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

煤氣脫硫預(yù)冷方法比較

雷聲瑞 楊成劍(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)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(jī)硫等有害物質(zhì)。因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫技術(shù)應(yīng)用的意義和作用十分重大。本文以煤氣脫硫前運(yùn)用直冷法和間冷法的比較分析入手，進(jìn)而從工藝流程、生產(chǎn)操作、預(yù)冷效果、成本和后期維修等角度得出兩種預(yù)冷方法不同的優(yōu)勢(shì)和不足，最后對(duì)焦化企業(yè)煤氣脫硫預(yù)冷方法的合理選擇提出個(gè)人建議。希望能夠?yàn)榻够髽I(yè)實(shí)際選擇和合理運(yùn)用煤氣預(yù)冷方法提供一些參考和借鑒。

煤氣脫硫；預(yù)冷方法；直冷法；間冷法

焦化企業(yè)煉焦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的焦?fàn)t煤氣。煤氣中含硫物質(zhì)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(shí)還會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體二氧化硫，空氣中SO2含量超標(biāo)會(huì)形成局域性酸雨，進(jìn)而造成對(duì)環(huán)境的危害和污染，同時(shí)也會(huì)影響煤氣燃燒熱值。近些年來(lái)，隨著焦?fàn)t煤氣脫硫技術(shù)的日益發(fā)展、不斷成熟和廣泛應(yīng)用，煤氣脫硫已經(jīng)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(duì)于企業(yè)生產(chǎn)成本和煤氣品質(zhì)的提升都是十分不利的。因此，煤氣進(jìn)入脫硫塔前必須要經(jīng)過(guò)預(yù)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(lái)重點(diǎn)闡述的對(duì)象就是煤氣脫硫預(yù)冷處理的兩種方法——直接冷卻法（簡(jiǎn)稱直冷法）和間接冷卻法（簡(jiǎn)稱間冷法），以及對(duì)針對(duì)二者之間的利弊比較分析。

1 對(duì)直接冷卻法工藝流程及其優(yōu)缺點(diǎn)的分析

1.1 對(duì)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(yù)冷塔內(nèi)直接接觸，進(jìn)而降低煤氣的溫度。首先，鼓風(fēng)機(jī)作用下的煤氣會(huì)因?yàn)榧訅河绊懚掷m(xù)升溫，煤氣溫度會(huì)達(dá)到44攝氏度左右。之后煤氣自下而上進(jìn)入預(yù)冷塔，此時(shí)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(lái)自循環(huán)氨水泵的氨水在冷卻后，作為補(bǔ)充液持續(xù)調(diào)節(jié)利用，一部分用來(lái)為煤氣補(bǔ)氨，另一部分送入澄清槽。

1.2 直冷法的優(yōu)點(diǎn)

直冷法的優(yōu)點(diǎn)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(yàn)顯示傳熱效率高達(dá)95%；其次，節(jié)省鋼材用量和運(yùn)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(diǎn)

首先，直冷法所需設(shè)備較為龐大且種類復(fù)雜，焦化企業(yè)前期投資較大；其次，煤氣中硫化氫物質(zhì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的腐蝕很嚴(yán)重，而且對(duì)加料氨水的需求量較大，易發(fā)生通道結(jié)垢、清洗困難和堵塔現(xiàn)象出現(xiàn)，這就對(duì)管線安全問(wèn)題提出了考驗(yàn)；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(huì)造成氨的損失，并且直冷法會(huì)產(chǎn)生大量含硫污水，進(jìn)而存在二次污染和出現(xiàn)煤氣質(zhì)量問(wèn)題的潛在風(fēng)險(xiǎn)；此外，設(shè)備電耗、運(yùn)行維修、維護(hù)費(fèi)用較高，污水處理量很大，后期維修工作較為繁瑣。

2 對(duì)間接冷卻法工藝操作流程及其優(yōu)缺點(diǎn)的分析

2.1 對(duì)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(jìn)而降低煤氣的溫度。首先，冷鼓機(jī)作用下的煤氣進(jìn)入預(yù)冷塔上部，進(jìn)而接觸塔內(nèi)的橫管式冷卻器，煤氣溫度會(huì)下降23攝氏度左右，之后從預(yù)冷塔底部引出并做后續(xù)脫硫處理。此時(shí)，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(jī)房重新降溫以備制冷所需，進(jìn)而形成循環(huán)利用的制冷模式。間冷法在煤氣脫硫的生產(chǎn)處理中已被廣泛使用。因此，具有較為完善的管理和操作經(jīng)驗(yàn)。

2.2 間冷法的優(yōu)點(diǎn)

一方面，間冷法預(yù)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(shè)備數(shù)量較少，管線布置十分緊湊，后期維護(hù)相對(duì)方便且運(yùn)行費(fèi)用較低。最后，能夠有效遏制了二次污染問(wèn)題，而且還具備所需設(shè)備系統(tǒng)負(fù)荷小和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 間冷法的缺點(diǎn)

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(duì)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(jià)還十分高昂。

3 對(duì)焦化企業(yè)煤氣脫硫預(yù)冷方法合理選擇的個(gè)人建議

通過(guò)對(duì)煤氣脫硫預(yù)冷方法工藝的對(duì)比分析，以及兩種方法不同優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者在不同領(lǐng)域都存在各自的特色與優(yōu)勢(shì)，同時(shí)每項(xiàng)方法都不是完美無(wú)缺的。因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫預(yù)冷方法的選擇利用一定要結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況，進(jìn)而選取對(duì)企業(yè)發(fā)展有利的預(yù)冷裝備。此外，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，焦化企業(yè)采用直冷法的同時(shí)，一定要不斷加強(qiáng)技術(shù)改革與創(chuàng)新，最大限度地降低或避免二次污染現(xiàn)象的發(fā)生。目前，我國(guó)焦化企業(yè)對(duì)這兩種預(yù)冷方法均有應(yīng)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(shí)現(xiàn)煤氣脫硫指標(biāo)和效率的基礎(chǔ)上，還要積極強(qiáng)化和完善技術(shù)探究，以實(shí)現(xiàn)新時(shí)期背景下節(jié)約能源的和環(huán)保的重要生產(chǎn)目標(biāo)。

總之，加氨直接冷卻法和橫管式間接冷卻法在煤氣脫硫預(yù)冷處理中各有利弊，因此，焦化企業(yè)煤氣脫硫預(yù)冷方法的選擇還要充分結(jié)合自身實(shí)際情況，通過(guò)綜合的比較分析進(jìn)而選取適合企業(yè)自身需求的預(yù)冷方案。當(dāng)然這兩種預(yù)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(chǎn)實(shí)際和實(shí)踐出發(fā)，加大對(duì)脫硫預(yù)冷方法的改進(jìn)和完善，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還能確保清潔生產(chǎn)和節(jié)能資源。

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