組合式除塵技術(shù)在石油焦輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用

張喜勝

( 中國(guó)石化廣州分公司，廣東廣州 510726)

0 引言

石油焦是由延遲焦化裝置生產(chǎn)的黑色或暗灰色堅(jiān)硬固體石油副產(chǎn)品，帶有金屬光澤，呈多子L性，是由粒狀、柱狀或針狀的微小石墨結(jié)晶形成的炭體物[1]。某石化公司動(dòng)力事業(yè)部站外輸焦系統(tǒng)2#受焦站、3#受焦站、1-10#皮帶、站內(nèi)輸焦系統(tǒng)5A/B皮帶由于尾部落料管落差較大，而現(xiàn)有的干式剛性濾筒除塵器對(duì)石油焦類(lèi)物料除塵效果差，濾筒堵塞嚴(yán)重，造成輸送皮帶尾部導(dǎo)料槽出口粉塵濃度超標(biāo)，17#轉(zhuǎn)運(yùn)站、站內(nèi)5A/B皮帶尾部區(qū)域多次超過(guò)國(guó)家要求的總塵標(biāo)準(zhǔn)。另外，焦化裝置新產(chǎn)石油焦由于溫度較高，攜帶高溫水蒸氣較多，造成皮帶尾部水蒸氣彌漫，不僅造成設(shè)備腐蝕，同時(shí)也影響工作環(huán)境。

如果不對(duì)落料管改造，僅將傳統(tǒng)導(dǎo)料槽改為微動(dòng)力除塵裝置的導(dǎo)料槽，導(dǎo)料槽出口不能形成負(fù)壓，且正壓較大；輸送系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，有揚(yáng)塵現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不夠潔凈；微動(dòng)力除塵的噴淋、反沖洗水霧顆粒達(dá)不到干霧微米級(jí)，噴淋開(kāi)啟時(shí)額外增加煤、石油焦的水分，對(duì)鍋爐運(yùn)行有不利影響。這方面干霧除塵技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。某發(fā)電廠采用3D流線型落料管+無(wú)循環(huán)消能的無(wú)動(dòng)力除塵+干霧除塵+文氏水膜除塵的組合除塵技術(shù)，在水膜除塵未投時(shí)，導(dǎo)料槽出口未見(jiàn)明顯正壓，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境潔凈，粉塵治理達(dá)標(biāo)?？紤]石油焦粉塵含水量高，黏附性強(qiáng)，無(wú)法反吹，易造成除塵器濾筒堵塞(如：現(xiàn)有單機(jī)濾筒式除塵器無(wú)法正常投運(yùn))，文氏水膜除塵不適合用于石油焦輸焦系統(tǒng)。

1 無(wú)動(dòng)力除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理

考慮流線型落料管技術(shù)特點(diǎn)、二級(jí)循環(huán)的無(wú)動(dòng)力導(dǎo)料槽消能優(yōu)勢(shì)、干霧除塵技術(shù)與微動(dòng)力傳統(tǒng)噴霧除塵技術(shù)相比的先進(jìn)性，某石化公司石油焦輸送系統(tǒng)無(wú)動(dòng)力除塵采用組合除塵技術(shù)：曲線型落料管+二級(jí)循環(huán)的無(wú)動(dòng)力雙密封導(dǎo)料槽(含液壓自動(dòng)糾偏器及緩沖床，專(zhuān)用人字型旁膠)+干霧除塵組合除塵技術(shù)(圖1)。

圖1 無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料裝置結(jié)構(gòu)示意

1.1 雙密封導(dǎo)料槽部分

雙密封導(dǎo)料槽(圖2)主要由鋼蓋、側(cè)板、立柱、抑塵單元、中間阻風(fēng)簾、中間阻風(fēng)長(zhǎng)簾、出口阻風(fēng)簾、可調(diào)阻風(fēng)簾、尾部密封箱、集流板、托板組件等各部件組合而成，有效降低了物料在導(dǎo)料槽內(nèi)部形成的正壓，進(jìn)而降低了導(dǎo)料槽出口的風(fēng)速，達(dá)到降低粉塵排放的效果。

