一、焦炉煤气区域布置
煤气的生产、净化和回收设施，是工厂的重大危险源和污染源，国家《工业煤气安全规程》和其他有关安全规程都对其区域布置和安全防护做了相应的规定。关于区域布置，主要考虑所在地区的风向、风速。
1. 风玫瑰图
风玫瑰图分为风向频率玫瑰图、风速频率玫瑰图和风污染系数玫瑰图。
玫瑰图是用圆的角度来表示事物发生的时序，用径向尺度表示事物发生的频数或频率，将径向尺度所定点连接成的封闭图形。
风向玫瑰图是根据所在地区多年平均体积的各个风向吹风次数的百分比数值，即频率数，按照一定比例绘制的。玫瑰图所表示风的吹向，是从外面吹向玫瑰中心。
2. 居民区布置
国家《工业企业煤气安全规程》规定：生产、净化和回收设施应布置在居民区夏季最小频率风向的上风侧(以居民区为风向玫瑰图的玫瑰中心而言)。
与居民区的安全和卫生防护距离，按照国标GB 11661—89《焦化厂卫生防护距离》来考虑，见表3-3。
表3-3 焦化厂与居民区间防护距离
风速/(m/s) | 距离/m |
＜2 | 800 |
2～4 | 1000 |
＞4 | 1400 |
新建焦炉应布置在居民区夏季最小频率风向的上风侧，其厂区边缘相距需在1000m以上，中间应设防护林带。
3. 工厂区布置
国家《工业企业煤气安全规程》规定：生产、净化区域应布置在居民区夏季最小频率风向的上风侧。
煤气生产、净化、回收系统等应布置在工厂区主要建筑物夏季最小频率风向的上风侧。厂房与生产车间的距离应符合表3-4的要求。
表3-4 厂房与生产车间距离
煤气产量/(m3/h) | 至生产车间的距离/m | 备注 |
≤6000 | 可与用户车间直接连接，但要用防火墙隔开 | 至其他车间的距离不小于13m |
＞6000 | 不小于13m |
4. 煤气生产、净化和回收设施的布置
煤气生产厂的操作室、计器室、办公室、生活室和其他行政福利设施应布置在煤气生产、净化、回收设施厂区夏季最小频率风向的下风侧。
煤气净化、回收系统的设备、成分、煤气柜以及其他有可能泄漏煤气的其他部件，应布置在主厂房夏季最小频率风向的上风侧。
焦化厂的煤场和焦油车间应布置在焦化厂区最小频率风向的上风侧，沥青生产装置应布置在厂区边缘。
5. 作业岗位布置
对固定或相对固定且人工作业较为频繁的岗位，应布置在煤气设备、设施和其他可能泄漏密切部位、部件的最大频率风向的上风侧。
二、焦炉生产区
1. 焦炉煤气回收、净化工艺
焦炉煤气回收、净化工艺图如图3-1所示。
2. 焦炉煤气冷却、除焦油、脱硫、脱萘
(1) 冷却器 其作用是冷却焦炉出口高温煤气(荒煤气)。
出焦炉炭化室的焦炉煤气温度很高，一般在650～750℃左右，由于煤气冷却过程中排除大量的水、焦油、萘和少量的硫化物。
焦炉煤气首先进入集气管，高温煤气在70℃，(1.76～1.96)×105Pa循环氨水喷淋下，氨水蒸发吸收大量热使煤气大幅度降温，同时60%左右焦油冷凝下来。这时煤气温度80～85℃左右。
焦炉煤气离开集气管到初冷器，煤气继续冷却至25～35℃.此时焦油和水大部分被冷凝。
① 焦炉煤气的直接冷却 由集气管出来的80℃左右的荒煤气经气液分离器后进入填料式冷却塔，经氨水喷淋冷却到30℃。此时90%以上的焦油、80%左右的氨、60%以上的萘，以及大约50%的硫化氢和氰化物被清除。直接冷却后的煤气温度应小于35℃.
