第三節　煤焦油氨水的分離

近年來，對煤焦油氨水的分離引起了重視，一方面是由于采用預熱煤煉焦和實行無煙裝煤給這一分離過程帶來了新問題，另一方面是因為要求提供無煤焦油氨水和無渣低水分煤焦油的需要，同時還要求盡量減少煤焦油渣中的煤焦油含量以增產煤焦油。

一、煤焦油氨水混合物的性質及分離要求

在用循環氨水于集氣管內噴灑冷卻荒煤氣時，約60％的煤焦油冷凝下來，這種集氣管煤焦油是重質煤焦油，其相對密度（20℃）為1.22左右，黏度較大，其中混有一定數量的煤焦油渣。煤焦油渣是固體微粒與煤焦油形成的混合物。固體微粒包括煤塵、焦粉，炭化室頂部熱解產生的游離碳及清掃上升管和集氣管時所帶入的多孔物質。煤焦油渣中的固體含量為30％，其余約70％為煤焦油。

煤焦油渣量一般為煤焦油量的0.15％～0.3％，當實行蒸汽噴射無煙裝煤時，其量可達0.4％～1.0％，在用預熱煤煉焦時，其量更高。

煤焦油渣內固定碳含量約為60％，揮發分含量約33％，灰分約4％，氣孔率約63％，真密度為1.27～1.3kg/L。因其與集氣管煤焦油的密度差小，粒度小，易與煤焦油黏附在一起，所以難以分離。

煤氣在初冷器中冷卻，冷凝下來的煤焦油為輕質煤焦油，其輕組分含量較多。在兩種氨水混合分離流程中，上述輕質煤焦油和重質煤焦油的混合物稱之為混合煤焦油。混合煤焦油20℃密度可降至1.15～1.19kg/L，黏度比重質煤焦油減少20％～45％，煤焦油渣易于沉淀下來，混合煤焦油質量明顯改善。但在煤焦油中仍存在一些浮煤焦油渣，給煤焦油分離帶來一定困難。

煤焦油的脫水直接受溫度和循環氨水中固定銨鹽含量的影響，在80～90℃和固定銨鹽濃度較低的情況下，煤焦油與氨水較易分離。因此，在獨立的氨水分離系統中，集氣管煤焦油脫水程度較差，而在采用混合氨水分離流程時，混合煤焦油的脫水程度較好，但只進行一步澄清分離仍不能達到要求的脫水程度，還需在煤焦油儲槽內保持80～90℃條件下進一步脫水。在圖2-9所示流程中采用兩步澄清分離設備，可達到要求的質量標準。

目前中國焦化廠生產的煤焦油質量標準見表2-1。經澄清分離后的循環氨水中煤焦油物質含量越低越好，最好不超過100mg/L。

注：萘含量指標不作質量考核依據。

二、煤焦油氨水混合物的分離方法和流程

大中型焦化廠一般采用圖2-3、圖2-5所示的煤焦油氨水分離流程。近年來，為改善煤焦油脫渣和脫水提出了許多改進方法，如用蒽油稀釋；用初冷冷凝液洗滌；用微孔陶瓷過濾器在壓力下凈化煤焦油；在冷凝工段進行煤焦油的蒸發脫水；以及振動過濾和離心分離等。其中以機械化焦油氨水澄清槽和離心分離相結合的方法應用較為廣泛，其工藝流程如圖2-9所示。

由集氣管來的液體混合物先進入機械化焦油氨水澄清槽1，分離了氨水的煤焦油由此進入煤焦油脫水澄清槽2，然后泵送至臥式連續離心沉降分離機3除渣，分離出的煤焦油渣放入煤焦油渣收集槽4，凈化的煤焦油放入煤焦油中間槽5，再送入煤焦油儲槽6。

臥式連續離心沉降分離機的操作情況如圖2-10所示，溫度為70～80℃的煤焦油經由中空軸送入轉鼓內，在離心力作用下，煤焦油渣沉降于鼓壁上，并被設于轉鼓內的螺旋卸料機［見圖2-10（b）］連續地由一端排到機體外，澄清的煤焦油也連續地從另一端排出。

用離心分離法處理煤焦油，分離效率很高，可使煤焦油除渣率達90％左右，但基建費用及動力消耗較大。

在采用預熱煤煉焦時，為不使煤焦油質量變壞，在焦爐上可設兩套集氣管裝置，將裝爐時發生的煤氣抽到專用集氣管內，并設置較簡易的專用氨水煤焦油分離及氨水噴灑循環系統。由裝爐集氣管所得到的煤焦油（約占煤焦油總量的1％）含有大量煤塵，這部分煤焦油一般只供筑路或作燃料用，也可與集氣管下來的氨水在混合攪拌槽內混合，再經離心分離以回收煤焦油。

此外，還可采用在壓力下分離煤焦油中水分的裝置。將經過澄清仍然含水的煤焦油，泵入一臥式壓力分離槽內進行分離，槽內保持81～152kPa，并保持溫度為70～80℃。在此條件下，可防止溶于煤焦油中的氣體逸出及因之引起的混合液上下竄動，從而改善了分離效果，煤焦油水分可降至2％左右。

三、煤焦油質量的控制

由表2-1可見，煤焦油中水分、灰分、甲苯不溶物是煤焦油質量的重要指標，它主要取決于冷凝工序的生產操作。操作中應注意如下幾點：

①機械化焦油氨水澄清槽內應保持一定的煤焦油層厚度，一般為1.5～2m，排出煤焦油時應連續均勻，不宜過快，要求夾帶的氨水和煤焦油渣盡可能少，最好應裝有自動控制裝置。

②嚴禁在機械化焦油氨水澄清槽內隨意排入生產中的雜油、雜水，以利于煤焦油、氨水、煤焦油渣分層，便于分離。

③靜置脫水的煤焦油儲槽，嚴格控制溫度在80～90℃，保證靜置時間在兩晝夜以上。同時應按時放水，向精制車間送油時應均勻進行，且保持槽內有一定的庫存量。

④嚴格控制初冷器后的集合溫度符合工藝要求，避免因增大鼓風機吸力而增加煤粉和焦粉的帶入量。另外，焦爐操作應力求穩定，嚴格執行各項技術操作規定，盡量減少因煤粉、焦粉帶入煤氣而形成煤焦油渣，防止煤焦油氨水分離困難。

⑤機械化焦油氨水澄清槽氨水滿流情況、煤焦油壓油情況、油水界面升降，減速機、刮渣機運行情況保持正常。

⑥嚴格控制裝爐煤細度；采用高壓氨水噴射或蒸汽噴射實現無煙裝煤技術的廠家，要嚴格控制高壓氨水或蒸汽壓力，壓力不宜太高。