S Zorb裝置金屬粉末濾芯再生技術(shù)

蔡松濤

(中國(guó)石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510726)

1 存在的問(wèn)題

S Zorb裝置是目前生產(chǎn)清潔汽油的主體單元，生產(chǎn)流程中需使用大量的過(guò)濾器。這些過(guò)濾器擔(dān)負(fù)著反應(yīng)和再生系統(tǒng)的氣固分離任務(wù)，過(guò)濾精度要求達(dá)到1.3 μm。由于過(guò)濾介質(zhì)中吸附劑顆粒極小，即使在有反吹系統(tǒng)的條件下也無(wú)法100%恢復(fù)過(guò)濾性能，因此其運(yùn)行周期無(wú)法達(dá)到煉廠(chǎng)3 a或4 a一大修的要求。

從國(guó)內(nèi)數(shù)套S Zorb裝置的運(yùn)行情況分析，裝置關(guān)鍵設(shè)備反應(yīng)器過(guò)濾器ME101，無(wú)論使用進(jìn)口濾芯還是國(guó)產(chǎn)濾芯，在裝置運(yùn)行負(fù)荷僅達(dá)到公稱(chēng)規(guī)模90%的情況下，尚沒(méi)有可以連續(xù)運(yùn)行3 a的裝置。部分長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行的裝置(如某煉油廠(chǎng)的S Zorb裝置長(zhǎng)期在60%負(fù)荷下運(yùn)行)可連續(xù)運(yùn)行4 a，但此類(lèi)裝置不具備普遍意義。

目前維持裝置運(yùn)行的方法是定期更換濾芯。對(duì)于反應(yīng)器過(guò)濾器ME101，以150萬(wàn)t/a的S Zorb裝置為例，更換一套新濾芯的成本約300萬(wàn)元，裝置國(guó)產(chǎn)化以后，其成本仍需200多萬(wàn)元，在裝置維修成本中占了較大一部分。因此，開(kāi)發(fā)出一種再生方法，使已失效的濾芯再次恢復(fù)過(guò)濾功能，從而循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)約裝置運(yùn)行成本的目的，具有極其重要的意義。

2 對(duì)策與措施

該課題研究開(kāi)發(fā)的濾芯再生技術(shù)，主要是針對(duì)粉末燒結(jié)濾芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)物理和化學(xué)再生方法，破壞永久濾餅，去除濾材表層和內(nèi)部孔隙的吸附劑顆粒，恢復(fù)過(guò)濾性能。因未改變?yōu)V芯的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，所以過(guò)濾精度保持不變，仍為1.3 μm。同等條件下，再生后濾芯的流通量超過(guò)新濾芯的90%。主要對(duì)策如下：

1) 外觀(guān)檢查

外觀(guān)檢查主要是檢查濾芯表面搭橋情況，剔除已經(jīng)損傷的濾芯。當(dāng)搭橋比較嚴(yán)重時(shí)，后續(xù)的物理和化學(xué)再生處理則需加強(qiáng)，否則無(wú)法到達(dá)預(yù)期效果。

2) 物理再生

物理再生的目的是清除濾芯表面浮灰和濾餅【1】，措施如下：

a) 清水測(cè)試。測(cè)試每一根濾芯的原始流通量，同時(shí)從內(nèi)部沖擊下來(lái)盡量多的松散吸咐劑。

b) 復(fù)合溶劑處理。濾芯浸沒(méi)在溶劑中加熱并伴有合適時(shí)間的超聲波振動(dòng)。經(jīng)此處理后，可清除表面濾餅，并可見(jiàn)金屬光澤。初步處理后的濾芯見(jiàn)圖1。

c) 萃取處理

濾芯浸泡于萃取溶劑中加熱，并伴有合適時(shí)間的超聲波振動(dòng)。

經(jīng)上述物理再生后，濾芯表面和內(nèi)部的濾芯可得到部分清除，過(guò)濾性能得到初步恢復(fù)。清水通量試驗(yàn)直觀(guān)效果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，再生后的濾芯有成股的水流流出。

圖1 初步處理后的濾芯

圖2 物理再生后的濾芯流通情況

3) 化學(xué)再生

對(duì)于已進(jìn)入到濾材內(nèi)部孔隙中的顆粒，用物理再生的方法已無(wú)法處理，需采用化學(xué)再生的辦法。

該步驟中主要使用弱酸溶液和絡(luò)合離子溶液浸泡清洗。濾芯分兩步分別浸泡在弱酸溶液和絡(luò)合離子溶液中加熱，同時(shí)伴有超聲振動(dòng)。溶劑吸附濾芯孔隙中的顆粒并使其從濾芯組織上脫離，同時(shí)對(duì)溶液進(jìn)行持續(xù)過(guò)濾，去除溶劑中的顆粒物。最后將濾芯放入到還原爐燒結(jié)，設(shè)定還原溫度為450～700 ℃， 并控制合適的升溫、 降溫程序。該燒結(jié)程序和新濾芯的燒結(jié)程序基本相同， 保證再生后的濾芯組織結(jié)構(gòu)和新濾芯相同。經(jīng)化學(xué)再生后， 流通效果基本可以達(dá)到預(yù)期的再生效果， 如圖3所示， 清水測(cè)試已經(jīng)可以形成均勻的水簾。

圖3 化學(xué)再生后的流通效果

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)

為檢驗(yàn)再生效果，并對(duì)比不同再生步驟的效果，隨機(jī)抽取10根濾芯，在上述再生步驟之后各進(jìn)行一次流通量測(cè)試，其中1根濾芯的測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

1) 清水測(cè)試

表1～表3為該濾芯在各再生步驟的性能指標(biāo)。從表1～表3可知在測(cè)定的壓力下，濾芯經(jīng)過(guò)再生處理，其流通性能逐漸恢復(fù)，再生結(jié)果基本符合預(yù)期。

表1 未處理的濾芯性能測(cè)試

2) 2種濾芯在氣體下的性能測(cè)試

該方法測(cè)試全部濾芯的流通性能。方法為給定不同的風(fēng)壓，測(cè)量在該風(fēng)壓下氣體經(jīng)過(guò)濾芯的流通量，同時(shí)檢測(cè)20根全新的濾芯，與再生后濾芯進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，再生后的濾芯過(guò)濾性能得到恢復(fù)，流通量超過(guò)新濾芯的90%，如圖4所示。

圖4 2種濾芯的氣體通量測(cè)試

表2 物理再生后的性能測(cè)試

表3 化學(xué)再生后的性能測(cè)試

4 結(jié)論

該種濾芯再生技術(shù)，通過(guò)物理和化學(xué)再生方法， 破壞永久濾餅， 去除濾材表層和內(nèi)部孔道的吸附劑顆粒， 恢復(fù)其過(guò)濾性能。再生后濾芯的過(guò)濾精度仍保持1.3 μm， 流通量超過(guò)新濾芯的90%。