煤粉储罐过滤器技术改造

韩延阳

(山西晋煤华昱煤化工有限责任公司， 山西晋城 048017)

山西晋煤华昱煤化工有限责任公司(简称华昱煤化工)高硫煤洁净利用化电热一体化示范项目一期120万t/a甲醇工程，配套50万t/a清洁燃料项目，以晋城高硫煤为设计煤种，采用先进的HT-L粉煤加压气化技术生产合成气，作为甲醇合成装置的原料气。该HT-L粉煤加压气化装置包括磨煤及干燥单元、粉煤加压及输送单元、气化及合成气洗涤单元、渣及灰水处理单元、气化公用工程单元。气化装置一期包含2个框架，流程设计按单框架磨煤单元2开1备，粉煤加压及输送单元、气化及合成气洗涤单元、渣及灰水处理单元以单框架双生产线运行。

1 工艺介绍

将来自磨煤及干燥单元合格粒度的粉煤连续送至气化及合成气洗涤单元。通过粉煤锁斗的周期性加压、泄压，实现低压粉煤向高压粉煤的转换。低压粉煤储存在粉煤储罐中，高压粉煤储存在粉煤给料罐中。

在一次加料过程中，常压粉煤储罐内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗。粉煤锁斗内充满粉煤后，与粉煤储罐及所有低压设备隔离后加压，当其压力升至与粉煤给料罐压力相同且粉煤给料罐内的料位降低到足以接收一批粉煤时，打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间的平衡阀，进行压力平衡，依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的2个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤锁斗下料完成后，将气体排放至煤粉储罐过滤器进行泄压，与粉煤储罐重新经压力平衡后联通，一次加料完成。粉煤加压及输送单元工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

华昱煤化工气化车间粉煤储罐过滤器共有4套装置，每套装置的粉煤给料罐、粉煤锁斗、粉煤储罐的泄压都进入粉煤储罐过滤器内进行分离，气体排入大气，煤粉回收至粉煤储罐。每套粉煤袋式过滤器设计过滤面积为1 576 m2，设计温度为130 ℃，滤袋规格为φ130×6 500 mm，数量为594条。采用滤袋和笼骨配套的分离技术，滤袋、笼骨材料为不锈钢材质，笼骨具有良好的弹性、强度、刚度和精度，表面光滑无毛刺。粉煤储罐过滤器滤袋滤料选用集尘效率高、脉冲喷吹氮气消耗少、抗腐蚀、耐高温的材料。滤袋织造采用热熔缝合技术，面密度不小于550 g/m2，抗静电性能好(在纤维表面任何2 m间测量的电阻<1 Ω)。

2 出现的问题及原因

粉煤袋式过滤器运行过程中，出现以下问题：

(1) 放空管雨帽设计过小，放空管线垂直高度较低，雨雪会进入放空管。

(2) 粉煤储罐过滤器放空管线采用90°弯头，管径为900 mm，放空管线高度较低。实际运行过程中，粉煤锁斗和给料罐采用的载气为预热后的高压CO2(温度为110 ℃)，锁斗和给料罐泄压产生的CO2经过阀门放空后，压力急剧降低。泄压共计7 min，压力分别从4.8 MPa泄压至2.0 MPa、0.2 MPa、常压。压力瞬间急剧降低造成高温高压CO2冷凝水直接进入袋式过滤器，引起滤袋脱落，卡涩下部的旋转下料阀，磨煤系统被迫停车。冬季放空管线下部结冰严重，清理困难,同时存在很大的安全隐患。

为解决煤粉储罐过滤器无法长期稳定运行的问题，经车间内部及厂家沟通研究，对煤粉储罐过滤器进行技术改造。

3 改造方案

在煤粉储罐过滤器放空管水平段设置阻水围堰，拦截管道内部的雨水、冷凝液，汇总至低点后通过排水导淋将液态水排出[1-2]。

在粉煤袋式过滤器放空管线90°弯头与煤粉储罐过滤器连接最低处，开DN25 mm的两个孔接导淋管，在弯头的直角部位上下斜对侧各焊接厚度为300 mm、长为300 mm的扁铁，底部焊接DN300 mm、高度为300 mm的扁铁，下部两个开孔各焊接DN25 mm、长度为1 000 mm的导淋，两个导淋管分别与DN50 mm的管道连接一起，并汇合至总管引至框架外侧1 m后直接放空。弯头改造示意图见图2。导淋与排水总管接水盒直接连接后，会因为管线坡度过小或气温过低引起排水不畅，造成管线积液进入袋式过滤器内部。充分考虑冬季管线冻结情况，及时调整接水盒尺寸，有效放大断开导淋与接水盒的距离，既能有效地接住冷凝水，又能避免管线堵塞。此项改造运行效果良好，值得推广[3]。

图2 弯头改造示意图

4 改造后效果

针对粉煤储罐过滤器放空管线90°弯头内外部进行改造后，锁斗和给料罐放空产生的水滴直接经过管线排放到大气，避免直接进入袋式过滤器内造成滤袋脱落，降低滤袋积煤的风险，大大提高了滤袋的使用寿命，保证了生产稳定运行。

在系统停车期间，要检查放空管内部情况，及时清理放空管内部残余煤粉，从而保证放空管线干净整洁[4]。

5 结语

对煤粉储罐过滤器放空管线的改造应用，为装置的稳定运行打下坚实的基础，提高了装置的运行负荷，具有很好的经济效益，可为同类煤化工行业煤粉气化技术提供借鉴。