纖維除塵技術(shù)在焦爐煤氣制甲醇中的應(yīng)用

李棟 江福英

摘 要：本文介紹焦爐煤氣制甲醇工藝過程中的一種除塵凈化技術(shù)。該技術(shù)采用纖維除塵器對焦爐煤氣進行過濾除雜質(zhì)，降低進入系統(tǒng)煤氣中粉塵、焦油及萘等雜質(zhì)含量，降低甲醇系統(tǒng)設(shè)備損壞頻次;設(shè)計在線清洗流程，進行纖維除塵器在線清洗，既保證生產(chǎn)連續(xù)性，又大大減少了原設(shè)計中更換運行材料的費用，降低運行成本。

關(guān)鍵詞：纖維床;焦爐煤氣;甲醇;粉塵;清洗

1 引言

根據(jù)原料的不同，目前工業(yè)甲醇生產(chǎn)方式主要分為煤制甲醇、天然氣制甲醇、焦爐煤氣制甲醇三種方式。采用焦化工藝得到的焦爐煤氣，其間夾帶部分粉塵、焦油、萘、苯、氨等物質(zhì)，通過化產(chǎn)系統(tǒng)的除塵、除焦油、脫硫、洗脫苯、洗萘等過程，去除大部分的焦油、粉塵、苯、氨、萘等物質(zhì)。自化產(chǎn)氣柜后焦爐煤氣，通過干脫塔裝置處理后，進入甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)，經(jīng)過壓縮、精脫硫轉(zhuǎn)化、合成精餾，得到滿足GB/T338-2011要求的甲醇。在生產(chǎn)運行過程中，根據(jù)干脫運行壓差情況，需要定期進行干脫塔切除處理，更換內(nèi)部吸附材料，對焦爐煤氣進行凈化過程，確保甲醇系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

本公司采用焦爐煤氣制甲醇的生產(chǎn)工藝，干脫塔設(shè)備設(shè)計為2臺，一開一備，單臺煤氣處理量為30000Nm3/h，設(shè)計形式為四框式干脫塔，內(nèi)部裝填活性炭及吸油劑材料進行焦爐煤氣凈化處理。

2 運行問題及分析

①甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程中，干脫塔運行壓差升高后，需定期進行內(nèi)部材料更換，增加生產(chǎn)成本;

②夏季煤氣指標波動大的情況下，導(dǎo)致甲醇后系統(tǒng)精脫硫多次出現(xiàn)運行阻力升高及壓縮機氣閥頻繁更換等一系列的問題，影響生產(chǎn)運行穩(wěn)定及生產(chǎn)成本升高，主要問題如下：

a.干脫塔運行阻力過高，導(dǎo)致進入壓縮機前煤氣壓力低，存在聯(lián)鎖停機風險，危及系統(tǒng)安全運行。自氣柜供甲醇車間煤氣壓力約4-6 kPa，煤氣進入干脫塔進行凈化除雜，運行阻力約1-1.5 kPa，活性炭及吸油劑材料吸附飽和后，壓差升高，系統(tǒng)煤氣量波動情況下容易造成進壓縮機前煤氣壓力低（壓力低聯(lián)鎖值0.5kPa），對生產(chǎn)安全性造成影響;b.壓縮機氣缸頻繁異常，多次出現(xiàn)打氣量減少、振動值升高以及壓縮機異響等情況。嚴重情況下壓縮機非計劃性倒機檢查更換氣閥，共計8次，嚴重影響了車間的穩(wěn)定生產(chǎn)，且造成大量的電能浪費，生產(chǎn)運行成本升高;c.經(jīng)干脫塔凈化后煤氣進入精脫硫系統(tǒng)，過濾器、預(yù)脫硫槽及預(yù)加氫催化劑運行阻力頻繁升高，導(dǎo)致更換及系統(tǒng)清理頻繁。精脫硫系統(tǒng)過濾器、預(yù)脫硫槽進出口壓力差設(shè)計小于0.1MPa，經(jīng)數(shù)據(jù)匯總，改造前，出現(xiàn)多達18次非正常運行壓差升高的情況，導(dǎo)致車間催化劑實際費用超過計劃費用約150萬元，造成大量人力、財力浪費;

③單臺干脫塔煤氣處理量為30000Nm3/h，后期生產(chǎn)負荷升高情況下（滿負荷煤氣量～50000Nm3/h），需兩臺干脫設(shè)備同時使用，當設(shè)備運行阻力升高需更換內(nèi)部吸附材料時，無法保證甲醇車間滿負荷穩(wěn)定運行，同時阻力持續(xù)升高情況下，危及車間安全穩(wěn)定運行。

3 改進方式

①在原有干脫塔基礎(chǔ)上進行升級改造，除去常規(guī)使用的活性炭、焦炭等吸附材料，更換為纖維除塵器，利用除霧除塵技術(shù)替代現(xiàn)有活性炭吸附技術(shù)，降低焦爐煤氣中的粉塵、焦油、萘含量;同時增加在線反清洗管線及程序，實現(xiàn)設(shè)備定期自動清洗的功能，確保設(shè)備連續(xù)長期穩(wěn)定運行。吸附原理為：焦爐煤氣進入疏松纖維床，因纖維比表面積大，微小含塵霧滴因擴散作用，與纖維發(fā)生碰撞后反彈，在疏松纖維床空隙中，與其他含塵液滴碰撞吸附增大，增大后的含塵液滴不斷吸附氣體中的微小顆粒，增大至一定程度后形成液流，在重力作用下沿纖維表面并在疏松纖維床的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)作用下形成脫離疏松纖維床流入設(shè)備底部，經(jīng)除霧除塵后的煤氣達到使用要求;

②原干脫纖維床除塵沖洗水為脫鹽水，用水量約0.65m3/h，為提高沖洗效果，減少纖維床粘附萘，增加蒸汽加熱器將沖洗水加熱，水溫控制40～50℃。通過安裝管道將降溫前的精餾殘液作為干脫纖維床除塵沖洗水，每天可實現(xiàn)節(jié)約一次水0.65*24m3=15.6m3及加熱蒸汽5t左右。

4 改造效果及結(jié)論

①煤氣引入除霧除塵器后，含焦油、塵的煤氣在除霧除塵器纖維上被攔截、吸附、聚集成大的含塵液滴，在纖維床導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的作用下流下。凈化后的煤氣含塵量，基本可控制在5mg/Nm3以下，滿足生產(chǎn)需求;

②自干脫塔更換纖維材料，后期生產(chǎn)過程中，未進行內(nèi)部活性炭、吸油劑等吸附材料的更換，大大降低了生產(chǎn)運行成本;

③干脫塔改造完成后，通過近一年的運行跟蹤，精脫硫設(shè)備非計劃更換或倒換頻次明顯減少，大大節(jié)約了生產(chǎn)運行成本，降低了人員勞動強度;

④改造完成后，焦爐氣壓縮機運行情況穩(wěn)定，設(shè)備因煤氣質(zhì)量問題導(dǎo)致的非正常倒機及氣閥更換維修頻次明顯減少。

參考文獻：

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