集气管冷却原理是什么？为何必须采用循环氨水

集气管内气体冷却的机理

1冷却的传热和传质机制

煤气在桥管和集气管内的冷却，是用表压为1.5~2.0公斤/cm3循环氨通过喷嘴喷洒。当细雾氨与气体完全接触时，由于气体温度高，湿度低，气体释放大量热量，氨蒸发大，传热和质量传递过程快速进行。

传热过程取决于气体和氨的温差。由于气体温度高于循环氨，热量从气体传递到氨，从而冷却气体。

传质过程的驱动力是循环氨水表面的水蒸气分压与气体重水蒸气分压之间的差异。由于循环氨水表面的水蒸气分压大于气体中的水蒸气分压，氨部分蒸发，气温急剧下降，为氨蒸发提供潜热。

气体在集气管中冷却时释放的大部分热量用于蒸发氨(约占75~80%)其余热量消耗在氨水加热(约占10~15%)和集气管散热损失(约占10%)上。

气温由650~700℃降至82～86℃，同时，约60%的焦油蒸气冷凝。在实际生产中，气温可冷却**于较终露点温度1~3℃。

2影响冷却的因素

煤气的冷却及所达到的露点温度同下列因素有关：煤料的水分、进集气管前煤气的温度、循环氨水量和进口温度、氨水喷洒效果等。其中以煤料水分的影响较大。如一生产条件下，煤料水分每降低1％，露点温度可降低0.6～0.7℃。显然，降低煤料水分对气体在集气管和初冷器中的冷却非常重要。

由于气体冷却主要依靠氨的蒸发，氨喷雾雾雾化程度高，循环氨温度高，氨蒸发量大，可使气体冷却更好；相反，情况很糟糕。

3.集气管的操作指标

集气管技术操作的主要数据如下：

集气管前的气温，℃ 650～700

离开集气管的气温，℃ 82~86

循环氨温度，℃ 72～78

离开集气管氨温，℃ 74~80

煤气露点，℃ 80～83

循环氨水量为米3/吨干煤 5~6

蒸发氨水量，%(占循环氨水量)2~3

冷凝焦油量为%(占煤气焦油量)~60

从上述数据可以看出，虽然气体已经明显冷却，但离开集气管的气体仍然没有被水蒸气饱和。

4选择冷却介质

集气管在正常运行过程中不需要喷洒冷水，因为冷水不易蒸发，冷却效果不好，矿物杂质会增加沥青的灰分。此外，由于水温很低，集气管底部冷却剧烈，凝结焦油粘度增加，容易堵塞集气管。

进入集气管前的气体露点温度与装煤的含水量有关。当装煤总水分为8~11%肘时，露点温度约为65~70℃。为保证氨蒸发的驱动力，进口水温应高于气体露点温度5~10℃。所以采用72～78℃循环氨喷洒气体。这可以克服用冷水喷洒的缺点，因为氨是碱性的，可以中和焦油酸，保护气体管道。氨具有润滑性，便于焦油流动，可防止焦油因积聚而堵塞气体管道。

5。循环氨水量

不同类型的焦炉所需的循环氨水量也不同。根据经验确定的定额值为：对于单集气管焦炉，每吨干煤需要5m3循环氨水；双集气管焦炉需要6m3循环氨水。通过物料平衡和热量恒算，可以获得循环氨水量。

近年来，一些焦化厂使用高压循环氨代替蒸汽喷射进行无烟装煤。一些工厂在采用预热煤炼焦时，建立了独立的氨循环系统，用于喷洒专用的炉集气管，因此其循环氨水量不同。