煤氣脫硫預冷方法比較

雷聲瑞 楊成劍(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)

煤氣脫硫預冷方法比較

雷聲瑞 楊成劍(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)

煤氣中含有大量的硫化氫和有機硫等有害物質。因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫技術應用的意義和作用十分重大。本文以煤氣脫硫前運用直冷法和間冷法的比較分析入手，進而從工藝流程、生產操作、預冷效果、成本和后期維修等角度得出兩種預冷方法不同的優(yōu)勢和不足，最后對焦化企業(yè)煤氣脫硫預冷方法的合理選擇提出個人建議。希望能夠為焦化企業(yè)實際選擇和合理運用煤氣預冷方法提供一些參考和借鑒。

煤氣脫硫；預冷方法；直冷法；間冷法

焦化企業(yè)煉焦時會產生大量的焦爐煤氣。煤氣中含硫物質主要以硫化氫形態(tài)存在，約占95%左右的比例。硫化氫易腐蝕管道，在燃燒時還會產生有毒有害氣體二氧化硫，空氣中SO2含量超標會形成局域性酸雨，進而造成對環(huán)境的危害和污染，同時也會影響煤氣燃燒熱值。近些年來，隨著焦爐煤氣脫硫技術的日益發(fā)展、不斷成熟和廣泛應用，煤氣脫硫已經成為煤氣凈化工藝中的重要組成部分。目前，焦化企業(yè)煤氣脫硫方法中由于煤氣需要被加壓，從而引起煤氣溫度升高，這對于企業(yè)生產成本和煤氣品質的提升都是十分不利的。因此，煤氣進入脫硫塔前必須要經過預冷處理，使煤氣溫度控制在25—27攝氏度之間，以滿足煤氣脫硫工藝的要求。接下來重點闡述的對象就是煤氣脫硫預冷處理的兩種方法——直接冷卻法（簡稱直冷法）和間接冷卻法（簡稱間冷法），以及對針對二者之間的利弊比較分析。

1 對直接冷卻法工藝流程及其優(yōu)缺點的分析

1.1 對直冷法工藝操作流程的概述

直冷法的原理是煤氣與填料氨水在預冷塔內直接接觸，進而降低煤氣的溫度。首先，鼓風機作用下的煤氣會因為加壓影響而持續(xù)升溫，煤氣溫度會達到44攝氏度左右。之后煤氣自下而上進入預冷塔，此時起到冷卻效果的氨水由上而下與煤氣逆流直接接觸，使煤氣溫度降低約18攝氏度左右，以保證煤氣脫硫所需的溫度區(qū)間。最后來自循環(huán)氨水泵的氨水在冷卻后，作為補充液持續(xù)調節(jié)利用，一部分用來為煤氣補氨，另一部分送入澄清槽。

1.2 直冷法的優(yōu)點

直冷法的優(yōu)點很多，例如：由于是冷卻氨水與煤氣接觸較為直接，因此換熱效果好，試驗顯示傳熱效率高達95%；其次，節(jié)省鋼材用量和運行成本開支；最后，水耗較低，有利于節(jié)能。

1.3 直冷法的缺點

首先，直冷法所需設備較為龐大且種類復雜，焦化企業(yè)前期投資較大；其次，煤氣中硫化氫物質對設備內部的腐蝕很嚴重，而且對加料氨水的需求量較大，易發(fā)生通道結垢、清洗困難和堵塔現象出現，這就對管線安全問題提出了考驗；最后，由于是氨水與煤氣直接接觸，這就造成了氨的大量消耗，而且需要頻繁更換冷凝液，也會造成氨的損失，并且直冷法會產生大量含硫污水，進而存在二次污染和出現煤氣質量問題的潛在風險；此外，設備電耗、運行維修、維護費用較高，污水處理量很大，后期維修工作較為繁瑣。

2 對間接冷卻法工藝操作流程及其優(yōu)缺點的分析

2.1 對間冷法工藝操作流程的概述

間冷法的原理是制冷水與脫硫煤氣間接去接觸，進而降低煤氣的溫度。首先，冷鼓機作用下的煤氣進入預冷塔上部，進而接觸塔內的橫管式冷卻器，煤氣溫度會下降23攝氏度左右，之后從預冷塔底部引出并做后續(xù)脫硫處理。此時，制冷水隨著熱量的吸收，逐步也升溫至23攝氏度左右，這就需要將制冷水送回制冷機房重新降溫以備制冷所需，進而形成循環(huán)利用的制冷模式。間冷法在煤氣脫硫的生產處理中已被廣泛使用。因此，具有較為完善的管理和操作經驗。

2.2 間冷法的優(yōu)點

一方面，間冷法預冷處理使用橫管冷卻器，因此不需特殊防腐處理。另一方面，間冷法處理設備數量較少，管線布置十分緊湊，后期維護相對方便且運行費用較低。最后，能夠有效遏制了二次污染問題，而且還具備所需設備系統(tǒng)負荷小和占地面積小等優(yōu)點。

2.3 間冷法的缺點

由于煤氣與橫管式冷卻器制冷水間接作用，熱效傳輸較低，傳熱效率僅為75%。而且對于水資源的消耗較高，不利于水資源薄弱地區(qū)使用。此外橫管冷卻器的造價還十分高昂。

3 對焦化企業(yè)煤氣脫硫預冷方法合理選擇的個人建議

通過對煤氣脫硫預冷方法工藝的對比分析，以及兩種方法不同優(yōu)缺點的對比發(fā)現，二者在不同領域都存在各自的特色與優(yōu)勢，同時每項方法都不是完美無缺的。因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫預冷方法的選擇利用一定要結合企業(yè)的生產實際情況，進而選取對企業(yè)發(fā)展有利的預冷裝備。此外，隨著國家對環(huán)保的日益重視，焦化企業(yè)采用直冷法的同時，一定要不斷加強技術改革與創(chuàng)新，最大限度地降低或避免二次污染現象的發(fā)生。目前，我國焦化企業(yè)對這兩種預冷方法均有應用，從節(jié)能減排的角度分析，一方面直冷法電耗較高，另一方面間冷法水耗較高。因此，焦化企業(yè)要在實現煤氣脫硫指標和效率的基礎上，還要積極強化和完善技術探究，以實現新時期背景下節(jié)約能源的和環(huán)保的重要生產目標。

總之，加氨直接冷卻法和橫管式間接冷卻法在煤氣脫硫預冷處理中各有利弊，因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫預冷方法的選擇還要充分結合自身實際情況，通過綜合的比較分析進而選取適合企業(yè)自身需求的預冷方案。當然這兩種預冷方法都存在較大的不足和缺欠。因此，需要焦化企業(yè)不斷從生產實際和實踐出發(fā)，加大對脫硫預冷方法的改進和完善，以達到實現企業(yè)經濟效益的同時，還能確保清潔生產和節(jié)能資源。

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