煤粉儲罐過濾器技術(shù)改造

韓延陽

(山西晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司， 山西晉城 048017)

山西晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司(簡稱華昱煤化工)高硫煤潔凈利用化電熱一體化示范項目一期120萬t/a甲醇工程，配套50萬t/a清潔燃料項目，以晉城高硫煤為設(shè)計煤種，采用先進的HT-L粉煤加壓氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，作為甲醇合成裝置的原料氣。該HT-L粉煤加壓氣化裝置包括磨煤及干燥單元、粉煤加壓及輸送單元、氣化及合成氣洗滌單元、渣及灰水處理單元、氣化公用工程單元。氣化裝置一期包含2個框架，流程設(shè)計按單框架磨煤單元2開1備，粉煤加壓及輸送單元、氣化及合成氣洗滌單元、渣及灰水處理單元以單框架雙生產(chǎn)線運行。

1 工藝介紹

將來自磨煤及干燥單元合格粒度的粉煤連續(xù)送至氣化及合成氣洗滌單元。通過粉煤鎖斗的周期性加壓、泄壓，實現(xiàn)低壓粉煤向高壓粉煤的轉(zhuǎn)換。低壓粉煤儲存在粉煤儲罐中，高壓粉煤儲存在粉煤給料罐中。

在一次加料過程中，常壓粉煤儲罐內(nèi)的粉煤通過重力作用進入粉煤鎖斗。粉煤鎖斗內(nèi)充滿粉煤后，與粉煤儲罐及所有低壓設(shè)備隔離后加壓，當其壓力升至與粉煤給料罐壓力相同且粉煤給料罐內(nèi)的料位降低到足以接收一批粉煤時，打開粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間的平衡閥，進行壓力平衡，依次打開粉煤鎖斗和粉煤給料罐之間的2個切斷閥，粉煤通過重力作用進入粉煤給料罐。粉煤鎖斗下料完成后，將氣體排放至煤粉儲罐過濾器進行泄壓，與粉煤儲罐重新經(jīng)壓力平衡后聯(lián)通，一次加料完成。粉煤加壓及輸送單元工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

華昱煤化工氣化車間粉煤儲罐過濾器共有4套裝置，每套裝置的粉煤給料罐、粉煤鎖斗、粉煤儲罐的泄壓都進入粉煤儲罐過濾器內(nèi)進行分離，氣體排入大氣，煤粉回收至粉煤儲罐。每套粉煤袋式過濾器設(shè)計過濾面積為1 576 m2，設(shè)計溫度為130 ℃，濾袋規(guī)格為φ130×6 500 mm，數(shù)量為594條。采用濾袋和籠骨配套的分離技術(shù)，濾袋、籠骨材料為不銹鋼材質(zhì)，籠骨具有良好的彈性、強度、剛度和精度，表面光滑無毛刺。粉煤儲罐過濾器濾袋濾料選用集塵效率高、脈沖噴吹氮氣消耗少、抗腐蝕、耐高溫的材料。濾袋織造采用熱熔縫合技術(shù)，面密度不小于550 g/m2，抗靜電性能好(在纖維表面任何2 m間測量的電阻<1 Ω)。

2 出現(xiàn)的問題及原因

粉煤袋式過濾器運行過程中，出現(xiàn)以下問題：

(1) 放空管雨帽設(shè)計過小，放空管線垂直高度較低，雨雪會進入放空管。

(2) 粉煤儲罐過濾器放空管線采用90°彎頭，管徑為900 mm，放空管線高度較低。實際運行過程中，粉煤鎖斗和給料罐采用的載氣為預(yù)熱后的高壓CO2(溫度為110 ℃)，鎖斗和給料罐泄壓產(chǎn)生的CO2經(jīng)過閥門放空后，壓力急劇降低。泄壓共計7 min，壓力分別從4.8 MPa泄壓至2.0 MPa、0.2 MPa、常壓。壓力瞬間急劇降低造成高溫高壓CO2冷凝水直接進入袋式過濾器，引起濾袋脫落，卡澀下部的旋轉(zhuǎn)下料閥，磨煤系統(tǒng)被迫停車。冬季放空管線下部結(jié)冰嚴重，清理困難,同時存在很大的安全隱患。

為解決煤粉儲罐過濾器無法長期穩(wěn)定運行的問題，經(jīng)車間內(nèi)部及廠家溝通研究，對煤粉儲罐過濾器進行技術(shù)改造。

3 改造方案

在煤粉儲罐過濾器放空管水平段設(shè)置阻水圍堰，攔截管道內(nèi)部的雨水、冷凝液，匯總至低點后通過排水導(dǎo)淋將液態(tài)水排出[1-2]。

在粉煤袋式過濾器放空管線90°彎頭與煤粉儲罐過濾器連接最低處，開DN25 mm的兩個孔接導(dǎo)淋管，在彎頭的直角部位上下斜對側(cè)各焊接厚度為300 mm、長為300 mm的扁鐵，底部焊接DN300 mm、高度為300 mm的扁鐵，下部兩個開孔各焊接DN25 mm、長度為1 000 mm的導(dǎo)淋，兩個導(dǎo)淋管分別與DN50 mm的管道連接一起，并匯合至總管引至框架外側(cè)1 m后直接放空。彎頭改造示意圖見圖2。導(dǎo)淋與排水總管接水盒直接連接后，會因為管線坡度過小或氣溫過低引起排水不暢，造成管線積液進入袋式過濾器內(nèi)部。充分考慮冬季管線凍結(jié)情況，及時調(diào)整接水盒尺寸，有效放大斷開導(dǎo)淋與接水盒的距離，既能有效地接住冷凝水，又能避免管線堵塞。此項改造運行效果良好，值得推廣[3]。

圖2 彎頭改造示意圖

4 改造后效果

針對粉煤儲罐過濾器放空管線90°彎頭內(nèi)外部進行改造后，鎖斗和給料罐放空產(chǎn)生的水滴直接經(jīng)過管線排放到大氣，避免直接進入袋式過濾器內(nèi)造成濾袋脫落，降低濾袋積煤的風(fēng)險，大大提高了濾袋的使用壽命，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定運行。

在系統(tǒng)停車期間，要檢查放空管內(nèi)部情況，及時清理放空管內(nèi)部殘余煤粉，從而保證放空管線干凈整潔[4]。

5 結(jié)語

對煤粉儲罐過濾器放空管線的改造應(yīng)用，為裝置的穩(wěn)定運行打下堅實的基礎(chǔ)，提高了裝置的運行負荷，具有很好的經(jīng)濟效益，可為同類煤化工行業(yè)煤粉氣化技術(shù)提供借鑒。