 = 0.0062校正
C = C20×0.2(20)= 0.062×(0.634520)0.2=0.031
974.80.661= 1.19 m/s 0.661
∴Umax=C×
PlPvPv=0.031×
通常取 U = 0.6～0.8Umax 现取安全系数 0.7则U = 0.65×1.19 = 0.774 m/s则D =4Vs3.14U=
43601.2= 1.283m圆整取D = 1400 mm 36003.140.7743.1423.1421.4= 1.538㎡
塔截面面积 AT =4D=4(3)塔高的计算
1）该塔有效高度 Z=(N-1)×HT=(12-1)×0.45=4.95m
2）塔顶辅助高度取1m
3）塔底辅助高度取1.5m(塔底最后一块塔板到塔底封头切线的距离)
4）塔底裙座高度取2 m
5）人孔,人孔的设计应便于进入任何一层塔板,但设置过多会使制造时塔体弯曲度难以达到要求,所以本塔设置一个人孔,位置在自上面算起第8块塔板处,此处塔板间距设计为600㎜,另外,塔裙处应设计两个人孔直径为450㎜.综上该塔实际高度 H=4.95+1+1.5+2+(0.6-0.45)=9.6m
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第五篇：圆筒形管式炉维护与检修
圆筒形管式炉设备维护检修
1总则
1.1规程适用范围
本规程适用于化工厂的圆筒形立管式炉
1.2设备结构简述
圆筒形立管式炉加热炉的结构见图一，其基本结构的是由炉管、炉体、燃烧装置、仪表及附属设备组成。
A、炉管：炉管是由碳钢无缝管焊接而成，呈立管式排列，导物料走管内，管外壁接受辐
射和对流传热。
B、炉体：炉体是由钢板外壳和耐火、隔热衬里组成，耐火、隔热衬里是由火砖和陶粒、硅面砌成。
C、燃烧装置：以焦炉煤气为燃料采用喷嘴式燃烧器。
D、仪表和附件：仪表有温度计、压力表等，附件有调风门、烟道挡板，蒸汽灭火等。E、附属设备：有油泵、烟囱等。
1.3设备主要性能：
热负荷453×10Kcal/h
辐射室353×Kcal/h
对流室：冷油段50×104 Kcal/h
过热蒸汽15×10 Kcal/h
预热段：35×104 Kcal/h设备完好标准
2.1零部件完整齐全，质量符合图纸要求。
2.1.1炉管要求
a、无鼓泡、裂纹；
b、c、d、e、f、无严重的氧化脱皮、壁厚不小于计算允许值； 管径胀大不超过原外径的5％； 管内无结焦； 支撑炉管的支座或吊钩无断裂、变形或严重的烧损。炉管材质符合技术要求。44
2.1.2炉体要求：
a、耐火、隔热衬里无裂缝或脱落；
b、c、炉壳无变形； 连接螺栓无松动，接缝处不漏气。
2.1.3燃烧要求：
a、耐火砖墙，拱无裂缝，掉砖和烧损所致的凹不平现象。
b、火焰长短、颜色、形状符合设计要求。
c、炉门、火门耐火衬里完好，无烧损变形，开关灵活。
2.1.4燃烧器要求：
a、b、零部件完整，无缺损或变形； 安装对中不偏料，固定良好；
c、调风器的转动装置调节自如；
d、喷嘴直径和数量符合技术要求。
2.1.5仪表、各种连锁装置，自动调节装置齐全完整、灵敏准确。
2.1.6圆筒炉本体附属设备及整个系统的配套设备完整，质量符合要求。
2.1.7基础和机座稳固可靠，基础无不均匀下沉现象，地脚螺栓及各部螺栓连接紧固，齐整，并符合技术要求。
2.1.8管道通、管件、阀门及支架安装合理、牢固完整、标志分明。
2.1.9 防腐和保温设施完整有效，符合要求，炉体外表面温度不高于70℃
2.2设备运转正常，性能良好，达到铭牌量定能力。
2.2.1最大供热量能满足生产需要，但不允许超负荷运行。
2.2.2设备润滑良好，油路通畅，油质符合要求，实行“五定”“三级过滤”。
2.2.3各运转设备无不正常的振动、松动、杂音、发热等现象。
2.2.4各零部件温度、压力、流量、转速、电流等运行参数符合设计或规定的要求。
2.3技术资料齐全、准确
2.3.1产品质量保证书、出厂合格证，使用说明书等资料齐全。
