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66燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesSep.2023Vol.54 No.5纤维床除尘除雾器在煤气净化领域的应用陈彦汀牛鑫刘建宇何阳关俊果（河南中鸿集团煤化有限公司，平顶山467045）摘要：纤维床除尘除雾器能够去除焦炉煤气中的焦油、粉尘、萘等物质。具有脱除效率高、维护方便等特点，解决了传统设备脱除效率低、吸附剂更换频繁、更换困难等问题，减少了 COG 净化不完全造成的压缩机故障和气阀清洗频率。关键词：纤维床除尘除雾器；焦炉煤气；焦炭；油；萘中图分类号：TQ546.5文献标识码：B文章编号：1001-3709（2023）05-0066-03Application of fiber bed dust&mist catcher in gas treatmentChen Yanting Niu Xin Liu Jianyu He Yang Guan Junguo（Henan Zhonghong Group Coal Chemical Co.，Ltd.，Pingdingshan 467045，China）Abstract:The fibre bed dust and mist eliminator is capable of removing tar，dust，naphthalene and other substances from coke oven gas.It is characterized with high removal efficiency and easy maintenance，solution to low removal efficiency，frequent adsorbent replacing and difficulty in replacing the conventional equipment.It also minimizes compressor failures caused by incomplete COG purification as well as the frequency of air valve cleaning.Key words:Fiber bed dust&mist catcher；Coke oven gas；Coke；Oil；Naphthalene引言传统焦炉煤气制甲醇工艺通常采用焦炭吸附式脱油脱萘器对煤气进行深度净化，利用焦炭多气孔（显气孔率达45%50%）的特性对焦油和萘进行吸附，达到脱除煤气中杂质的目的。因焦炭吸附剂对油和萘的载量低，使用周期仅为5个月，因此需要频繁进行更换。在使用焦炭进行吸附后期，脱油脱萘器阻力上升较快，脱附效率大幅降低，严重影响后续设备的经济运行，大幅降低脱油剂、脱硫剂的使用寿命。纤维床除尘除雾器1-2是国际上广泛采用的一种高效除尘除雾设备。与粒状过滤材料相比，纤维过滤材料的比表面积更大，可通过更大的接触面来吸附和截留悬浮物。纤维床除尘除雾器在过滤时能够实现密度调节，或采用沿介质流向过滤孔径逐渐变小的过滤方式极大程度地实现深层过滤。在油水分离设备中使用纤维床分离工艺，可实现水相含油量 5 mg/L，悬浮物含量 5 mg/L，粒径2 m的高精度处理；且纤维床除尘除雾器吸附材料使用周期可达10年，具有使用效果好、易维护、寿命长的特点。中鸿煤化公司通过工艺改进，其使用的气相纤维床除尘除雾器分离精度可达到110 m。含雾气体由一侧进入，雾粒被阻留在纤维中。杂质液滴增大后，能顺着吹过的气流在重力作用下汇集至排液管处流出，从而达到气液分离的目的。在一定的气体流速下，当纤维的持液量积累到一定值时，所捕集的“雾”量和排出的液量达到平衡，纤维床除尘除雾器便稳定在此工况下连续运行。1装置流程及其问题焦炉煤气经化产系统预处理后，仍含有少量的焦油、尘、萘等杂质，此部分杂质颗粒度较小，以乳化态存在，难以脱除。原工艺条件下，化产系收稿日期：2022-03-03作者简介：陈彦汀（1988-），男，工程师67燃 料 与 化 工Fuel&Chemical Processes2023 年 9 月第 54 卷第 5 期统脱硫后的焦炉煤气进入甲醇系统脱油脱萘器（一开一备），煤气低进高出，利用焦炭的吸附性能吸附煤气中的焦油、尘和萘，使出口煤气焦油含量1 mg/Nm3、萘含量20 mg/Nm3（进口煤气焦油含量100 mg/Nm3，萘含量500 mg/Nm3）。被吸附杂质后的煤气进入煤气柜，依次经煤气压缩机加压、冷却、过滤后进入精脱硫工序。脱油脱萘器内可装填的焦炭吸附容量有限，且存在装填体积过大、净化不彻底的问题。设备中的焦油、萘易饱和，需频繁更换焦炭吸附剂，增大了人工劳动强度；且焦炉煤气中的杂质进入压缩机后沉积在进口阀片、压缩机出口水冷器管壁上，严重影响压缩机的工作效率。另一方面，焦炭在使用后期产生的阻力较高，严重影响煤气输送能力，影响了整个工序的生产负荷。为达到压力损失最小，该公司调研分析并改进了纤维床除尘除雾技术，有效地解决了焦炉煤气制甲醇气体净化难度大的共性问题。2纤维床除尘除雾技术应用中鸿煤化公司于2021年3月将焦炭吸附脱油脱萘工艺升级为纤维床除尘除雾工艺。纤维床除尘除雾技术工作原理是：因纤维比表面积大，增大了焦炉煤气中含尘雾滴与其他尘液滴的碰撞机会，微小含尘雾滴与纤维发生碰撞后反弹，雾滴增大至一定程度后在重力的作用下脱离纤维表面，实现煤气中尘、雾等杂质的分离。