煤化工行业(包括煤制烯烃、煤制天然气、煤制甲醇、煤焦化等)的粉尘治理是环保核心环节之一,其粉尘主要来源于备煤(破碎、筛分、转运)、煤气化、煤气净化、焦化(炼焦、煤气处理)等工序,具有粒径跨度大(0.1~100μm)、浓度高(局部可达数百g/m³)、温度波动大(常温~1000℃)、含湿量差异大(干煤尘~湿熄焦水雾)、腐蚀性强(含H₂S、NH₃、Cl⁻等)等特点。以下结合煤化工典型工艺,系统梳理除尘器的应用场景与选型要点。
一、煤化工主要粉尘来源与特性
二、煤化工粉尘治理核心设备与应用场景
根据粉尘特性(温度、湿度、粒径、腐蚀性)及排放要求(如《炼焦化学工业污染物排放标准》GB 16171要求颗粒物≤10mg/m³),煤化工除尘器的选择需“分阶段、分工况”匹配,以下为典型应用:
1. 备煤工序:粗颗粒粉尘治理(布袋/旋风+布袋组合)
问题:备煤工序粉尘以粗颗粒为主(>10μm),但浓度高(转运点可达500g/m³),直接使用布袋易磨损,需预处理降低负荷。
推荐方案:
一级预处理:在破碎机、筛分机出口设置旋风除尘器(去除>50μm粗颗粒,效率70%~90%),降低后续布袋负荷;
二级精处理:预处理后的废气进入脉冲布袋除尘器(滤料选涤纶针刺毡或芳纶针刺毡,耐温≤120℃),出口浓度≤10mg/m³。
注意:若原煤水分高(>10%),需在转运点加装密封罩+蒸汽伴热,避免粉尘粘结;布袋除尘器需定期清灰(压差控制),防止滤袋板结。
2. 煤气化工序:高温高尘粉尘治理(余热回收+布袋/电袋复合)
问题:煤气化炉出口粉尘温度高(1000~1500℃)、粒径大(含未燃尽碳粒),直接除尘易损坏设备,且需回收热量。
推荐方案:
高温除尘+余热利用:
气流床气化炉:采用余热锅炉(辐射室+对流室)先降温(1000℃→200~300℃),再进入布袋除尘器(滤料选P84、PTFE覆膜滤料,耐温≤260℃);
固定床/流化床气化炉:若温度较低(<500℃),可直接用电袋复合除尘器(电场捕集粗颗粒,布袋处理细粉),效率≥99.9%。
注意:需控制烟气含湿量(避免结露),布袋除尘器需做保温(外壁温度>露点温度20℃以上);若粉尘含碱性物质(如CaO),需选用耐腐蚀滤料(如玻璃纤维+PTFE涂层)。
3. 煤气净化工序:细颗粒+腐蚀性粉尘治理(湿式电除尘/布袋+脱硫协同)
问题:煤气净化废气含湿量高(湿法脱硫后湿度达15%~20%)、含H₂S/Cl⁻(腐蚀性强),细颗粒(<10μm)难捕集。
推荐方案:
湿式电除尘器(WESP):适用于脱硫后废气(温度30~50℃、湿度高),通过高压电场捕集细微颗粒(效率≥90%,出口浓度≤5mg/m³),同时可协同去除酸雾(H₂SO₄、HCl);
布袋除尘器+脱硫塔一体化:若废气温度较高(50~80℃),可先经布袋除尘器(滤料选拒水防油涤纶,耐温≤100℃)去除大部分粉尘,再进入脱硫塔(如氨法脱硫),利用浆液洗涤进一步除尘(协同效率提升30%~50%)。
注意:湿式电除尘器需控制入口粉尘浓度(≤30g/m³),避免极板积灰;脱硫塔需定期冲洗喷嘴,防止结垢。
4. 煤焦化工序:高温湿烟尘治理(旋风+湿式洗涤塔)
问题:炼焦荒煤气含焦粉(1~50μm)、焦油雾(<1μm)及H₂S/NH₃(腐蚀性),温度高(600~800℃),需同时除尘、降温、除油。
推荐方案:
上升管/桥管喷洒氨水:高温荒煤气(800℃)与氨水(70~80℃)接触,焦油冷凝(200℃→80℃),形成焦油-氨水混合物;
旋风除尘器:去除>50μm粗焦粉(效率80%~90%);
湿式洗涤塔:用循环氨水(或清水)洗涤,捕集剩余焦粉(<50μm)和焦油雾(效率≥95%),出口粉尘浓度≤20mg/m³(若需更高要求,可增设布袋除尘器)。
注意:洗涤塔需定期排渣(焦油渣),避免管道堵塞;若含H₂S,需在洗涤水中加碱(NaOH)中和,防止设备腐蚀。
三、煤化工除尘器选型的关键参数与注意事项
四、典型案例参考
某60万吨/年煤制甲醇项目:备煤工序采用“旋风除尘器+脉冲布袋除尘器”(布袋滤料为P84,处理风量20万m³/h,排放浓度8mg/m³);气化工序采用“余热锅炉+布袋除尘器”(布袋滤料为PTFE覆膜,处理风量50万m³/h,排放浓度5mg/m³)。
某大型焦化厂(110万吨/年焦炭):炼焦荒煤气治理采用“上升管氨水冷却+旋风除尘器+湿式洗涤塔”(洗涤塔循环水量500m³/h,排放粉尘浓度15mg/m³,焦油含量<50mg/m³)。
五、总结
煤化工粉尘治理需根据工艺环节、粉尘特性(温度、湿度、粒径、腐蚀性)及排放标准选择适配设备:
备煤工序:旋风+布袋组合(经济高效);
煤气化工序:余热回收+布袋/WESP(耐高温、高精度);
煤气净化工序:湿式电除尘/布袋+脱硫协同(除细粉、防腐蚀);
煤焦化工序:氨水冷却+旋风+湿式洗涤塔(除焦粉、焦油)。
同时需注重设备维护(如布袋清灰、滤料更换)、源头控制(如煤料洒水降尘、密闭输送)及合规性(符合GB 16171等标准),确保长期稳定运行。
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