2.3.2有设备运转时间和累计运转时间记录
2.3.3设备运转时间和累计运转时间记录
2.3.4设备.易损配件图纸齐全、准确
2.3.5设备操作规程、维护检修规程齐全
2.3.6设备检修记录和改造记录齐全
2.4设备及环境整洁，无跑、冒、滴、漏
3、设备的维修
3.1日常维修
3.1.1认真执行操作规程，严格控制温度，压力等参数。物料进、出口温度不得超过规定值。坚持巡回检查，认真、及时、准确地填写操作记录。
3.1.2经常观察燃烧火焰情况，判定燃烧装置是否完好观察燃烧回火产生的火焰形状，长度、颜色。如有变化则应调整或停炉检查，排除烧嘴喷孔头部烧焦，磨损变形及输气管道堵塞所造成的影响。
3.1.3应经常通过看火门看门窗，观察炉管表面颜色变化。
3.1.4注意观察炉膛内耐火材料是否有裂缝、烧损、脱落等现象。出现上述情况。影响燃烧或危及其他零部件安全时，应停炉及时修补。
3.1.5注意炉内烟气压力变化，如压力超过计划设定规定值时，则应清理烟气系统并排除积灰。
3.1.6检查与圆筒炉相配的各种管线的各密封点有无泄露，如有泄露，及时处理。
3.1.7油泵的冷却水必须保证供应，水质应符合要求，并随时检查水温，不得超过规定值，经常检查油泵的动、静密封点无泄露。
3.1.8每班做好设备及环境的清洁卫生工作。
3.1.9各转动设备的润滑，应严格执行设备润滑制度，做好“五定”“三过滤”。
3.2常见故障及时处理方法
3.2.1圆筒炉进出口压差大于规定值。
故障原因： 炉管内结焦、堵塞
处理方法： 停炉清焦
3.2.2圆筒炉进出口压差小于规定值
故障原因： 通过圆筒炉的物料油量不足，炉管内流速过小；油泵性能下降；系统中其他部位有堵塞或阻力增加情况。
处理方法： 开大主回流路或旁路循环的阀门，增加入炉物料流量。检查油泵，使之达到工艺要求检查，清理。
3.2.3物料渗漏
故障原因：垫片失效或法兰螺栓未压紧；阀门填料失效或阀杆表面磨损锈蚀；油泵密封件损坏。
处理方法：更换垫片或紧固螺栓；更换或添加填料，修理阀杆表面；修或换油泵密封件。
3.2.4烟囱冒黑烟、烟雾含量超标。
故障原因：入炉燃料与空气比例失调或燃料装置出现故障；紧急停炉，修补炉管；检修除尘器。
3.2.5炉膛内耐火砖脱落，开裂磨损
故障原因：筑炉质量差，砖缝内灰浆太少或者灰浆配比不符合要求；耐火砖质量 不
符合技术要求。
处理方法：进行局部修补，并按规范施工；对易损坏部位更换符合标准的新砖。
3.2.6燃油、燃气烧嘴火焰堵料
故障原因：烧嘴头部结焦；烧嘴喷孔磨损变形或烧嘴垫片漏油。
处理方法：清理烧嘴头部结焦物；修补已磨损变形的烧嘴孔，更换无法修复的磨
损件或垫片。
3.3紧急情况停车
3.3.1在突然停电或油泵因故障停止运动时，应立即停炉。迅速关闭煤气阀门熄火；同
时打开热油泵的蒸汽灭火阀门，以降低炉膛温度。
3.3.2当发现炉管破裂时，应立即停炉。首先熄火，并迅速打开炉门及蒸汽灭火阀门，进行灭火降温，即使停止油泵。
3.3.3打开所有的炉门，看火门，使炉膛降温。
4、检修周期和检修内容
4.1检修周期
a、小修3~6月
b、c、中修12月 大修36月
4.2.1小修
a、检修各个泄露点，更换垫片和填料；
b、检查，校验温度计、压力表、安全阀及各种自控装置（包括报警、连锁装置），更换c、d、损坏的热电偶套管元件。吹扫、清理炉管表面、炉内死角、烟道及烟囱底部的积灰。检查炉体，烟道等处的耐火砌体及保温层有无裂缝，脱落、漏风等情况。根据损坏情
况进行局部修理。
e、油泵的检修按照泵的有关检修规程及产品说明书进行。
4.2.2中修
a、b、c、d、e、f、包括小修内容 检查炉管表面有无氧化层脱皮，鼓包裂纹及过热等情况，酌情修复或局部更换。检查炉管内壁有无结焦并决定是否清焦。检查炉门、看火门及防爆门时候完好，填充的隔热草料有否烧损脱落，如有应进行修正，修补。金属部件变形应进行校正或更换。全面检查燃烧装置，拆开燃烧器逐个检查，清洗，测量烧嘴孔径的变化，对影响燃烧效果和正常运行的零部件修理和更换。清洗引风装置风门叶片上的积垢污，必要时更换叶片。
