一、焦?fàn)t煤氣區(qū)域布置
煤氣的生產(chǎn)、凈化和回收設(shè)施，是工廠的重大危險(xiǎn)源和污染源，國(guó)家《工業(yè)煤氣安全規(guī)程》和其他有關(guān)安全規(guī)程都對(duì)其區(qū)域布置和安全防護(hù)做了相應(yīng)的規(guī)定。關(guān)于區(qū)域布置，主要考慮所在地區(qū)的風(fēng)向、風(fēng)速。
1. 風(fēng)玫瑰圖
風(fēng)玫瑰圖分為風(fēng)向頻率玫瑰圖、風(fēng)速頻率玫瑰圖和風(fēng)污染系數(shù)玫瑰圖。
玫瑰圖是用圓的角度來表示事物發(fā)生的時(shí)序，用徑向尺度表示事物發(fā)生的頻數(shù)或頻率，將徑向尺度所定點(diǎn)連接成的封閉圖形。
風(fēng)向玫瑰圖是根據(jù)所在地區(qū)多年平均體積的各個(gè)風(fēng)向吹風(fēng)次數(shù)的百分比數(shù)值，即頻率數(shù)，按照一定比例繪制的。玫瑰圖所表示風(fēng)的吹向，是從外面吹向玫瑰中心。
2. 居民區(qū)布置
國(guó)家《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)、凈化和回收設(shè)施應(yīng)布置在居民區(qū)夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)(以居民區(qū)為風(fēng)向玫瑰圖的玫瑰中心而言)。
與居民區(qū)的安全和衛(wèi)生防護(hù)距離，按照國(guó)標(biāo)GB 11661—89《焦化廠衛(wèi)生防護(hù)距離》來考慮，見表3-3。
表3-3 焦化廠與居民區(qū)間防護(hù)距離
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風(fēng)速/(m/s) | 距離/m |
＜2 | 800 |
2～4 | 1000 |
＞4 | 1400 |
新建焦?fàn)t應(yīng)布置在居民區(qū)夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，其廠區(qū)邊緣相距需在1000m以上，中間應(yīng)設(shè)防護(hù)林帶。
3. 工廠區(qū)布置
國(guó)家《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)、凈化區(qū)域應(yīng)布置在居民區(qū)夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。
煤氣生產(chǎn)、凈化、回收系統(tǒng)等應(yīng)布置在工廠區(qū)主要建筑物夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。廠房與生產(chǎn)車間的距離應(yīng)符合表3-4的要求。
表3-4 廠房與生產(chǎn)車間距離
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煤氣產(chǎn)量/(m3/h) | 至生產(chǎn)車間的距離/m | 備注 |
≤6000 | 可與用戶車間直接連接，但要用防火墻隔開 | 至其他車間的距離不小于13m |
＞6000 | 不小于13m |
4. 煤氣生產(chǎn)、凈化和回收設(shè)施的布置
煤氣生產(chǎn)廠的操作室、計(jì)器室、辦公室、生活室和其他行政福利設(shè)施應(yīng)布置在煤氣生產(chǎn)、凈化、回收設(shè)施廠區(qū)夏季最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。
煤氣凈化、回收系統(tǒng)的設(shè)備、成分、煤氣柜以及其他有可能泄漏煤氣的其他部件，應(yīng)布置在主廠房夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。
焦化廠的煤場(chǎng)和焦油車間應(yīng)布置在焦化廠區(qū)最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，瀝青生產(chǎn)裝置應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣。
5. 作業(yè)崗位布置
對(duì)固定或相對(duì)固定且人工作業(yè)較為頻繁的崗位，應(yīng)布置在煤氣設(shè)備、設(shè)施和其他可能泄漏密切部位、部件的最大頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。
二、焦?fàn)t生產(chǎn)區(qū)
1. 焦?fàn)t煤氣回收、凈化工藝
焦?fàn)t煤氣回收、凈化工藝圖如圖3-1所示。
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2. 焦?fàn)t煤氣冷卻、除焦油、脫硫、脫萘
(1) 冷卻器?其作用是冷卻焦?fàn)t出口高溫煤氣(荒煤氣)。
出焦?fàn)t炭化室的焦?fàn)t煤氣溫度很高，一般在650～750℃左右，由于煤氣冷卻過程中排除大量的水、焦油、萘和少量的硫化物。
焦?fàn)t煤氣首先進(jìn)入集氣管，高溫煤氣在70℃，(1.76～1.96)×105Pa循環(huán)氨水噴淋下，氨水蒸發(fā)吸收大量熱使煤氣大幅度降溫，同時(shí)60%左右焦油冷凝下來。這時(shí)煤氣溫度80～85℃左右。
焦?fàn)t煤氣離開集氣管到初冷器，煤氣繼續(xù)冷卻至25～35℃.此時(shí)焦油和水大部分被冷凝。
① 焦?fàn)t煤氣的直接冷卻?由集氣管出來的80℃左右的荒煤氣經(jīng)氣液分離器后進(jìn)入填料式冷卻塔，經(jīng)氨水噴淋冷卻到30℃。此時(shí)90%以上的焦油、80%左右的氨、60%以上的萘，以及大約50%的硫化氫和氰化物被清除。直接冷卻后的煤氣溫度應(yīng)小于35℃.
