一、初冷器簡(jiǎn)介
1.初冷器主要作用
使煤焦油氣和水蒸氣冷凝下來，將它們從煤氣中脫除，減少氣體體積，節(jié)省煤氣輸送動(dòng)力，有利于回收其他化學(xué)產(chǎn)品
2、初冷器類型
（1）直接混合式初冷器
煤氣與冷卻劑直接接觸，直接冷卻
（2）間壁式冷卻器——廣泛采用
煤氣與冷卻介質(zhì)分別從固體壁面兩側(cè)流，煤氣→壁面→冷卻介質(zhì)
二、煤氣的間接冷卻
間接冷卻器：
一種列管式固定管板換熱器在初冷器內(nèi)，冷卻水走管內(nèi)，煤氣走管外兩者通過逆流或錯(cuò)流通過管壁間接換熱，使煤氣冷卻間接初冷器有立管式和橫管式兩種型式
1、立管式間接冷卻器
構(gòu)造
多根傳熱管垂直配置在冷卻器筒體里，橫斷面呈長(zhǎng)橢圓形，直立的鋼管束裝在上下兩塊管柵板之間，被五塊縱檔板分成六個(gè)管組，煤氣通路也分成六個(gè)流道，六個(gè)煤氣流道的橫斷面積是不一樣的。
煤氣流道的橫斷面積不一樣的原因？
因?yàn)槊簹饬鬟^初冷器時(shí)溫度逐步降低，并冷凝出液體，煤氣的體積流量逐漸減小。為使煤氣在各個(gè)流道中的流速大體保持穩(wěn)定，橫斷面不同。
沿煤氣流向，各流道的橫斷面積依次遞減；
沿冷卻水流向各管束的橫斷面積則相應(yīng)地遞增。
（2）技術(shù)參數(shù)
一般均為多臺(tái)并聯(lián)操作
煤氣流速為3～4m/s
煤氣通過阻力約為0.5～1kPa
鋼管規(guī)格為φ76×3mm。
（3）工作過程中影響傳熱系數(shù)的原因
接近飽和的煤氣進(jìn)入初冷器后，有水汽和焦油氣冷凝，在管壁形成很薄的液膜，降低傳熱系數(shù)。
在后通路中，因冷凝焦油量少，溫度低，萘晶體將沉積在管壁上，使傳熱系數(shù)降低使傳熱系數(shù)降低，煤氣流通阻力變大。在煤氣上升通路上。冷凝物還會(huì)因接觸熱煤氣而又部分蒸發(fā)，因而增加了煤氣中萘的含量。
在初冷器后幾個(gè)煤氣流道內(nèi)，用含萘較低的混合焦油進(jìn)行噴灑可解決萘的沉積堵塞問題，還能降低出口煤氣中的萘含量，使之低于集合溫度下萘在煤氣中的飽和濃度。
煤氣在初冷器內(nèi)的冷卻是包含對(duì)流給熱和熱傳導(dǎo)的綜合傳熱過程
(1)水汽的冷凝；
(2)焦油氣的冷凝；
(3)冷凝液的冷卻；
因此，這一過程不僅是在變化的溫度下，且是在變化的傳熱系數(shù)下進(jìn)行的。
1一氣液分離器；2一煤氣初冷器；3一煤氣鼓風(fēng)機(jī)；4一電捕焦油器；
5一冷凝液槽；6一冷凝液液下泵；7一鼓風(fēng)機(jī)水封槽；8一電捕焦油器水封槽； 9一機(jī)械化氨水澄清槽； 10一氨水中間槽； 11一事故氨水槽；12一循環(huán)氨水泵；1 3一焦油泵；1 4一焦油貯槽；15一焦油中間槽；1 6一初冷冷凝液中間槽；17一冷凝液泵
1、氣液分離器：
煤氣與焦油、氨水、焦油渣等在此分離。
2、機(jī)械化焦油氨水澄清槽：
利用密度不同經(jīng)過靜置澄清
上層為氨水（密度為1.01～1.02kg/l），
中層為焦油（密度為1.17～1.20kg/l），
下層為焦油渣（密度為1.25kg/l）
3、電捕焦油器
用于除去管式初冷器出來的煤氣（含有1.5~2g/m3）中的絕大部分焦油霧
集合溫度及確定
1、集合溫度：
從各臺(tái)初冷器出來的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度為集合溫度。