为解决焦油、尘和萘结晶沉积引起除尘除雾器压降增大的问题，需要对除尘除雾系统进行定期冲洗。冲洗系统采用间歇式操作，定期冲洗可有效防止除尘除雾器组件压降增大。冲洗水源为甲醇残液汽提水。2.1纤维床除尘除雾技术优点（1）纤维床除尘除雾器采用新型工程塑料制作，表面进行含氟改性，具有高憎水特性，液滴易于聚集倍增，整体材质耐腐蚀性强。（2）定时冲洗装置，防止压差增大。纤维床实际压降为300500 Pa，与原焦炭吸附工艺阻力12 kPa相比，降阻明显。（3）选用焦炉煤气制甲醇生产中的汽提水作为冲洗用水，水温适宜，且具有亲油能力，反洗效果好。（4）结合装置结构，床层采用多个纤维过滤单元，通过对纤维床组件尺寸、形状的设计，保证了脱油脱萘效果，降低了进出塔气体压差。（5）利用原脱油脱萘器，仅对其进行过滤单元的升级改造，做到充分利旧，有效降低了设备投资。2.2工艺技术参数纤维床除尘除雾工艺技术参数如表1所示。3改造后效果2021年3月份脱油脱萘器改造完成。经过调试运行，对比改造前后数据如表2及表3所示。表纤维床除尘除雾工艺技术参数项目指标项目指标操作温度10 50 压力降 700 Pa处理流量40 000 Nm3/h 分离效果1 m 以上粒子的捕获效率达 95%循环喷淋介质洗油冲洗水源汽提水（45 55）冲洗水压力0.2 0.3 MPa 冲洗水瞬时流量15.5 m3/h洗油循环洗涤80 m3/h冲洗间隔及时间间隔 1 h，冲洗 2 min表2021 年焦炭吸附式脱油脱萘器进出口煤气杂质数据对比表日期焦油萘焦炉煤气压缩机倒机频率/（次d-1）进口/（mg m-3）出口/（mg m-3）脱除率/%进口/（mg m-3）出口/（mg m-3）脱除率/%1.121.610.9739.848.1734.1229.211.153.872.2641.650.8037.6325.911.193.232.5820.135.1224.4630.411.222.261.6128.832.3821.2434.411.263.552.5827.334.5022.4435.012.62.581.6137.637.0324.0335.112.153.262.2630.746.2528.4638.512.201.611.0832.939.5426.1333.91平均值32.332.8168燃 料 与 化 工Fuel&Chemical ProcessesSep.2023Vol.54 No.5维床除尘除雾器在焦炉煤气净化领域有以下优势：（1）焦炉煤气中的焦油、萘脱除率升高，延长了焦炉煤气压缩机后脱油剂、脱硫剂的使用寿命。（2）焦炉煤气压缩机倒机频率、进口气阀清洗频次、水冷器清洗频次显著降低，运行工况得到优化。（3）纤维床除尘除雾器可实现在线冲洗，使用年限可达10年，减少了现场频繁更换焦炭带来的安全风险和由此产生的费用。（4）因焦炉煤气压缩机倒机频次减少，可减少倒机过程中煤气排放量约50 000 Nm3/a，环保及经济效益突出。参考文献 1 杭德森，张成昆.新型纤维除雾器的开发与应用J.硫酸工业，2007（2）：37-40.2 高小玲.纤维除雾器及其在化工生产中的应用J.化工设备与管道，2003，40（2）：24-28.韩立影编辑表2021 年纤维床除尘除雾器运行后进出口煤气杂质数据对比表日期焦油萘焦炉煤气压缩机倒机频率/（次d-1）进口/（mg m-3）出口/（mg m-3）脱除率/%进口/（mg m-3）出口/（mg m-3）脱除率/%4.105.242.2656.934.1021.7036.414.164.843.0537.067.1939.4241.304.237.102.5863.737.4622.3240.404.306.772.3265.732.5118.1244.315.56.772.3265.732.5118.1244.305.1116.457.1056.853.5230.0343.905.1813.875.8158.174.3843.6441.315.2512.96.2051.944.3528.8637.90平均值57.041.2约 1 次/20 d由表2可见，在统计期间，焦炭吸附式脱油脱萘器实际焦油脱除率为32.3%，萘脱除率为32.8%，焦炉煤气压缩机倒机频次为1次/d。由表3可见，纤维床除尘除雾器与焦炭吸附式脱油脱萘器的运行数据相比：（1）焦油脱除率提高至57.0%，萘脱除率提高至41.2%。（2）焦炉煤气压缩机倒机频次由1次/d延长至1次/20 d。（3）焦炉煤气压缩机进口阀片、出口水冷器管壁、缓冲罐及管道内的粉尘及油泥明显减少。（4）焦炉煤气压缩机后的脱油剂、脱硫剂阻力增幅减慢，使用寿命延长近1倍。4结论使用纤维床除尘除雾工艺后，净化后焦炉煤气中的焦油、萘含量明显降低，提升了甲醇原料气质量。通过中鸿煤化公司的技术升级改造，总结出纤5结语在现有的管道与设备上进行改造，增设流量计和阀门，对喷洒液的组分及流量进行稳定调控，增强初冷器设备中、下段喷洒液的除萘效果。提高初冷器整体除萘效果后，减小初冷器产生的阻力，减少设备故障，延长检修周期，提高设备使用寿命，提供合格的出厂煤气，具有显著的经济与环保效益。参考文献 1 周伍捌，代金荣，李开猛.降低初冷工序后煤气含萘的措施J.燃料与化工，2014，45（1）：44-45.2 陈中亮，潘忠洲.横管初冷器除萘工艺的优化J.化工管理，2015（12）：167-169.3 吕成亭.煤气初冷工艺运行中存在问题及应对J.天津冶金，2015（3）：53-55.4 张晓刚.洗油喷洒除萘技术在潞安弘峰焦化厂的应用与思考J.化工管理，2018（33）：217-218.甘李军编辑（上接第48页）