煤气脱硫预冷方法比较

雷声瑞 杨成剑(陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司,陕西 榆林 719319)

煤气脱硫预冷方法比较

雷声瑞 杨成剑(陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司,陕西 榆林 719319)

煤气中含有大量的硫化氢和有机硫等有害物质。因此，焦化企业煤气脱硫技术应用的意义和作用十分重大。本文以煤气脱硫前运用直冷法和间冷法的比较分析入手，进而从工艺流程、生产操作、预冷效果、成本和后期维修等角度得出两种预冷方法不同的优势和不足，最后对焦化企业煤气脱硫预冷方法的合理选择提出个人建议。希望能够为焦化企业实际选择和合理运用煤气预冷方法提供一些参考和借鉴。

煤气脱硫；预冷方法；直冷法；间冷法

焦化企业炼焦时会产生大量的焦炉煤气。煤气中含硫物质主要以硫化氢形态存在，约占95%左右的比例。硫化氢易腐蚀管道，在燃烧时还会产生有毒有害气体二氧化硫，空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨，进而造成对环境的危害和污染，同时也会影响煤气燃烧热值。近些年来，随着焦炉煤气脱硫技术的日益发展、不断成熟和广泛应用，煤气脱硫已经成为煤气净化工艺中的重要组成部分。目前，焦化企业煤气脱硫方法中由于煤气需要被加压，从而引起煤气温度升高，这对于企业生产成本和煤气品质的提升都是十分不利的。因此，煤气进入脱硫塔前必须要经过预冷处理，使煤气温度控制在25—27摄氏度之间，以满足煤气脱硫工艺的要求。接下来重点阐述的对象就是煤气脱硫预冷处理的两种方法——直接冷却法（简称直冷法）和间接冷却法（简称间冷法），以及对针对二者之间的利弊比较分析。

1 对直接冷却法工艺流程及其优缺点的分析

1.1 对直冷法工艺操作流程的概述

直冷法的原理是煤气与填料氨水在预冷塔内直接接触，进而降低煤气的温度。首先，鼓风机作用下的煤气会因为加压影响而持续升温，煤气温度会达到44摄氏度左右。之后煤气自下而上进入预冷塔，此时起到冷却效果的氨水由上而下与煤气逆流直接接触，使煤气温度降低约18摄氏度左右，以保证煤气脱硫所需的温度区间。最后来自循环氨水泵的氨水在冷却后，作为补充液持续调节利用，一部分用来为煤气补氨，另一部分送入澄清槽。

1.2 直冷法的优点

直冷法的优点很多，例如：由于是冷却氨水与煤气接触较为直接，因此换热效果好，试验显示传热效率高达95%；其次，节省钢材用量和运行成本开支；最后，水耗较低，有利于节能。

1.3 直冷法的缺点

首先，直冷法所需设备较为庞大且种类复杂，焦化企业前期投资较大；其次，煤气中硫化氢物质对设备内部的腐蚀很严重，而且对加料氨水的需求量较大，易发生通道结垢、清洗困难和堵塔现象出现，这就对管线安全问题提出了考验；最后，由于是氨水与煤气直接接触，这就造成了氨的大量消耗，而且需要频繁更换冷凝液，也会造成氨的损失，并且直冷法会产生大量含硫污水，进而存在二次污染和出现煤气质量问题的潜在风险；此外，设备电耗、运行维修、维护费用较高，污水处理量很大，后期维修工作较为繁琐。

2 对间接冷却法工艺操作流程及其优缺点的分析

2.1 对间冷法工艺操作流程的概述

间冷法的原理是制冷水与脱硫煤气间接去接触，进而降低煤气的温度。首先，冷鼓机作用下的煤气进入预冷塔上部，进而接触塔内的横管式冷却器，煤气温度会下降23摄氏度左右，之后从预冷塔底部引出并做后续脱硫处理。此时，制冷水随着热量的吸收，逐步也升温至23摄氏度左右，这就需要将制冷水送回制冷机房重新降温以备制冷所需，进而形成循环利用的制冷模式。间冷法在煤气脱硫的生产处理中已被广泛使用。因此，具有较为完善的管理和操作经验。

2.2 间冷法的优点

一方面，间冷法预冷处理使用横管冷却器，因此不需特殊防腐处理。另一方面，间冷法处理设备数量较少，管线布置十分紧凑，后期维护相对方便且运行费用较低。最后，能够有效遏制了二次污染问题，而且还具备所需设备系统负荷小和占地面积小等优点。

2.3 间冷法的缺点

由于煤气与横管式冷却器制冷水间接作用，热效传输较低，传热效率仅为75%。而且对于水资源的消耗较高，不利于水资源薄弱地区使用。此外横管冷却器的造价还十分高昂。

3 对焦化企业煤气脱硫预冷方法合理选择的个人建议

通过对煤气脱硫预冷方法工艺的对比分析，以及两种方法不同优缺点的对比发现，二者在不同领域都存在各自的特色与优势，同时每项方法都不是完美无缺的。因此，焦化企业煤气脱硫预冷方法的选择利用一定要结合企业的生产实际情况，进而选取对企业发展有利的预冷装备。此外，随着国家对环保的日益重视，焦化企业采用直冷法的同时，一定要不断加强技术改革与创新，最大限度地降低或避免二次污染现象的发生。目前，我国焦化企业对这两种预冷方法均有应用，从节能减排的角度分析，一方面直冷法电耗较高，另一方面间冷法水耗较高。因此，焦化企业要在实现煤气脱硫指标和效率的基础上，还要积极强化和完善技术探究，以实现新时期背景下节约能源的和环保的重要生产目标。

总之，加氨直接冷却法和横管式间接冷却法在煤气脱硫预冷处理中各有利弊，因此，焦化企业煤气脱硫预冷方法的选择还要充分结合自身实际情况，通过综合的比较分析进而选取适合企业自身需求的预冷方案。当然这两种预冷方法都存在较大的不足和缺欠。因此，需要焦化企业不断从生产实际和实践出发，加大对脱硫预冷方法的改进和完善，以达到实现企业经济效益的同时，还能确保清洁生产和节能资源。

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