集氣管內氣體冷卻的機理

1冷卻的傳熱和傳質機制

煤氣在橋管和集氣管內的冷卻，是用表壓為1.5~2.0公斤/cm3循環氨通過噴嘴噴灑。當細霧氨與氣體完全接觸時，由于氣體溫度高，濕度低，氣體釋放大量熱量，氨蒸發大，傳熱和質量傳遞過程快速進行。

傳熱過程取決于氣體和氨的溫差。由于氣體溫度高于循環氨，熱量從氣體傳遞到氨，從而冷卻氣體。

傳質過程的驅動力是循環氨水表面的水蒸氣分壓與氣體重水蒸氣分壓之間的差異。由于循環氨水表面的水蒸氣分壓大于氣體中的水蒸氣分壓，氨部分蒸發，氣溫急劇下降，為氨蒸發提供潛熱。

氣體在集氣管中冷卻時釋放的大部分熱量用于蒸發氨(約占75~80%)其余熱量消耗在氨水加熱(約占10~15%)和集氣管散熱損失(約占10%)上。

氣溫由650~700℃降至82～86℃，同時，約60%的焦油蒸氣冷凝。在實際生產中，氣溫可冷卻**于較終露點溫度1~3℃。

2影響冷卻的因素

煤氣的冷卻及所達到的露點溫度同下列因素有關：煤料的水分、進集氣管前煤氣的溫度、循環氨水量和進口溫度、氨水噴灑效果等。其中以煤料水分的影響較大。如一生產條件下，煤料水分每降低1％，露點溫度可降低0.6～0.7℃。顯然，降低煤料水分對氣體在集氣管和初冷器中的冷卻非常重要。

由于氣體冷卻主要依靠氨的蒸發，氨噴霧霧霧化程度高，循環氨溫度高，氨蒸發量大，可使氣體冷卻更好；相反，情況很糟糕。

3.集氣管的操作指標

集氣管技術操作的主要數據如下：

集氣管前的氣溫，℃ 650～700

離開集氣管的氣溫，℃ 82~86

循環氨溫度，℃ 72～78

離開集氣管氨溫，℃ 74~80

煤氣露點，℃ 80～83

循環氨水量為米3/噸干煤 5~6

蒸發氨水量，%(占循環氨水量)2~3

冷凝焦油量為%(占煤氣焦油量)~60

從上述數據可以看出，雖然氣體已經明顯冷卻，但離開集氣管的氣體仍然沒有被水蒸氣飽和。

4選擇冷卻介質

集氣管在正常運行過程中不需要噴灑冷水，因為冷水不易蒸發，冷卻效果不好，礦物雜質會增加瀝青的灰分。此外，由于水溫很低，集氣管底部冷卻劇烈，凝結焦油粘度增加，容易堵塞集氣管。

進入集氣管前的氣體露點溫度與裝煤的含水量有關。當裝煤總水分為8~11%肘時，露點溫度約為65~70℃。為保證氨蒸發的驅動力，進口水溫應高于氣體露點溫度5~10℃。所以采用72～78℃循環氨噴灑氣體。這可以克服用冷水噴灑的缺點，因為氨是堿性的，可以中和焦油酸，保護氣體管道。氨具有潤滑性，便于焦油流動，可防止焦油因積聚而堵塞氣體管道。

5。循環氨水量

不同類型的焦爐所需的循環氨水量也不同。根據經驗確定的定額值為：對于單集氣管焦爐，每噸干煤需要5m3循環氨水；雙集氣管焦爐需要6m3循環氨水。通過物料平衡和熱量恒算，可以獲得循環氨水量。

近年來，一些焦化廠使用高壓循環氨代替蒸汽噴射進行無煙裝煤。一些工廠在采用預熱煤煉焦時，建立了獨立的氨循環系統，用于噴灑專用的爐集氣管，因此其循環氨水量不同。