g、h、i、j、对蒸汽灭火装置和紧急放空装置进行检查，并测试灵敏性，可靠性。检查和加固烟囱的拉杆（绳），修理损坏或不灵活的烟道挡板。检查系统中的设备、管道和阀门的保温层，检查设备和管道支架的可靠性，必要时调换或加固。检测烟囱避雷针的接触电阻，确保符合要求，保证安全可靠。
4.2.3大修
a、包括中修内容
b、c、d、e、f、检测炉管壁厚，确定是否更换炉管。修补或重砌炉内耐火砌体保温层。检修炉体外壳和钢支架，紧固炉体各部位的螺栓。检查和修理圆筒炉及附属设备的基础，检查烟囱装置完好状况。炉体、炉架、梯子、平台各类管道及附属设备油漆防腐。
5、检修方法
5.1.1炉管
5.1.1.1打开炉顶盖板或从炉底门外进入炉内，检查炉管外表面有无裂纹、鼓包、变形、烧损、氧化脱皮等缺陷及表面积灰等情况，同时检查炉管支架或挂钩烧损变形及位移情况。
5.1.1.2清扫炉管表面积灰，采用的方法有人工清扫，气体吹扫和机械清灰等多种方式。
5.1.1.3炉管氧化脱皮严重或运行时间达三年以上的炉管，应用“超声波测厚仪”测厚，无条件则可钻孔检查（主要测定辐射受热面的危险点）。
5.1.1.4炉管清焦，参考石油化工管式炉所采用的“空气、蒸汽清焦法”进行。具体实施步骤如下：
a、准备压力不小于0.6Mpa的蒸汽和压力不小于0.4mPa的空气。
b、加装好炉管壁（危险点）辐射室及炉管出口处温度测量仪表，加装蒸汽及空气压
力表。
c、用蒸汽吹扫炉管20~30分钟，吹扫炉管内的残油和碎焦。
d、向炉管内通入适量蒸汽（炉管不干烧原则）炉内点火升温。炉膛的升温速度第一
小时35~45℃/h，以后为40~75℃/h。
e、当炉温升到500℃时，大量向内吹蒸汽，使炉管内壁结焦物发生燃烧而烧去，此
时，炉管出口气体温度上升，排出黑色气体。
f、烧焦时，严格控制炉温，不得超过650℃，炉管壁温不得超过640℃，夜间观察暗
红色为准。在同一时间内烧焦的炉管不得多于三圈。若出现炉管壁超温，则应减
少空气通入量，以降低炉管壁温。
g、烧焦进行一段时间或炉管有堵塞现象，停止通入空气，开大蒸汽吹扫炉管，然后
通入空气烧焦。以后若干次烧焦，吹扫，直至炉管出口气体温度下降，出口气体
中CO2含量减少，表示烧焦完成。
h、完成烧焦后，开大蒸汽吹扫，然后降温，炉膛的降温速度不得大于75℃/h，炉温
降至350℃时，炉子熄灭，然后停止通入蒸汽。
i、每半小时记录一次，烧焦的全过程和各种参数存入档案。
5.1.2炉体
a、从炉门进入炉膛内检查耐火砌体有无“烧、损、脱落、裂缝”等情况。
b、检查炉体外壁有无开裂变形，防腐漆是否脱落，变色。炉体外壁温度有无变化，确定炉体外外温度无损坏部位及损坏程度再做进一步检查。
c、对耐火砖砌体或保温层局部修补及整体更换。砌筑施工参照《工业炉砌筑工程施
工及验收规范》（GBJ211—87）的有关规定，并按规定进行烘炉。
d、用耐火砌体纤维棉或其他保温材料填塞炉体与炉管进出口处的空隙。
5.1.3燃烧设备
a、将圆筒炉的燃烧器从炉体取下，拆开逐件检查，清洗零部件表面的积灰和污垢，清除喷嘴头部的结焦物。
b、对燃烧器进行冷态和热态调试。
5.2质量标准
5.2.1炉管
a、表面无裂纹、鼓包、变形及严重的氧化脱皮现象，表面清洁，无积灰。
b、局部修补或更换的炉管应符合设计要求及有关规定。
c、炉管壁厚不得小于计算允许值。
d、炉管内应无垢，无结焦。经过清洗后的炉管内，炉子物料进出口压力不得大于设
计计算允许压力。
5.2.2炉体
a、炉体内耐火砌体或保温层的裂缝及烧损脱落部位得到修补，无法修补的要整体更
换。
b、耐火砌体或保温层的修补，更换，其施工质量应达到《工业炉砌筑工程施工及验
收规范》（GBJ211—87）的规定，炉体表面温度不得高于70℃。
c、烧损变形炉门，看火门和防腐门得到修理，并且开启灵活，密封性好。
d、炉体支架，无变形，无移位，防腐良好。
e、炉管进出炉体处密封良好，不漏气，且炉管能伸缩自如。
f、炉体外观清洁，整齐。
