纤维除尘技术在焦炉煤气制甲醇中的应用

李栋 江福英

摘 要：本文介绍焦炉煤气制甲醇工艺过程中的一种除尘净化技术。该技术采用纤维除尘器对焦炉煤气进行过滤除杂质，降低进入系统煤气中粉尘、焦油及萘等杂质含量，降低甲醇系统设备损坏频次;设计在线清洗流程，进行纤维除尘器在线清洗，既保证生产连续性，又大大减少了原设计中更换运行材料的费用，降低运行成本。

关键词：纤维床;焦炉煤气;甲醇;粉尘;清洗

1 引言

根据原料的不同，目前工业甲醇生产方式主要分为煤制甲醇、天然气制甲醇、焦炉煤气制甲醇三种方式。采用焦化工艺得到的焦炉煤气，其间夹带部分粉尘、焦油、萘、苯、氨等物质，通过化产系统的除尘、除焦油、脱硫、洗脱苯、洗萘等过程，去除大部分的焦油、粉尘、苯、氨、萘等物质。自化产气柜后焦炉煤气，通过干脱塔装置处理后，进入甲醇生产系统，经过压缩、精脱硫转化、合成精馏，得到满足GB/T338-2011要求的甲醇。在生产运行过程中，根据干脱运行压差情况，需要定期进行干脱塔切除处理，更换内部吸附材料，对焦炉煤气进行净化过程，确保甲醇系统稳定运行。

本公司采用焦炉煤气制甲醇的生产工艺，干脱塔设备设计为2台，一开一备，单台煤气处理量为30000Nm3/h，设计形式為四框式干脱塔，内部装填活性炭及吸油剂材料进行焦炉煤气净化处理。

2 运行问题及分析

①甲醇生产系统运行过程中，干脱塔运行压差升高后，需定期进行内部材料更换，增加生产成本;

②夏季煤气指标波动大的情况下，导致甲醇后系统精脱硫多次出现运行阻力升高及压缩机气阀频繁更换等一系列的问题，影响生产运行稳定及生产成本升高，主要问题如下：

a.干脱塔运行阻力过高，导致进入压缩机前煤气压力低，存在联锁停机风险，危及系统安全运行。自气柜供甲醇车间煤气压力约4-6 kPa，煤气进入干脱塔进行净化除杂，运行阻力约1-1.5 kPa，活性炭及吸油剂材料吸附饱和后，压差升高，系统煤气量波动情况下容易造成进压缩机前煤气压力低（压力低联锁值0.5kPa），对生产安全性造成影响;b.压缩机气缸频繁异常，多次出现打气量减少、振动值升高以及压缩机异响等情况。严重情况下压缩机非计划性倒机检查更换气阀，共计8次，严重影响了车间的稳定生产，且造成大量的电能浪费，生产运行成本升高;c.经干脱塔净化后煤气进入精脱硫系统，过滤器、预脱硫槽及预加氢催化剂运行阻力频繁升高，导致更换及系统清理频繁。精脱硫系统过滤器、预脱硫槽进出口压力差设计小于0.1MPa，经数据汇总，改造前，出现多达18次非正常运行压差升高的情况，导致车间催化剂实际费用超过计划费用约150万元，造成大量人力、财力浪费;

③单台干脱塔煤气处理量为30000Nm3/h，后期生产负荷升高情况下（满负荷煤气量～50000Nm3/h），需两台干脱设备同时使用，当设备运行阻力升高需更换内部吸附材料时，无法保证甲醇车间满负荷稳定运行，同时阻力持续升高情况下，危及车间安全稳定运行。

3 改进方式

①在原有干脱塔基础上进行升级改造，除去常规使用的活性炭、焦炭等吸附材料，更换为纤维除尘器，利用除雾除尘技术替代现有活性炭吸附技术，降低焦炉煤气中的粉尘、焦油、萘含量;同时增加在线反清洗管线及程序，实现设备定期自动清洗的功能，确保设备连续长期稳定运行。吸附原理为：焦炉煤气进入疏松纤维床，因纤维比表面积大，微小含尘雾滴因扩散作用，与纤维发生碰撞后反弹，在疏松纤维床空隙中，与其他含尘液滴碰撞吸附增大，增大后的含尘液滴不断吸附气体中的微小颗粒，增大至一定程度后形成液流，在重力作用下沿纤维表面并在疏松纤维床的导流结构作用下形成脱离疏松纤维床流入设备底部，经除雾除尘后的煤气达到使用要求;

②原干脱纤维床除尘冲洗水为脱盐水，用水量约0.65m3/h，为提高冲洗效果，减少纤维床粘附萘，增加蒸汽加热器将冲洗水加热，水温控制40～50℃。通过安装管道将降温前的精馏残液作为干脱纤维床除尘冲洗水，每天可实现节约一次水0.65*24m3=15.6m3及加热蒸汽5t左右。

4 改造效果及结论

①煤气引入除雾除尘器后，含焦油、尘的煤气在除雾除尘器纤维上被拦截、吸附、聚集成大的含尘液滴，在纤维床导流结构的作用下流下。净化后的煤气含尘量，基本可控制在5mg/Nm3以下，满足生产需求;

②自干脱塔更换纤维材料，后期生产过程中，未进行内部活性炭、吸油剂等吸附材料的更换，大大降低了生产运行成本;

③干脱塔改造完成后，通过近一年的运行跟踪，精脱硫设备非计划更换或倒换频次明显减少，大大节约了生产运行成本，降低了人员劳动强度;

④改造完成后，焦炉气压缩机运行情况稳定，设备因煤气质量问题导致的非正常倒机及气阀更换维修频次明显减少。

参考文献：

[1]李建锁，王宪贵，王晓琴.焦炉煤气制甲醇技术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2]张庆庚.焦炉煤气制甲醇技术的现状及发展[J].化工催化剂及甲醇技术，2008.

[3]周敏，王泉清，马名杰.焦化工艺学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2011.