焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)甲醇系統(tǒng)入加熱爐前加裝過濾器的必要性分析及初步設(shè)計(jì)

龐善超，劉金麗

(1.山東兗礦國(guó)際焦化有限公司，山東 濟(jì)寧 272100；2.兗礦煤化工程有限公司，山東 鄒城 273500)

附有甲醇副產(chǎn)系統(tǒng)的焦化企業(yè)均采用方箱式加熱爐給介質(zhì)加熱。焦?fàn)t煤氣從壓縮機(jī)后入轉(zhuǎn)化爐前的氣體成分中含有大量的萘、焦油、粉塵、壓縮機(jī)油等，容易造成加熱爐爐管嚴(yán)重阻塞，平均運(yùn)行半年系統(tǒng)需停產(chǎn)清理一次。介質(zhì)經(jīng)常阻塞爐管，無法保證化工系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 項(xiàng)目的必要性分析

為保障壓縮機(jī)后系統(tǒng)，包括加熱爐、干法脫硫、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在壓縮機(jī)后加過濾器，分離入爐前焦?fàn)t氣中雜質(zhì)，是非常必要的，能有效防止焦?fàn)t煤氣中焦油、煤粉、萘、水等焦質(zhì)狀雜質(zhì)堵塞加熱爐管道。目前，大部分焦化企業(yè)化產(chǎn)工段除雜質(zhì)效果并不理想，導(dǎo)致氣柜后端電捕效果較差，大量焦油、煤粉、萘帶入后序工段，氣體中雜質(zhì)質(zhì)量濃度高達(dá)48～80 mg/m3。由介質(zhì)特性決定，會(huì)在低溫下堵塞設(shè)備管道及污染后序工段催化劑，造成生產(chǎn)事故或安全事故，給企業(yè)生產(chǎn)帶來損失。并且，管道阻塞造成系統(tǒng)阻力增大，需要短期停車消除阻力，浪費(fèi)大量人力、物力，并造成產(chǎn)品產(chǎn)量降低，生產(chǎn)成本增大。

2 過濾部分初步設(shè)計(jì)[1]

參考國(guó)內(nèi)多個(gè)過濾器制造企業(yè)的產(chǎn)品，初步設(shè)計(jì)過濾器由進(jìn)氣機(jī)械分離組件、高效機(jī)械絲網(wǎng)分離器、高精密濾芯構(gòu)成。

2.1 機(jī)械分離

焦?fàn)t煤氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部后，順著管壁向下旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，較大的雜質(zhì)將被甩至管壁，從而分離出介質(zhì)中大于150 μm左右的大顆粒雜質(zhì)。

2.2 絲網(wǎng)分離

當(dāng)帶有粉塵、焦油、萘的氣體以一定的速度上升通過絲網(wǎng)時(shí)，由于上升的慣性作用，介質(zhì)與細(xì)絲網(wǎng)相互碰撞而被附著在細(xì)絲表面，隨著附著介質(zhì)的增多、擴(kuò)散，其自重力大于上升力，雜質(zhì)就從絲網(wǎng)上分離下落，實(shí)現(xiàn)分離。該絲網(wǎng)采用高精度不銹鋼材質(zhì)，可有效攔截介質(zhì)中粒徑大于50～100 μm的雜質(zhì)。

2.3 濾芯分離

該步驟主要是過濾分離氣體中粒徑大于10～50 μm的雜質(zhì)。該濾芯應(yīng)采用特殊不銹鋼纖維膜，能專門針對(duì)焦?fàn)t煤氣中介質(zhì)的特殊性，有效攔截介質(zhì)中焦粉、焦油、萘、水等介質(zhì)。濾芯表面需經(jīng)過特殊處理，使攔截在濾芯表面的濾餅容易脫落，確保濾芯長(zhǎng)周期運(yùn)行。

2.4 再生

初始投入系統(tǒng)阻力約為0.002 MPa，隨著過濾的進(jìn)行，精密濾芯及絲網(wǎng)上附著的固體顆粒濾餅層不斷增厚，過濾器的過濾阻力會(huì)逐漸增大。當(dāng)設(shè)備壓差達(dá)到0.12 MPa時(shí)(此處需根據(jù)系統(tǒng)整體壓力而定)，需要對(duì)濾芯及絲網(wǎng)進(jìn)行清洗再生。具體步驟如下：

(1)降壓：過濾器進(jìn)出口壓降達(dá)到設(shè)定值后，將設(shè)備切出系統(tǒng)，關(guān)閉進(jìn)出口，準(zhǔn)備進(jìn)行反吹操作，絲網(wǎng)和濾芯分開且分區(qū)清洗，先對(duì)濾芯進(jìn)行反吹洗后，再對(duì)絲網(wǎng)進(jìn)行清洗。

(2)濾芯部分：由于焦?fàn)t氣中介質(zhì)的特殊性，造成濾芯不易清理。為提高濾芯的恢復(fù)率，將濾芯分為多個(gè)獨(dú)立的工作區(qū)及反吹區(qū)域。該部位總共設(shè)置相應(yīng)個(gè)數(shù)的反吹口，每個(gè)反吹口控制一個(gè)區(qū)域內(nèi)濾芯。當(dāng)設(shè)備壓差達(dá)到反吹條件時(shí)，濾芯數(shù)個(gè)區(qū)域逐個(gè)打開反吹口，進(jìn)行反吹。

(3)絲網(wǎng)部分：絲網(wǎng)包括上下兩部分，上下各有數(shù)個(gè)反吹口。根據(jù)絲網(wǎng)厚度，設(shè)置上下反吹口的位置。為確保反吹清洗效果，分區(qū)域及上下設(shè)反吹口。

(4)反吹操作：當(dāng)設(shè)備壓差達(dá)到反吹條件后，將設(shè)備切出系統(tǒng)，關(guān)閉進(jìn)出口，引入2.0MPa壓力蒸氣，打開濾芯區(qū)域數(shù)個(gè)反吹口其中一個(gè)，采用憋壓的方式，即在反吹氣達(dá)到0.5 MPa壓力時(shí)，快速打開底部排污口。當(dāng)泄壓完成后，關(guān)閉排渣口，繼續(xù)加壓。重復(fù)此操作30 min。完成一個(gè)區(qū)域反洗流程。剩余3個(gè)濾芯區(qū)域同樣采用此操作。當(dāng)濾芯所有區(qū)域全部反吹完畢后，關(guān)閉濾芯所有反吹口。打開絲網(wǎng)位置一側(cè)反吹后，繼續(xù)通過加壓反吹0.5 h。完成后，關(guān)閉一側(cè)的反吹口，打開另一側(cè)的反吹口，同樣操作0.5 h。

(5)經(jīng)過一段時(shí)間使用后(一般情況是系統(tǒng)停車檢修時(shí))，要打開入孔，拆出濾芯，對(duì)濾芯進(jìn)行徹底清洗。同時(shí)對(duì)絲網(wǎng)進(jìn)行檢修清洗，絲網(wǎng)可用清水進(jìn)行沖洗。在清洗過程中，沉積在罐體底部的渣和廢水由排渣口排出。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

經(jīng)過在加熱爐前加兩臺(tái)過濾器，采取并聯(lián)方式，能有效過濾入加熱爐前雜質(zhì)，防止焦?fàn)t煤氣中焦油、煤粉、萘、水等焦質(zhì)狀雜質(zhì)堵塞加熱爐管道。