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煤化工企业粉尘治理设备脉冲布袋除尘器的应用

除尘笔记 除尘笔记 发表于2025-07-28 08:08:38 浏览487 评论0

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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

工艺环节

粉尘来源

粉尘特性

备煤工序

原煤破碎(颚式破碎机、锤式破碎机)、筛分(振动筛)、皮带转运(落差扬尘)

- 粒径:粗颗粒(>10μm占60%~80%),部分细粉(<10μm);
- 浓度:50~500g/m³(转运点最高);
- 温度:常温(无特殊加热);
- 成分:煤粉(含少量矸石)。

煤气化工序

煤气化炉(固定床、流化床、气流床)炉渣颗粒、未反应煤粉;
煤气洗涤塔(激冷室)飞灰

- 粒径:气流床气化炉飞灰(1~50μm),固定床炉渣(>50μm);
- 温度:高温(气流床出口1000~1500℃,激冷后200~300℃);
- 腐蚀性:含H₂S、CO、灰分(碱性或酸性)。

煤气净化工序

脱硫(湿法脱硫塔)、脱碳(变换炉)、硫回收(克劳斯炉)过程产生的粉尘;
废热锅炉排灰

- 粒径:细颗粒(<10μm为主);
- 温度:中低温(30~150℃);
- 腐蚀性:含H₂S、SO₃、Cl⁻(湿法脱硫后)。

煤焦化工序

炼焦(荒煤气导出)、煤气净化(脱硫塔、洗苯塔)的焦粉、煤焦油雾;
焦油加工(蒸馏、结晶)的焦粉

- 粒径:焦粉(1~50μm),焦油雾(<1μm,需协同处理);
- 温度:高温荒煤气(600~800℃),洗涤后(20~50℃);
- 腐蚀性:含NH₃、H₂S、氰化物(碱性腐蚀)。


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

参数

选型要点

温度

- 高温(>200℃):需降温(余热锅炉、喷水冷却)后选布袋(耐温滤料)或电除尘器;
- 低温(<100℃):直接选布袋(防油防水滤料)或湿式除尘器。

湿度

- 干燥(含湿量<10%):布袋除尘器(避免结露);
- 高湿(含湿量>20%):湿式除尘器(如WESP)或布袋+加热(防止结露)。

腐蚀性

- 含H₂S/Cl⁻:设备材质选316L不锈钢、玻璃钢(FRP)或涂覆聚四氟乙烯(PTFE);
- 强腐蚀(如氰化物):优先湿式除尘(液体中和)。

粒径分布

- 粗颗粒(>10μm):旋风除尘器(预处理);
- 细颗粒(<10μm):布袋/电袋复合/WESP(高效捕集)。

排放要求

- 常规排放(≤30mg/m³):布袋除尘器;
- 超低排放(≤10mg/m³):电袋复合/WESP+布袋组合。


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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