煤气溶液脱湿技术

张善明，宋立丽

（1.宁波钢铁有限公司能源环保部，浙江宁波315807；2.北京硕人海泰能源科技有限公司，北京100120)

燃气

煤气溶液脱湿技术

张善明1，宋立丽2

（1.宁波钢铁有限公司能源环保部，浙江宁波315807；2.北京硕人海泰能源科技有限公司，北京100120)

依据溶液脱湿在民用通风领域的使用效果，通过不同种溶液不同配比对煤气进行脱湿研究，以获取较好的煤气脱湿效果。

煤气；脱湿；溶液；配比

1 前言

高炉煤气采用干法除尘后，煤气冷凝水中Cl-含量明显增加，加快了管道的腐蚀速度。同时煤气中含水量高，既影响了管道的输送能力，也降低了煤气燃烧的热效率。

脱除煤气中水的方法很多，其中主要有化学吸附法、吸收法、冷冻法和机械法。基于吸附法原理的溶液吸附脱湿，不仅可以有效地脱除溶液中的水分，还可有效利用低品质热源进行再生回收，利用冷却水进行冷却循环利用，从而降低煤气脱湿的处理能耗。溶液脱湿方式还可实现高密度的能量蓄存，从而协调各种能源供应中的负荷匹配。

基于溶液脱湿在民用通风领域的广泛使用，本次研究通过不同种溶液不同配比对煤气进行脱湿试验，以寻求煤气脱湿的效果、脱湿溶液的耐久性、试验煤气的最佳流速。

2 高炉煤气含湿量及冷凝水检测

在2010年对宁钢公司高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气含水量进行测试及冷凝水取样分析的基础上初步拟定对高炉煤气进行脱湿试验。详见表1。

3 试验原理和装置

本技术原理是用溶液法对高炉煤气进行脱湿、除尘，工艺流程如图1所示。高炉煤气经丝网脱水后送入脱湿器，与高浓度的盐溶液接触传质，由于盐溶液水汽分压较低，煤气中的水分被其吸收，实现煤气除水；稀释的盐溶液进入再生器中，加热后由空气吸收其水分，实现溶液的再生；再生的浓溶液与冷却水换热，降到常温后，继续循环使用。

表1 煤气含水量

图1 高炉煤气溶液脱湿系统工艺流程图

4 脱湿效果分析

高炉煤气在经过溶液脱湿设备后应该有很大的不同，我们对脱湿前后高炉煤气的含水量；溶液的吸水程度对应的浓度值；溶液的流速、流量；不同溶液的脱湿效果；溶液的吸水量；煤气的流速、流量等进行跟踪记录。

4.1 数据分析

本次试验采用A1、A2、A3三种无机盐溶液，并按不同溶液的浓度进行对比试验，寻找最佳的脱湿途径。对无机盐溶液A1、A2、A3的实验数据分析从溶液整体运行的脱湿效果、煤气参数对脱湿量变化两大方面进行评价：

4.1.1 溶液整体运行的脱湿效果

煤气脱湿前绝对湿度平均约为60 g/m3左右；脱湿后煤气绝对湿度平均约为30 g/m3，最好效果能够达到20 g/m3；单级溶液脱湿设备脱除煤气脱湿量平均为30 g/m3，最高能够达到40 g/m3。

4.1.2 盐溶液不变煤气参数变化时脱湿量的变化

（1）煤气流量、含湿量对脱湿量影响

煤气脱湿后的绝对湿度随着脱湿前水分的增加也有所增加，但是增加的幅度较小。可见脱湿溶液对煤气中的含水量起到一定的平衡作用。

随着煤气流量的增加，含湿量增加，最高脱湿量达50 g/m3，加大煤气的流量增加了溶液的脱湿量，但是大量的水脱出来后，溶液的再生能力不够，溶液持续脱湿，浓度下降。

（2）煤气温度对脱湿量影响

煤气沿管道流通，绝对含湿量随着外界气温变化而变化。当早晚时空气温度较低，流通到试验煤气管道中的煤气相应的温度也较低，有饱和水析出，所以早晚时煤气绝对含湿量较低，脱湿量相应的也较低。当中午时煤气管道温度升高，试验煤气管道与宁钢煤气主管道中煤气温差较小，所以绝对含湿量较高，煤气脱湿量也较高。尽管脱湿前煤气含湿量相对外界环境温度波动较大，脱湿后的煤气含湿量相对外界环境温度比较稳定。

4.2 腐蚀性分析

4.2.1 含水量数据分析

从表2可以看出，45℃煤气经脱湿后煤气温度最低可降至36℃，煤气中饱和水的含量大幅度降低，湿度从原来的接近100%，降低到50%以下，有效地降低了饱和水析出量，从而延缓了管道的腐蚀速度，提高了管道的使用寿命。

表2 饱和蒸汽含湿量与实测含湿量

4.2.2 现场试验结果分析

通过脱湿前、后管道内铁器挂件腐蚀性对比，煤气脱湿后对铁器锈蚀速度下降尤其是不锈钢，见图2。

图2 煤气脱湿前后锈蚀情况对比图

5 结论

5.1 溶液吸收法是根据气相平衡的原理进行水分的吸收和解析，经本次试验表明采用溶液吸收法能有效地脱除煤气中的水分。通过单级脱湿能将高炉煤气含水由原来的60 g/m3降低至20 g/m3，多级脱湿能降低至10 g/m3。有效地提高了煤气的热值，热风炉使用中可以减少焦炉煤气的富化比例。

5.2 煤气脱湿后，可以大大减缓其对输送管道和用气设备的腐蚀，从而可以降低管道维修和更换频率，并能延长用气设备的使用寿命。

5.3 溶液脱湿还可有效利用低品质热源进行再生回收，利用冷却水进行冷却循环利用，从而降低煤气脱湿的处理能耗。溶液脱湿方式还可实现高密度的能量蓄存，从而协调各种能源供应中的负荷匹配。

5.4 脱湿溶液循环利用，不存在煤气冷凝水的处理问题。

App lication of Liquid Desiccant Technology in Gas Dehum idification

ZHAGN Shanming1，SONG Lili2
(1.Energy and Environmental dept.of Ningbo Iron and Steel Co.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315807,China；2. Beijing Shuoren Hitech Energy Technology Co.,Ltd.,Beijing 100120,China)

Based on the application results of liquid desiccant in civilian ventilation field,gas dehumidifying process with different liquid desiccants and different concentrations was studied to achieve higher efficiency of gas dehumidification.

gas;dehumidification;liquor;proportioning

TQ546.5

B

1006-6764(2014)04-0010-02

2013－12－11

张善明（1967-），男，1991年毕业于华东冶金学院煤化工专业，大学本科学历，高级工程师，现从事煤气技术管理工作。