2、集合溫度確定：
——依生產(chǎn)工藝的不同而有不同
（1）在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，低于35℃。
（2）在水洗氨生產(chǎn)系統(tǒng)中，低于25℃。
1、冷凝氨水
形成：煤氣中一定數(shù)量的氨，二氧化碳，硫化氫，氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中。 組成特性
揮發(fā)銨鹽（較多）：其溶液加熱至100℃即分解
固定銨鹽（較少）：需加熱到220~250℃或有堿存在的情況下才能分解
2、循環(huán)氨水
主要含有固定銨鹽，在其單獨(dú)循環(huán)時(shí)，固定銨鹽含量可高達(dá)30~40g/l。
腐蝕焦油蒸餾設(shè)備和影響焦油的脫水、脫鹽操作。
實(shí)際操作：
大多采用兩種氨水（冷凝氨水和循環(huán)氨水）混合的分離流程，混合氨水固定銨鹽含量可降至1.3~3.5g/l。
冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入機(jī)械化氨水澄清槽，與循環(huán)氨水混合澄清分離。分離后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨廢水還應(yīng)經(jīng)生化處理。
煤氣在初冷器的冷卻
顯然，剩余氨水量取決于配煤水分和化合水的數(shù)量以及煤氣初冷后集合溫度的高低．
煤氣初冷的集合溫度不宜偏高，否則會(huì)帶來下列問題：
①煤氣中水汽含量增多，體積變大，致使鼓風(fēng)機(jī)能力不足，影響煤氣正常輸送。
②焦油氣冷凝率降低，初冷后煤氣中焦油含量增多，影響后續(xù)工序生產(chǎn)操作。
③在初冷器內(nèi)，煤氣冷卻到一定程度（一般認(rèn)為55℃）以下，萘蒸汽凝華呈細(xì)小薄片晶體析出，可溶入焦油中，溫度愈低，煤氣中萘蒸汽含量也愈少，當(dāng)集合溫度高時(shí)，煤氣中含萘量將更顯著變大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料，甚至，煤氣中萘含量比同溫下萘氣飽和含量高1－2倍。這些未分離除去的萘?xí)斐擅簹夤艿篮秃罄m(xù)設(shè)備的堵塞，增加以后洗萘系統(tǒng)負(fù)荷，給洗氨、洗苯帶來困難。
由上述可見，在煤氣初冷操作中，要保證初冷器后集合溫度不高于規(guī)定值，并盡可能地脫除煤氣中的萘。
焦?fàn)t煤氣是多組分混合物。其中的H2、CH4、CO、CO2、N2、CnHm（按乙烯計(jì)）、O2等，在常溫條件下始終保持氣態(tài)，而且在其后的冷卻、加壓及回收化學(xué)產(chǎn)品過程中，其總摩爾流量不變，故這部分氣體稱為干煤氣。又因在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1kmol理想氣體的體積為22.4m3，故以m3/h作為干煤氣的流量的計(jì)量單位時(shí)，干煤氣的體積流量也是不變的。與干煤氣不同的是水蒸氣、粗苯蒸汽、焦油蒸汽以及NH3、H2S、HCN等，在煤氣冷卻過程中，有的會(huì)冷凝成液體，溶于水，或在化學(xué)產(chǎn)品回收中采用吸收的方法將其從煤氣中分離出去，這些成分是可變的，都不屬于干煤氣的成分；這些成分在煤氣中的含量，常以g/m3為單位計(jì)量，是很方便的。
