一、初冷器簡介
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，節省煤氣輸送動力，有利于回收其他化學產品
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
煤氣與冷卻介質分別從固體壁面兩側流，煤氣→壁面→冷卻介質
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，冷卻水走管內，煤氣走管外兩者通過逆流或錯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
構造
多根傳熱管垂直配置在冷卻器筒體里，橫斷面呈長橢圓形，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管組，煤氣通路也分成六個流道，六個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？
因為煤氣流過初冷器時溫度逐步降低，并冷凝出液體，煤氣的體積流量逐漸減小。為使煤氣在各個流道中的流速大體保持穩定，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地遞增。
（2）技術參數
一般均為多臺并聯操作
煤氣流速為3～4m/s
煤氣通過阻力約為0.5～1kPa
鋼管規格為φ76×3mm。
（3）工作過程中影響傳熱系數的原因
接近飽和的煤氣進入初冷器后，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。
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，使傳熱系數降低使傳熱系數降低，煤氣流通阻力變大。在煤氣上升通路上。冷凝物還會因接觸熱煤氣而又部分蒸發，因而增加了煤氣中萘的含量。
在初冷器后幾個煤氣流道內，用含萘較低的混合焦油進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。
煤氣在初冷器內的冷卻是包含對流給熱和熱傳導的綜合傳熱過程
(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下進行的。
1一氣液分離器；2一煤氣初冷器；3一煤氣鼓風機；4一電捕焦油器；
5一冷凝液槽；6一冷凝液液下泵；7一鼓風機水封槽；8一電捕焦油器水封槽； 9一機械化氨水澄清槽； 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、機械化焦油氨水澄清槽：
利用密度不同經過靜置澄清
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：
——依生產工藝的不同而有不同
（1）在生產硫銨系統中，低于35℃。
（2）在水洗氨生產系統中，低于25℃。
1、冷凝氨水
形成：煤氣中一定數量的氨，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、循環氨水
主要含有固定銨鹽，在其單獨循環時，固定銨鹽含量可高達30~40g/l。
腐蝕焦油蒸餾設備和影響焦油的脫水、脫鹽操作。
實際操作：
大多采用兩種氨水（冷凝氨水和循環氨水）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，再用泵送入機械化氨水澄清槽，與循環氨水混合澄清分離。分離后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨廢水還應經生化處理。
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，否則會帶來下列問題：
①煤氣中水汽含量增多，體積變大，致使鼓風機能力不足，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，影響后續工序生產操作。
③在初冷器內，煤氣冷卻到一定程度（一般認為55℃）以下，萘蒸汽凝華呈細小薄片晶體析出，可溶入焦油中，溫度愈低，煤氣中萘蒸汽含量也愈少，當集合溫度高時，煤氣中含萘量將更顯著變大。根據現場資料，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會造成煤氣管道和后續設備的堵塞，增加以后洗萘系統負荷，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定值，并盡可能地脫除煤氣中的萘。
焦爐煤氣是多組分混合物。其中的H2、CH4、CO、CO2、N2、CnHm（按乙烯計）、O2等，在常溫條件下始終保持氣態，而且在其后的冷卻、加壓及回收化學產品過程中，其總摩爾流量不變，故這部分氣體稱為干煤氣。又因在標準狀態下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量單位時，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，有的會冷凝成液體，溶于水，或在化學產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為單位計量，是很方便的。
