§ 2. Очистка коксового газа

Схема очистки коксового газа, широко применяемая на металлургических предприятиях, показана на рис. 24.1.

Рис. 24.1. Принципиальная схема очистки коксового газа: 1 — коксовая батарея; 2 — подача шихты; 3— выдача кокса; 4—газосборники; 5 — сепаратор—осветлитель; 6 — первичные хо­лодильники; 7 — эксгаустеры; 8 — электрофильтры; 9 — подогреватели паровые; 10 — аммиачные скрубберы; 11 — кислотные ловушки; 12— уловитель цианистого водорода; 13 — сероочистка; 14 — вторичный холодильник; 15 — бензольные скрубберы; 16 — газодувки; 17 — атмосферный клапан; 18 -— газ к потребителю; 19 — байпас.

Из стояков коксовых печей газ отсасывается в коллекторы-газосборники, расположенные вдоль коксовой батареи, где при транспортировке орошается впрыскиваемой в газосборники надсмольной аммиачной водой с помощью форсунок, распо­ложенных по всей длине газосборников. При этом происходят охлаждение газа с 700—800 до 90—95°С, выпадение 60— 65 % имеющихся в нем смол и насыщение его водяными парами. Смесь газа, воды и смолы из газосборника направляется в сепараторы для отделения газа от жидкости и в осветлители для разделения смолы и воды. Отделенная от смолы вода поступает на градирни для охлаждения, а затем снова используется для орошения.

Из сепаратора газ направляют в первичные холодильники, в большинстве случаев трубчатые, где происходит его дальнейшее охлаждение до 25—49°С для более полного выделения из него смол. Содержание их в газе после пер­вичных холодильников не превышает 3—6 г/м³.

После первичных холодильников коксовый газ поступает в эксгаустеры, обеспечивающие преодоление сопротивлений всего газового тракта и распределение газа по потребителям. Для этого напор, создаваемый эксгаустерами, должен быть равен 30—40 кПа при производительности 40 000—80 000 м³/ч и скорости вращения 3500—4500 об/мин. За счет центробежных сил в эксгаустере происходит дальнейшее отделение смол, содержание которых в газе после эксгаустера обычно не превышает 0,5 г/м³.

Для полного освобождения газа от капель воды, смол и некоторых других компонентов на современных предприятиях после эксгаустеров устанавливают электрофильтры, что весьма благоприятно влияет на последующую очистку газа.

Полностью освобожденный от капель воды и смол газ поступает в форсуночные скрубберы-абсорберы сульфатного отделения, где при помощи промывки скруббера серной кислотой из газа улавливается аммиак. Поглощение аммиака идет по реакциям:

NH₃ + H₂S0₄ = NH₄HS0₄; (24.1)

NH₄HS0₄ + NH₃= (NH₄)₂ S0₄. (24.2)

Получаемый сульфат аммония используется в качестве удобрения.

В целях улучшения улавливания аммиака перед скрубберами газ подогревают до 70 °С с помощью паровых подогревателей. После скрубберов устанавливают кислотные ловушки для улавливания капель серной кислоты, унесенных потоком газа из скрубберов.

Далее коксовый газ проходит конечные газовые холодильники, в которых температура его вновь снижается до 25— 30 °С, что необходимо для последующего улавливания бензолов. Конечные холодильники представляют собой скрубберы, в которых газ охлаждается промывкой его диспергированной водой. Наряду с охлаждением газа вода поглощает и оставшийся в нем нафталин, содержание которого перед конечными холодильниками около 2 г/см³, а после них менее 0,8 г/м³.

Охлажденный и очищенный от смолы, аммиака и нафталина газ поступает в бензольное отделение, где проходит через три последовательно соединенных бензольных насадочных скруббера, орошаемых соляровым или каменноугольным маслом, абсорбирующим бензолы и остатки нафталина. Отработанное масло регенерируется и используется повторно. В случае небаланса вырабатываемого и потребляемого коксового газа его избытки через перепускной клапан выбрасываются в атмосферу.

При подаче коксового газа на бытовые нужды или при использовании его для нагрева специальных сортов стали возникает необходимость очистки газа от сероводорода. В некоторых случаях требуется удаление из газа цианистого водорода. Для этого в газовый тракт приходится включать специальные установки, обеспечивающие улавливание этих компонентов. В этих, а иногда и других случаях давление, создаваемое эксгаустером, оказывается недостаточным и для транспортировки приходится сооружать дополнительные бустерные станции с газодувками, обеспечивающими подачу газа наиболее удаленным потребителям.