② 焦炉煤气的间接冷却从集气管出来的荒煤气首先进入气液分离器，然后进入立管式并联间接冷却器，煤气走管间，冷却水走管内。在煤气初冷同时，煤气中绝大部分焦油气、水汽、萘蒸气在初冷器内被冷凝下来，萘则溶于焦油中，一定数量的氨、二氧化碳、硫化氢、氢氰酸则溶于冷凝水中。煤气中仍含有1.5～2.Og/m3(标准状态下)的雾状焦油，被鼓风机送至电捕焦油器。
(2) 电捕焦油器 其作用是脱除荒煤气中的焦油。
电捕焦油器至少应两台并联装置，一台检修时，应保证煤气在其余各台内流速不大于电捕焦油器所允许的上限值。
电捕焦油器的工作原理时借助于焦油器中的金属圆管和沿管中心的导线作电极，在电晕区域由于急速碰撞电离，形成大量的正离子和负离子。负离子向管壁运动，正离子向电晕极运动。在电捕焦油器的大部分空间里，焦油雾滴带负电荷并向管壁运动，由于管本身接地，故带电焦油粒子到达管壁后即放电沉积于壁面上。而煤气离子又重新变成煤气分子，从电捕焦油器中逸出。
(3) 脱硫
焦炉煤气中在未净化前通常含有硫化氢6～309/m3(标准状态下)，根据城市煤气设计规范，若焦炉煤气作为城市煤气用，则其硫化氢必须小于20mg/m3(标准状态下)。
硫化氢的脱除有干法、湿法两种方法。
① 湿法脱硫 焦炉煤气在脱硫塔内与塔顶喷淋的脱硫溶液逆流接触，脱除硫化氢后的煤气经液沫分离器后供用户。
② 湿法脱硫工作原理 焦炉煤气中，硫化氢在脱硫塔内与塔顶喷淋的吸收液逆流接触，被碱液所吸收。
Na2C03+H20→NaHS+NaHC03
2NaHS+4Na2VO3(偏钒酸钠)+H2O→Na2V4O9(焦钒酸钠)+2S+4NaOH
Na2V409+2A.D.A+2NaOH+H20→Na2VO3+2A.D.A
还原状态的A.D.A在再生塔内通入空气氧化再生成氧化态的A.D.A。
NaHCO3与NaOH又作用再生碳酸钠。
NaHC03+NaOH→Na2CO3+H20
③ 干法脱硫 干法脱硫，即箱式常压氢氧化铁法脱硫。
焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，煤气中的硫化氢与之反应。
2Fe(OH)3+3H2S→Fe2S3+6H20
Fe(OH)2+H2S→FeS十H2O
当硫在脱硫剂中富集到一定程度后，使脱硫剂与空气接触，在有水存在时，空气中的氧将铁的硫化物又转化为氢氧化铁。
2Fe2S3+302+6H2O→4Fe(OH)3+6S
4FeS+302+6H20→4Fe(0H)3+4S
(4) 萘的最终脱除 最终脱萘塔，采用填料式结构形式。
洗萘用油应为无萘柴油，一般采用直馏轻柴油，其用量按出塔柴油的含萘量小于2%计算。
3. 主要生产场所安全要求
(1) 煤气危险区域的划分 煤气生产、净化、回收、输送和使用的主要建(构)筑物和生产场所，应进行危险的辨识、分析、评价、等级划分以及在此接触上相应规定出煤气安全设计、煤气安全管理、安全防护装置和安全防护措施等一系列要求，这是煤气安全的基础工作。
危险区域分为直接危险区域和间接危险区域。直接危险区域是指煤气在生产、净化、回收、输送、储存以及使用时，直接产生着火或爆炸危险的一切区域；间接危险区域是指由于直接危险区发生着火或爆炸，引起蔓延和远距离作用，会对人或物造成严重危害，仅需对危害后果采取保护措施的区域。
危险区域又分为直接着火危险区和直接爆炸危险区。主要考虑物质的安全技术参数是：最大爆炸压力、上下爆炸极限、闪点、上下爆炸点、自燃点、比重(气态)、扩散系数、沸点、可燃气体或液体的数量、可能泄漏的数量等。
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