超重力除塵系統(tǒng)工藝優(yōu)化研究

郝金鋼

(山西省汾陽市三泉鎮(zhèn)五麟公司，山西 汾陽 032200)

引 言

山西焦煤集團五麟煤焦開發(fā)有限責任公司是國有控股企業(yè)，公司注冊資金150 443萬元，現(xiàn)有一期100萬t/a焦化項目以及10萬t/a甲醇項目，為改善入氣柜的焦爐煤氣的質(zhì)量，在2018年10月16日，對超重力除塵系統(tǒng)進行了試車，并投入運行。

根據(jù)廠化驗數(shù)據(jù)，進氣柜焦爐氣量為30 000 m3/h，氣體壓力為7 kPa，焦油質(zhì)量濃度<10 mg/m3，粗苯質(zhì)量濃度<3 000 mg/m3，萘質(zhì)量濃度<70 mg/m3。通過一段時間監(jiān)護運行后，發(fā)現(xiàn)本套裝置處理雜質(zhì)的能力并不理想，結(jié)合數(shù)據(jù)對影響除塵效果的因素進行全面分析，并向相關(guān)方面的專家請教，進行技術(shù)改造，最終使本套裝置發(fā)揮了應(yīng)有的作用。

1 超重力除塵系統(tǒng)工藝流程

由焦化送至甲醇的焦爐煤氣，經(jīng)過超重力除塵系統(tǒng)的填料床后，進入氣柜的進氣水封房，分離掉煤氣中的下液后，進入濕式氣柜，后經(jīng)出口水封，被送往壓縮工段進行后續(xù)生產(chǎn)。旋轉(zhuǎn)填料床由磁傳動器帶動旋轉(zhuǎn)采用塑料鮑爾環(huán)，具有通量大、阻力小、分離效率高的特點[1-2]。煤氣中的雜質(zhì)通過沖洗水進行分離。具體工藝流程見第114頁圖1。

2 影響除塵效果因素

2.1 循環(huán)水水質(zhì)

原設(shè)計沖洗水采用的是新鮮水，每小時需要約30 m3的水量，這部分水在經(jīng)過除塵機之后，不符合節(jié)約環(huán)保的要求。考慮到甲醇現(xiàn)有的污水處理站的調(diào)節(jié)池進水量大約在40 m3/h，可以滿足除塵系統(tǒng)水量需求，我們在調(diào)節(jié)池安裝了兩臺自吸泵，往除塵機送循環(huán)水，水質(zhì)成分見表1。

表1 循環(huán)水泵相關(guān)參數(shù)

表2 循環(huán)水水質(zhì)成分

由表2可以看出，循環(huán)水水質(zhì)偏酸性，油含量較大，直接進入超重機，很容易使填料結(jié)垢，所以我們從水質(zhì)改善方面入手，解決除塵系統(tǒng)效率低的問題，分為以下幾個步驟[3]。

1) 在調(diào)節(jié)池中加入工業(yè)堿，利用中和作用，將循環(huán)水的PH調(diào)至7～9之間，使其偏堿性，以對于煤氣中的酸性成分產(chǎn)生一定作用。

2) 循環(huán)水中的油類物質(zhì)較多，為此，在循環(huán)水中同時加入了破乳劑和絮凝劑(主要為聚丙烯酰胺)，并由刮渣機將析出的油泥進行導出。

3) 在循環(huán)水使用前，設(shè)計了過濾器，內(nèi)裝石英砂及活性炭，從而除去水中的SS、CODcr等雜質(zhì)。

表3 改造后循環(huán)水水質(zhì)成分

2.2 循環(huán)水流量

設(shè)備運行過程中，循環(huán)水流量一直保持在30 m3/h的高位運行，不僅造成除塵機磁傳動器負荷較重，并且煤氣中的帶水量明顯增加，對后續(xù)工藝影響較大，考慮到實際工況，在氣量一定的條件下，我們按照5 m3/h幅度逐步降低循環(huán)水的流量，試驗數(shù)據(jù)見表4。

圖1 超重力系統(tǒng)工藝流程圖

水量/m3·h-13025201510氨45.2240.7835.6138.4937.82苯2.781.561.231.281.37焦油1.921.49未檢出1.191.55萘53.1426.47未檢出17.4818.56排水頻次/天129854

由表4可以看出，循環(huán)水流量控制在20 m3/h，雜質(zhì)的脫除效果比較理想，當水量再降低時，雜質(zhì)含量很難再降低。另外氣柜排水的頻次也相應(yīng)的降低，所以我們在實際生產(chǎn)中，一般將水量控制在18 m3/h～21 m3/h。水量達到30 m3/h時，循環(huán)水泵基礎(chǔ)震動大，并且聯(lián)軸器梅花墊的使用周期明顯縮短[4-5]。

2.3 磁傳動器頻率

超重力除塵機去除雜質(zhì)的能力也與磁傳動器的頻率有關(guān)，但是，是否頻率越大，除塵效果越好？實驗中，選定相對穩(wěn)定的煤氣層和合適的水量，通過改變磁傳動器的頻率，觀察數(shù)據(jù)變化。廠家給定的頻率范圍為10 Hz～25 Hz,故我們的頻率幅度為3 Hz,在接近最大頻率，幅度為2 Hz，實驗結(jié)果見表5。

通過化驗數(shù)據(jù)，可以看出，頻率達到19 Hz時，超重機的除塵效果達到基本要求，繼續(xù)調(diào)高，指標變化不是特別明顯，當頻率達到23 Hz～25 Hz時，我們發(fā)現(xiàn)電機表面溫度比較高，而且磁傳動器的皮帶振幅有了明顯增大現(xiàn)象。

表5 頻率對除塵效果的影響

3 結(jié)論

煤氣質(zhì)量改善是許多化工生產(chǎn)企業(yè)的難題，不僅影響到產(chǎn)量，也影響到安全，本文對超重力除塵系統(tǒng)的工藝流程進行了介紹，并且羅列了實際應(yīng)用中遇到的難題，也給出了相應(yīng)的解決方案作為參考，通過實驗數(shù)據(jù)可以看出水質(zhì)得到改善，水量控制在18 m3/h～21 m3/h，頻率達到19 Hz時，超重機脫除雜質(zhì)的能力比較理想，由于實驗條件有限，大量的數(shù)據(jù)需要在實踐中逐步積累、分析，才能制定出更加科學合理的工藝指標。