焦炉煤气副产甲醇系统入加热炉前加装过滤器的必要性分析及初步设计

2019-12-28庞善超刘金丽

煤炭加工与综合利用 2019年6期

庞善超，刘金丽

(1.山东兖矿国际焦化有限公司，山东济宁 272100；2.兖矿煤化工程有限公司，山东邹城 273500)

附有甲醇副产系统的焦化企业均采用方箱式加热炉给介质加热。焦炉煤气从压缩机后入转化炉前的气体成分中含有大量的萘、焦油、粉尘、压缩机油等，容易造成加热炉炉管严重阻塞，平均运行半年系统需停产清理一次。介质经常阻塞炉管，无法保证化工系统安全稳定运行。

1 项目的必要性分析

为保障压缩机后系统，包括加热炉、干法脱硫、转化系统的稳定运行，在压缩机后加过滤器，分离入炉前焦炉气中杂质，是非常必要的，能有效防止焦炉煤气中焦油、煤粉、萘、水等焦质状杂质堵塞加热炉管道。目前，大部分焦化企业化产工段除杂质效果并不理想，导致气柜后端电捕效果较差，大量焦油、煤粉、萘带入后序工段，气体中杂质质量浓度高达48～80 mg/m3。由介质特性决定，会在低温下堵塞设备管道及污染后序工段催化剂，造成生产事故或安全事故，给企业生产带来损失。并且，管道阻塞造成系统阻力增大，需要短期停车消除阻力，浪费大量人力、物力，并造成产品产量降低，生产成本增大。

2 过滤部分初步设计[1]

参考国内多个过滤器制造企业的产品，初步设计过滤器由进气机械分离组件、高效机械丝网分离器、高精密滤芯构成。

2.1 机械分离

焦炉煤气进入设备内部后，顺着管壁向下旋转，在离心力作用下，较大的杂质将被甩至管壁，从而分离出介质中大于150 μm左右的大颗粒杂质。

2.2 丝网分离

当带有粉尘、焦油、萘的气体以一定的速度上升通过丝网时，由于上升的惯性作用，介质与细丝网相互碰撞而被附着在细丝表面，随着附着介质的增多、扩散，其自重力大于上升力，杂质就从丝网上分离下落，实现分离。该丝网采用高精度不锈钢材质，可有效拦截介质中粒径大于50～100 μm的杂质。

2.3 滤芯分离

该步骤主要是过滤分离气体中粒径大于10～50 μm的杂质。该滤芯应采用特殊不锈钢纤维膜，能专门针对焦炉煤气中介质的特殊性，有效拦截介质中焦粉、焦油、萘、水等介质。滤芯表面需经过特殊处理，使拦截在滤芯表面的滤饼容易脱落，确保滤芯长周期运行。

2.4 再生

初始投入系统阻力约为0.002 MPa，随着过滤的进行，精密滤芯及丝网上附着的固体颗粒滤饼层不断增厚，过滤器的过滤阻力会逐渐增大。当设备压差达到0.12 MPa时(此处需根据系统整体压力而定)，需要对滤芯及丝网进行清洗再生。具体步骤如下：

(1)降压：过滤器进出口压降达到设定值后，将设备切出系统，关闭进出口，准备进行反吹操作，丝网和滤芯分开且分区清洗，先对滤芯进行反吹洗后，再对丝网进行清洗。

(2)滤芯部分：由于焦炉气中介质的特殊性，造成滤芯不易清理。为提高滤芯的恢复率，将滤芯分为多个独立的工作区及反吹区域。该部位总共设置相应个数的反吹口，每个反吹口控制一个区域内滤芯。当设备压差达到反吹条件时，滤芯数个区域逐个打开反吹口，进行反吹。

(3)丝网部分：丝网包括上下两部分，上下各有数个反吹口。根据丝网厚度，设置上下反吹口的位置。为确保反吹清洗效果，分区域及上下设反吹口。

(4)反吹操作：当设备压差达到反吹条件后，将设备切出系统，关闭进出口，引入2.0MPa压力蒸气，打开滤芯区域数个反吹口其中一个，采用憋压的方式，即在反吹气达到0.5 MPa压力时，快速打开底部排污口。当泄压完成后，关闭排渣口，继续加压。重复此操作30 min。完成一个区域反洗流程。剩余3个滤芯区域同样采用此操作。当滤芯所有区域全部反吹完毕后，关闭滤芯所有反吹口。打开丝网位置一侧反吹后，继续通过加压反吹0.5 h。完成后，关闭一侧的反吹口，打开另一侧的反吹口，同样操作0.5 h。

(5)经过一段时间使用后(一般情况是系统停车检修时)，要打开入孔，拆出滤芯，对滤芯进行彻底清洗。同时对丝网进行检修清洗，丝网可用清水进行冲洗。在清洗过程中，沉积在罐体底部的渣和废水由排渣口排出。