一、初冷器简介
1.初冷器主要作用
使煤焦油气和水蒸气冷凝下来，将它们从煤气中脱除，减少气体体积，节省煤气输送动力，有利于回收其他化学产品
2、初冷器类型
（1）直接混合式初冷器
煤气与冷却剂直接接触，直接冷却
（2）间壁式冷却器——广泛采用
煤气与冷却介质分别从固体壁面两侧流，煤气→壁面→冷却介质
二、煤气的间接冷却
间接冷却器：
一种列管式固定管板换热器在初冷器内，冷却水走管内，煤气走管外两者通过逆流或错流通过管壁间接换热，使煤气冷却间接初冷器有立管式和横管式两种型式
1、立管式间接冷却器
构造
多根传热管垂直配置在冷却器筒体里，横断面呈长椭圆形，直立的钢管束装在上下两块管栅板之间，被五块纵档板分成六个管组，煤气通路也分成六个流道，六个煤气流道的横断面积是不一样的。
煤气流道的横断面积不一样的原因？
因为煤气流过初冷器时温度逐步降低，并冷凝出液体，煤气的体积流量逐渐减小。为使煤气在各个流道中的流速大体保持稳定，横断面不同。
沿煤气流向，各流道的横断面积依次递减；
沿冷却水流向各管束的横断面积则相应地递增。
（2）技术参数
一般均为多台并联操作
煤气流速为3～4m/s
煤气通过阻力约为0.5～1kPa
钢管规格为φ76×3mm。
（3）工作过程中影响传热系数的原因
接近饱和的煤气进入初冷器后，有水汽和焦油气冷凝，在管壁形成很薄的液膜，降低传热系数。
在后通路中，因冷凝焦油量少，温度低，萘晶体将沉积在管壁上，使传热系数降低使传热系数降低，煤气流通阻力变大。在煤气上升通路上。冷凝物还会因接触热煤气而又部分蒸发，因而增加了煤气中萘的含量。
在初冷器后几个煤气流道内，用含萘较低的混合焦油进行喷洒可解决萘的沉积堵塞问题，还能降低出口煤气中的萘含量，使之低于集合温度下萘在煤气中的饱和浓度。
煤气在初冷器内的冷却是包含对流给热和热传导的综合传热过程
(1)水汽的冷凝；
(2)焦油气的冷凝；
(3)冷凝液的冷却；
因此，这一过程不仅是在变化的温度下，且是在变化的传热系数下进行的。
1一气液分离器；2一煤气初冷器；3一煤气鼓风机；4一电捕焦油器；
5一冷凝液槽；6一冷凝液液下泵；7一鼓风机水封槽；8一电捕焦油器水封槽； 9一机械化氨水澄清槽； 10一氨水中间槽； 11一事故氨水槽；12一循环氨水泵；1 3一焦油泵；1 4一焦油贮槽；15一焦油中间槽；1 6一初冷冷凝液中间槽；17一冷凝液泵
1、气液分离器：
煤气与焦油、氨水、焦油渣等在此分离。
2、机械化焦油氨水澄清槽：
利用密度不同经过静置澄清
上层为氨水（密度为1.01～1.02kg/l），
中层为焦油（密度为1.17～1.20kg/l），
下层为焦油渣（密度为1.25kg/l）
3、电捕焦油器
用于除去管式初冷器出来的煤气（含有1.5~2g/m3）中的绝大部分焦油雾
集合温度及确定
1、集合温度：
从各台初冷器出来的煤气温度是有差别的，汇集在一起后的煤气温度为集合温度。
2、集合温度确定：
——依生产工艺的不同而有不同
（1）在生产硫铵系统中，低于35℃。
（2）在水洗氨生产系统中，低于25℃。
1、冷凝氨水
形成：煤气中一定数量的氨，二氧化碳，硫化氢，氰化氢和其他组分溶解于冷凝水中。 组成特性
挥发铵盐（较多）：其溶液加热至100℃即分解
固定铵盐（较少）：需加热到220~250℃或有碱存在的情况下才能分解
2、循环氨水
主要含有固定铵盐，在其单独循环时，固定铵盐含量可高达30~40g/l。
腐蚀焦油蒸馏设备和影响焦油的脱水、脱盐操作。
实际操作：
大多采用两种氨水（冷凝氨水和循环氨水）混合的分离流程，混合氨水固定铵盐含量可降至1.3~3.5g/l。
冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入机械化氨水澄清槽，与循环氨水混合澄清分离。分离后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨废水还应经生化处理。
煤气在初冷器的冷却
显然，剩余氨水量取决于配煤水分和化合水的数量以及煤气初冷后集合温度的高低．
煤气初冷的集合温度不宜偏高，否则会带来下列问题：
①煤气中水汽含量增多，体积变大，致使鼓风机能力不足，影响煤气正常输送。
②焦油气冷凝率降低，初冷后煤气中焦油含量增多，影响后续工序生产操作。
③在初冷器内，煤气冷却到一定程度（一般认为55℃）以下，萘蒸汽凝华呈细小薄片晶体析出，可溶入焦油中，温度愈低，煤气中萘蒸汽含量也愈少，当集合温度高时，煤气中含萘量将更显著变大。根据现场资料，甚至，煤气中萘含量比同温下萘气饱和含量高1－2倍。这些未分离除去的萘会造成煤气管道和后续设备的堵塞，增加以后洗萘系统负荷，给洗氨、洗苯带来困难。
由上述可见，在煤气初冷操作中，要保证初冷器后集合温度不高于规定值，并尽可能地脱除煤气中的萘。
焦炉煤气是多组分混合物。其中的H2、CH4、CO、CO2、N2、CnHm（按乙烯计）、O2等，在常温条件下始终保持气态，而且在其后的冷却、加压及回收化学产品过程中，其总摩尔流量不变，故这部分气体称为干煤气。又因在标准状态下1kmol理想气体的体积为22.4m3，故以m3/h作为干煤气的流量的计量单位时，干煤气的体积流量也是不变的。与干煤气不同的是水蒸气、粗苯蒸汽、焦油蒸汽以及NH3、H2S、HCN等，在煤气冷却过程中，有的会冷凝成液体，溶于水，或在化学产品回收中采用吸收的方法将其从煤气中分离出去，这些成分是可变的，都不属于干煤气的成分；这些成分在煤气中的含量，常以g/m3为单位计量，是很方便的。
