纖維除塵技術在焦爐煤氣制甲醇中的應用

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。該技術采用纖維除塵器對焦爐煤氣進行過濾除雜質，降低進入系統煤氣中粉塵、焦油及萘等雜質含量，降低甲醇系統設備損壞頻次;設計在線清洗流程，進行纖維除塵器在線清洗，既保證生產連續性，又大大減少了原設計中更換運行材料的費用，降低運行成本。

關鍵詞：纖維床;焦爐煤氣;甲醇;粉塵;清洗

1 引言

根據原料的不同，目前工業甲醇生產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，通過化產系統的除塵、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。自化產氣柜后焦爐煤氣，通過干脫塔裝置處理后，進入甲醇生產系統，經過壓縮、精脫硫轉化、合成精餾，得到滿足GB/T338-2011要求的甲醇。在生產運行過程中，根據干脫運行壓差情況，需要定期進行干脫塔切除處理，更換內部吸附材料，對焦爐煤氣進行凈化過程，確保甲醇系統穩定運行。

本公司采用焦爐煤氣制甲醇的生產工藝，干脫塔設備設計為2臺，一開一備，單臺煤氣處理量為30000Nm3/h，設計形式為四框式干脫塔，內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甲醇生產系統運行過程中，干脫塔運行壓差升高后，需定期進行內部材料更換，增加生產成本;

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

a.干脫塔運行阻力過高，導致進入壓縮機前煤氣壓力低，存在聯鎖停機風險，危及系統安全運行。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（壓力低聯鎖值0.5kPa），對生產安全性造成影響;b.壓縮機氣缸頻繁異常，多次出現打氣量減少、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定生產，且造成大量的電能浪費，生產運行成本升高;c.經干脫塔凈化后煤氣進入精脫硫系統，過濾器、預脫硫槽及預加氫催化劑運行阻力頻繁升高，導致更換及系統清理頻繁。精脫硫系統過濾器、預脫硫槽進出口壓力差設計小于0.1MPa，經數據匯總，改造前，出現多達18次非正常運行壓差升高的情況，導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，后期生產負荷升高情況下（滿負荷煤氣量～50000Nm3/h），需兩臺干脫設備同時使用，當設備運行阻力升高需更換內部吸附材料時，無法保證甲醇車間滿負荷穩定運行，同時阻力持續升高情況下，危及車間安全穩定運行。

3 改進方式

①在原有干脫塔基礎上進行升級改造，除去常規使用的活性炭、焦炭等吸附材料，更換為纖維除塵器，利用除霧除塵技術替代現有活性炭吸附技術，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，實現設備定期自動清洗的功能，確保設備連續長期穩定運行。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流結構作用下形成脫離疏松纖維床流入設備底部，經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，每天可實現節約一次水0.65*24m3=15.6m3及加熱蒸汽5t左右。

4 改造效果及結論

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，在纖維床導流結構的作用下流下。凈化后的煤氣含塵量，基本可控制在5mg/Nm3以下，滿足生產需求;

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

③干脫塔改造完成后，通過近一年的運行跟蹤，精脫硫設備非計劃更換或倒換頻次明顯減少，大大節約了生產運行成本，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定，設備因煤氣質量問題導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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