5.2.3装置
a、圆筒炉燃烧器各零部位表面无积灰，无积垢，无结焦，损坏件得到修复或更换。
b、检修后的燃烧器工作时，火焰的长短，形状，颜色应达到设计要求，燃烧状况应 一
致。
c、燃烧器的转动件应转动灵活，调节自如。
d、燃烧器的输气管应无泄漏，无堵塞。
5.2.4其他
a、各种仪表附件齐全，灵敏，可靠。
b、各种配套设备的检修质量标准符合产品使用说明书的要求或设计要求。
6、试车与验收
6.1试车前的准备工作
6.1.1准备好符合要求的燃料，水，电，汽，气。
6.1.2对各种配套设备进行单机运转，要求单机运转可靠。
6.1.3
6.1.4 检查各种检测仪表，自控装置，安全装置是否齐全，可靠。检查系统中各阀门的开，关，是否灵活正确。
6.2试车
6.2.1作好试车准备后，对全系统进行冷态试运行。检查和检测点的压力，流量，液位、是否正确，并做好记录，检查各密封点有无泄漏。凡泄漏处应及时处理。
冷态试运行进间不少于8小时。
6.2.2点火升温，进行热态试运行，随时观察温度，压力，压差及液位的变化，注意升
温不可太快，严格按操作规程操作。系统中新增添或全部更新炉管，则应将热试车和导热排汽操作同时配合进行，热态试车运行出口温度达到额定工作温度以后继续运行4小时。
6.3验收
以冷热态运行后，系统一切正常，达到完好标准，检修质量符合要求，且检修记录齐全，准确可按规定进行验收，办理交接手续。
7、维护、检修安全注意事项
7.1维护安全注意事项
7.1.1系统中所有的电器设备应有良好的接地装置。
7.1.2不准接触运转部件
7.1.3不得随意拆除系统中所有的安全防护装置。
7.1.4不准用水冲洗电动机和炉体。
7.1.5不准向炉体内喷水灭火。
7.2检修安全注意事项
7.2.1严禁在系统带压情况下检修
7.2.2大、中修时，检修前应将温度降至60℃后全部放净物料。
7.2.3检修前必须切断电源，经二次复查，在电源处挂上“禁止合闸”标志后方可检修
用点设备。
7.2.4吊装、起重搬运设备或重大零部件时，要有专人指挥，专人操作起重设备，严禁
超负荷施工，吊装物下严禁人员往来，停留。
7.2.5检修需焊接动火时，先清理现场，移走易燃物，并准备好灭火器材办理动火证，经主管部门批准允许后，方可动火，动火现场必须有专人看火，负责监护。
7.2.6检修炉体时，要可靠地切断气源并进行吹扫，以防发生气体爆炸或人身中毒。当
进入炉体内工作时，应取样分析空气中一氧化碳含量，同时采取有效的通风措施，并有专人监护，确保人身安全。
7.2.7检修所有照明应采用低压照明灯，电压不得超过12V。
7.2.8检修工具和拆卸、更换清洗的零部件应摆放整齐，验汽数目，实行文明施工，科
学检修。
7.3试车安全注意事项
7.3.1严格执行操作规程，按计划步骤进行试车。
7.3.2新炉或大修后的圆筒，先用蒸汽清扫，预防点火时发生爆炸。
7.3.3先对炉膛进行通风，排净可燃性气体后，方可点火。点火时要做到“火”等“气”。人工点火时要带好防护用具，头部不要正对点火孔。点火时如一次点火未着或运
行间熄火，应立即关闭煤气阀门，找出原因，排出炉膛内可燃性气体后再点火。
7.3.4煤气管道、阀门使用前要做气密性实验。使用中发现煤气泄漏应立即采用措施，以防止煤气中毒。
7.3.5煤气压力应在允许范围内，否则应停工使用。
7.3.6物料系统忌水，设备或管子经水压试验后，一定要把水排净，并用压缩空气吹净。在试车中如发现系统进水，要立即停火降温、排除故障，并进行脱水操作处理。
7.3.7在按规定进行脱水操作时，要严格按规程缓慢升温，以防止物料溢出，更要防止
高温溢出的导，烫伤操作人员或发生火灾。
7.3.8试车前一定要先检查系统中各个阀门开关是否正确，以防发生“跑油”和“冒罐”
事故。
7.3.9试车过程中，如发现系统中的检测仪表或安全装置失效时，应停止试车。排除故
障待恢复正常后在继续试车。
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