超重力湿法除尘装置在西山煤电五麟公司的应用

2019-03-28崔广亮

山西化工 2019年1期

崔广亮

(山西焦煤五麟公司，山西汾阳 032200)

引言

当前我国独立炼焦厂可生产大量的焦炉煤气，焦炉煤气的利用非常广泛，但是，焦炉煤气含有大量杂质，主要包括粉尘、焦油、粗苯、萘等，对其利用前必须进行除尘处理。超重力湿法除尘装置是将离心沉降、过滤、机械旋转碰撞捕获及扩散、水膜等多种除尘机理集于一体的除尘设备，该装置在焦炉煤气除尘中应用非常广泛，除尘效果也较好，总除尘效率一般在90%以上。超重力湿法除尘装置设备比较轻便，因此用于基建的费用相对较少；除尘效率与高效文丘里洗涤器相当，平均压降仅为1/6，能耗仅为17%。本文针对西山煤电五麟公司焦化厂生产焦炉煤气采用超重力湿法除尘工艺进行实践应用研究。

1 工程概况

西山煤电五麟公司焦化厂的生产工艺过程中，在焦炉煤气进入气柜的过程中煤气中含有粉尘、焦油等杂物。该含杂物的气体进入到气柜后，会导致压缩机活门因堵塞而产生故障，不得不停机停产进行检修，严重影响了焦化厂的生产效率。尽管公司采取了各种除尘技术措施，但是除尘效果仍然不佳。因此，决定采用先进的超重力湿法深度除尘装置来进行除尘处理。该超重力湿法除尘装置安装在焦炉煤气进入气柜的过程中，利用超重力旋转填料床湿法高效除尘技术将煤气中的粉尘、焦油等杂物进一步脱除净化，以解决后续压缩机活门经常堵塞而导致停产的难题，实现煤气压缩机的长期稳定运行。

焦化厂主要工艺条件：气量：30 000 m3/h；气体温度：0 ℃～60 ℃；气体压力：7 kPa。煤气中杂质情况：ρ(焦油)<10 mg/m3，ρ(粗苯)<3 000 mg/m3，ρ(萘)<70 mg/m3，含尘量：10 mg/m3～50 mg/m3。根据公司要求，在该工艺生产及工况要求下，焦油和灰尘的总体脱除率需≥80%，气相压降≤1 500 Pa。

2 超重力湿法除尘的机制分析

超重力湿法除尘机制见图1旋转床的结构示意图。旋转填料床是超重力技术的核心装置，其利用电机高速旋转产生的离心力模拟超重力，使进入床体的液体受到填料的高剪切作用而快速分散成液滴、液丝和液膜，增大了气-液接触面积，极大的强化了气-液、液-液等体系的传质过程，也可用于强化气-固、液-固等体系的分离过程，效果显著[1-2]。

图1 旋转床粒子捕集机制示意图

含尘气体进入旋转填料床后，首先,受到离心力的作用，由于气体和尘粒的密度不同，较大的尘粒具有更大动能，脱离气体运行轨迹，被甩向旋转床器壁而随水流排出;高速旋转的填料使液体分散成细小的液滴、液膜，增大了与含尘气体的接触面积，与气体中未被捕集的粉尘颗粒发生碰撞，依靠惯性碰撞、拦截和尘粒自身的布朗扩散运动作用将尘粒捕集，随后集中从液体出口流出，这样就极大地避免了粉尘的再次飞扬[3]。

图2 工艺流程及主体设备示意图

3 超重力湿法除尘工艺方案设计

3.1 工艺方案

焦炉煤气超重力湿法深度除尘工艺流程如图2所示。经脱硫等工序来的含有少量杂质的煤气经超重力旋转填料床侧面的进气口A(DN800)进入超重力旋转填料床内，自下而上通过高速旋转的填料层；吸收液(水)由超重力旋转填料床液体进口B(DN80)进入超重力旋转填料床，经液体分布器分散在填料内缘处，在强大的超重力作用下，液体在填料层内被粉碎成液滴、液丝及附着在填料表面上的液膜。气液两相在高湍动、大相界面及相界面高速更新的情况下完成吸收液对煤气的除尘净化作用；净化后气体经超重力旋转填料床上部的除雾段除雾后，由设备顶部的气体出口D(DN800)离开进入气柜。完成净化作用后的吸收液由设在超重力旋转填料床的液体出口E(DN100)排出，经U型液封后去污水处理系统[4-6]。

为防止超重力旋转填料床运转过程中产生的振动远传，在超重力旋转填料床气、液进出口管路均设置有软连接装置。

为防止泄漏及保证设备长期平稳运行，超重力旋转填料床采用磁力驱动装置，运行过程中需冷却水，水量约为50 L·h-1·台-1，温度为常温，压力为常压，连接管路为4分管。