焦爐煤氣最終冷卻工藝的選擇

王成文 秦繼偉（中冶焦耐工程技術有限公司，遼寧 大連 116085）

焦爐煤氣最終冷卻工藝的選擇

王成文 秦繼偉（中冶焦耐工程技術有限公司，遼寧 大連 116085）

對兩種焦爐煤氣終冷工藝進行比較，介紹了各自的優缺點。企業應結合自身情況選擇適合的終冷工藝。

焦爐煤氣；終冷工藝；選擇

煉焦煤在焦爐干餾過程中所產生的苯族烴（粗苯）隨荒煤氣移出，粗苯是有機化學工業的重要原料，回收粗苯具有較高的經濟效益。從焦爐煤氣中回收粗苯時，一般采用焦油洗油作為吸收劑，其工藝包括煤氣脫苯和粗苯蒸餾兩部分。其中，煤氣脫苯單元通常包括煤氣終冷和煤氣脫苯兩道工序。為了保證粗苯的收率，脫苯操作一般應在不高于30℃的溫度下進行。因此，焦爐煤氣最終冷卻在煤氣凈化回收中是十分重要的環節。

1 焦爐煤氣最終冷卻工藝簡介

目前，焦化行業中的煤氣終冷工藝有間接式終冷和直接式終冷兩種方式。

間接式煤氣終冷工藝采用橫管式間冷器，對煤氣進行間接冷卻。終冷器采用兩段冷卻：上段使用循環水將煤氣冷卻到約39℃，下段使用低溫水將煤氣冷卻到25～27℃。為了防止終冷器的堵塞，采用循環噴灑冷凝液的方法，對終冷器的管壁進行清洗。

直接式煤氣終冷工藝采用循環噴灑的終冷水在直冷塔內直接冷卻煤氣，再用塔外換熱器將終冷水中的熱量移出系統。終冷塔采用兩段對煤氣冷卻：下段使用約37℃的循環噴灑液，與煤氣逆向接觸，將煤氣冷卻到約39℃后進去終冷塔上段；上段使用約23℃的循環噴灑液，與煤氣逆向接觸，最終將煤氣冷卻到25～27℃。終冷塔上、下段循環噴灑液分別用泵抽出，經外冷卻器分別用循環水和低溫水冷卻后，再送至終冷塔內循環噴灑冷卻煤氣。

2 間接式和直接式終冷工藝特點的比較

間接式終冷工藝，采用橫管式間冷器，循環水、低溫水與煤氣間接換熱，無需額外增加換熱器與噴灑泵。因此，泵的電耗低，占地面積小。但采用間接換熱，冷卻效率偏低；管間易堵塞，需采用循環冷凝液噴灑；來自脫氨單元煤氣中夾帶的酸霧易被帶入后續單元，造成后續設備及管道的腐蝕。

直接式終冷工藝，煤氣與循環噴灑液直接接觸，冷卻效率高，煤氣凈化效果好，可有效脫除來自脫氨單元煤氣中夾帶的酸霧，防止后續洗苯及脫苯單元設備及管道的腐蝕；煤氣終冷采用閉路循環連續排污工藝，終冷排污水送至焦油氨水分離單元處理。但由于終冷塔上、下段循環噴灑液需用泵加壓，通過換熱器冷卻后，再送至終冷塔內噴灑。因此，電耗量偏高，換熱器的占地面積大。

3 間接式和直接式終冷工藝的經濟比較

兩種工藝的比較基準：處理煤氣量84000m3/h，煤氣入口溫度50℃，煤氣出口溫度25℃；水溫制度：循環水32℃→45℃，低溫水16℃→23℃。

3.1 間接式和直接式終冷工藝設備比較(見表1)

3.2 間接式和直接式終冷工藝介質耗量與操作費用比較

表1

直接式終冷工藝項目單位間接式終冷工藝單價用量用量序號 1 101．62 290 m3/ h 0．4元/ 1．1 1．1．1 1．1．2 1．2 1．2．1 250 m3費用（萬元/年）動力消耗水循環水（32°C→45°C）低溫水（16°C→23°C）電低壓操作容量設備折舊費和維修費終冷單元生產費用 =動力消耗+設備折舊費和維修費315．36 300 m3/ h k W 1．2元/ m3 7．88 0．6元/ kW 15 300費用（萬元/年）87．60 315．36 150 78．84 2 3按10%計55．56按10%計20．89

99．73 63．44 =生產費用 /年煤氣處理量 (未計工人工資項) 4 運行成本元/處理1000m3煤氣0．862 1．355

4 結語

綜上所述，間接式終冷工藝操作費用較低，但對煤氣的凈化效果較差，容易造成后續系統的腐蝕。因終冷器需設置備品，導致設備投資偏高。間接式終冷工藝，雖然采用循環冷凝液噴灑，但在運行一段時間后，仍會有部分萘及焦油類物質附著在終冷器的冷卻水管壁上，導致煤氣阻力增大，同時終冷器的換熱效率降低。直接式終冷工藝對煤氣的凈化效果較好，可避免上述間接式終冷工藝操作中的缺陷，但其電耗較高，操作費用偏高。

兩種終冷工藝各有特點，請業主結合自身企業情況，選擇最適合的終冷工藝。