改良粗煤气的除尘装备,离开第二换热器的粗煤气进入预变炉,为使生产连续进行,每个系列设有2台并联的预变炉,在一台变换炉再生时,另一台可继续操作,在生产甲醇时,可以将经过预变后的粗煤气直接通过后续工段,而在生产城市煤气时,则送入主变炉进行进一步变换。离开主变炉的变换气依次进入第二换热器壳程、第一换热器壳程与粗煤气换热,降低温度后送往粗煤气冷却工段,在第二换热器的变换器出口管与第一换热器变换气出口管之间设有一副线,用来调节进入预变炉的粗煤气的温度。 存在的问题通过几年的生产实践,发现工艺上存在着两个问题制约着生产的长期稳定运行,一个是E01/02换热器管程经常堵塞,造成频繁检修,增加了运营成本;另一个是预变炉触媒活性降低,触媒寿命缩短,消耗量大,更换频率高,煤气成本提高。分析原因,主要是原工艺设计煤气进入径流洗涤器时,用酚水将煤气中夹带的粉尘、焦油除去,实际上洗涤效果不好,大部分粉尘颗粒、焦油被带到后面,在换热器列管内及预变炉催化剂床层聚集,造成换热器堵塞和催化剂活性降低。 改进方案经过分析,确定了在径流洗涤器后加旋风过滤器和高效气体过滤器装置,采用旋风分离器与高效气体过滤器两级串联净化方式,可以达到净化粗煤气中粉尘和焦油的目的。旋风分离器分离机理是依靠离心力,使粗煤气中一定粒径的粉尘、焦油粒团沉降下来,更细小粒径的微粒团由高效气体过滤器滤除。高效过滤器采用具有强吸附能力的特制的高温纤维作为滤料,可以捕集2μm以上的微粒,具有很高的吸附效率和流通能力。 旋风分离器的设计每系列按60000m3/h计算,在压力为2.75MPa、温度为180时,煤气流量Q为3124m3/h(换算到实际状态)。根据一般规则,旋风分离器进口气速为25m/s,选用标准型旋风分离器,主体的上部为筒体,下部为圆锥体,筒体上装有与其相切的矩形进气管和顶盖,筒体内装有排气管,底部有排灰口。 粗煤气流由进气管以切线方向进入旋风分离器,首先在器壁与排气管间的圆环内形成一个向下旋转运动的外旋气流,当外旋气流到达器底以后,折而向上形成一个向上旋转运动的内层气流,由排气管排出。外旋气流中颗粒在离心力的作用下被甩向器壁,与器壁相撞后,沿器壁落至锥底的排灰口,内旋气流中的残存的尘粒由于离心力的作用被抛入外旋气流中,内旋气流对除尘也有积极作用。有资料显示,旋风分离器内部压力分布有着一定的规律性,容器器壁附近压力最大,仅稍低于进口处的压力,往中心压力逐渐降低,在轴芯附近成为负压。低气压的气芯由排气管入口一直延伸到排灰口,因此即使旋风分离器在正压下操作,如果排灰口和灰斗密封不良,空气将被吸入,而使被捕集的粉尘再次扬起,卷入到净化的气流中,严重地降低了分离效率。 结论从理论上估算,旋风分离器对微粒团直径大于12μm的颗粒可以除去,小于12μm的微粒团可以由过滤器滤除,改造后,从设备运行的效果看,基本达到了目的,在旋风分离器出灰口,排除了大量的粉尘和焦油,高效过滤器的滤层上也捕集下许多杂质,换热器的检修周期延长了,预变炉触媒的使用寿命也超过了设计期限。