② 焦?fàn)t煤氣的間接冷卻從集氣管出來的荒煤氣首先進(jìn)入氣液分離器，然后進(jìn)入立管式并聯(lián)間接冷卻器，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。在煤氣初冷同時(shí)，煤氣中絕大部分焦油氣、水汽、萘蒸氣在初冷器內(nèi)被冷凝下來，萘則溶于焦油中，一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氫氰酸則溶于冷凝水中。煤氣中仍含有1.5～2.Og/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)的霧狀焦油，被鼓風(fēng)機(jī)送至電捕焦油器。
(2) 電捕焦油器?其作用是脫除荒煤氣中的焦油。
電捕焦油器至少應(yīng)兩臺(tái)并聯(lián)裝置，一臺(tái)檢修時(shí)，應(yīng)保證煤氣在其余各臺(tái)內(nèi)流速不大于電捕焦油器所允許的上限值。
電捕焦油器的工作原理時(shí)借助于焦油器中的金屬圓管和沿管中心的導(dǎo)線作電極，在電暈區(qū)域由于急速碰撞電離，形成大量的正離子和負(fù)離子。負(fù)離子向管壁運(yùn)動(dòng)，正離子向電暈極運(yùn)動(dòng)。在電捕焦油器的大部分空間里，焦油霧滴帶負(fù)電荷并向管壁運(yùn)動(dòng)，由于管本身接地，故帶電焦油粒子到達(dá)管壁后即放電沉積于壁面上。而煤氣離子又重新變成煤氣分子，從電捕焦油器中逸出。
(3) 脫硫
焦?fàn)t煤氣中在未凈化前通常含有硫化氫6～309/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，根據(jù)城市煤氣設(shè)計(jì)規(guī)范，若焦?fàn)t煤氣作為城市煤氣用，則其硫化氫必須小于20mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)。
硫化氫的脫除有干法、濕法兩種方法。
① 濕法脫硫?焦?fàn)t煤氣在脫硫塔內(nèi)與塔頂噴淋的脫硫溶液逆流接觸，脫除硫化氫后的煤氣經(jīng)液沫分離器后供用戶。
② 濕法脫硫工作原理?焦?fàn)t煤氣中，硫化氫在脫硫塔內(nèi)與塔頂噴淋的吸收液逆流接觸，被堿液所吸收。
Na2C03+H20→NaHS+NaHC03
2NaHS+4Na2VO3(偏釩酸鈉)+H2O→Na2V4O9(焦釩酸鈉)+2S+4NaOH
Na2V409+2A.D.A+2NaOH+H20→Na2VO3+2A.D.A
還原狀態(tài)的A.D.A在再生塔內(nèi)通入空氣氧化再生成氧化態(tài)的A.D.A。
NaHCO3與NaOH又作用再生碳酸鈉。
NaHC03+NaOH→Na2CO3+H20
③ 干法脫硫?干法脫硫，即箱式常壓氫氧化鐵法脫硫。
焦?fàn)t煤氣通過含有氫氧化鐵的脫硫劑，煤氣中的硫化氫與之反應(yīng)。
2Fe(OH)3+3H2S→Fe2S3+6H20
Fe(OH)2+H2S→FeS十H2O
當(dāng)硫在脫硫劑中富集到一定程度后，使脫硫劑與空氣接觸，在有水存在時(shí)，空氣中的氧將鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵。
2Fe2S3+302+6H2O→4Fe(OH)3+6S
4FeS+302+6H20→4Fe(0H)3+4S
(4) 萘的最終脫除?最終脫萘塔，采用填料式結(jié)構(gòu)形式。
洗萘用油應(yīng)為無萘柴油，一般采用直餾輕柴油，其用量按出塔柴油的含萘量小于2%計(jì)算。
3. 主要生產(chǎn)場(chǎng)所安全要求
(1) 煤氣危險(xiǎn)區(qū)域的劃分?煤氣生產(chǎn)、凈化、回收、輸送和使用的主要建(構(gòu))筑物和生產(chǎn)場(chǎng)所，應(yīng)進(jìn)行危險(xiǎn)的辨識(shí)、分析、評(píng)價(jià)、等級(jí)劃分以及在此接觸上相應(yīng)規(guī)定出煤氣安全設(shè)計(jì)、煤氣安全管理、安全防護(hù)裝置和安全防護(hù)措施等一系列要求，這是煤氣安全的基礎(chǔ)工作。
危險(xiǎn)區(qū)域分為直接危險(xiǎn)區(qū)域和間接危險(xiǎn)區(qū)域。直接危險(xiǎn)區(qū)域是指煤氣在生產(chǎn)、凈化、回收、輸送、儲(chǔ)存以及使用時(shí)，直接產(chǎn)生著火或爆炸危險(xiǎn)的一切區(qū)域；間接危險(xiǎn)區(qū)域是指由于直接危險(xiǎn)區(qū)發(fā)生著火或爆炸，引起蔓延和遠(yuǎn)距離作用，會(huì)對(duì)人或物造成嚴(yán)重危害，僅需對(duì)危害后果采取保護(hù)措施的區(qū)域。
危險(xiǎn)區(qū)域又分為直接著火危險(xiǎn)區(qū)和直接爆炸危險(xiǎn)區(qū)。主要考慮物質(zhì)的安全技術(shù)參數(shù)是：最大爆炸壓力、上下爆炸極限、閃點(diǎn)、上下爆炸點(diǎn)、自燃點(diǎn)、比重(氣態(tài))、擴(kuò)散系數(shù)、沸點(diǎn)、可燃?xì)怏w或液體的數(shù)量、可能泄漏的數(shù)量等。
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