圖2 雙密封導(dǎo)料槽總體示意

雙密封導(dǎo)料槽：通過(guò)提高導(dǎo)料槽的密封特性并在導(dǎo)料槽中設(shè)置無(wú)動(dòng)力抑塵單元，保證在導(dǎo)料槽出口降低誘導(dǎo)風(fēng)速；下部采用槽型托輥和托板結(jié)構(gòu)，兩槽型托輥間距1 200 mm，中間布置雙面矩形耐磨托板，托板采用矩形鋼管外面包覆耐腐蝕、耐磨損、自潤(rùn)滑和低摩擦系數(shù)的高分子聚乙烯材料，取消螺栓固定托板和基板方式，防止出現(xiàn)托板磨損后螺栓外露磨損皮帶的問(wèn)題，雙面矩形托板，耐磨面的單邊厚度14 mm，雙倍使用壽命；整體托輥與托板組合形成滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦相結(jié)合的方式，可進(jìn)一步有效提高托板的使用壽命。托板和防溢裙板將膠帶夾在中間，提高密封性能，確保密封效果。

1.2 曲線落料管部分

曲線落料管由頭部護(hù)罩、頭部集流導(dǎo)流裝置、頭部漏斗、電動(dòng)三通、曲線落料管及其他輔助設(shè)備組成(圖3)。

圖3 曲線落料管示意

1.3 干霧抑塵系統(tǒng)

干霧霧化機(jī)理:噴霧時(shí)，氣體由氣體入口進(jìn)入氣體腔，由液體入口進(jìn)入液體腔，在混合腔內(nèi)，氣液混合，液體被部分破碎，當(dāng)氣液兩相流從環(huán)形噴嘴口噴出時(shí)，由于氣體速度很高(一般為200～340 m/s)，而液體的流速不大，因此兩流體間有著相當(dāng)大的相對(duì)速度，產(chǎn)生很大的摩擦力，氣流對(duì)液體產(chǎn)生強(qiáng)烈的撕裂與剪切作用，液料被一次霧化噴出后，混合的兩相流體沖擊到擴(kuò)散頭，提高氣流速度從而增強(qiáng)霧化效果，形成二次撞擊霧化。氣壓增大，霧化粒徑變小，當(dāng)氣壓達(dá)到一定值(本實(shí)驗(yàn)為0.6 MPa)時(shí)，超過(guò)50%的霧化顆粒直徑可達(dá)到10 um以下;由于霧化后顆粒間的撞擊凝聚，會(huì)有少部分顆粒粒徑較大，較大顆粒所占比例先隨氣壓的增大而減少，當(dāng)壓力超過(guò)某一值(本實(shí)驗(yàn)為0.6 MPa)時(shí)，又隨著氣壓的增大而增大。當(dāng)液壓不變時(shí)，隨著氣壓的增大，霧化粒子的平均粒徑減少，當(dāng)氣壓達(dá)到一定值時(shí)，有超過(guò)50%的霧化顆粒粒徑達(dá)到10 μm以下，滿足可吸入粉塵沉降對(duì)水霧粒徑的要求。

1.4 輔助設(shè)施

為了保證雙密封導(dǎo)料槽的密封效果，現(xiàn)場(chǎng)需要安排4組液壓糾偏器，自動(dòng)調(diào)整皮帶跑偏，確保皮帶以及防溢襯板在適當(dāng)位置，進(jìn)而達(dá)到降低粉塵排放的要求。

2 改造效果

自采用組合式除塵新技術(shù)后，輸焦皮帶尾部再?zèng)]出現(xiàn)噴粉和漏料現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大為改善，無(wú)揚(yáng)塵、飄汽產(chǎn)生(圖4)。

圖4 11#轉(zhuǎn)運(yùn)站改造前后現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)

石油焦輸送系統(tǒng)改造前后，分別由第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行粉塵濃度檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 改造前后轉(zhuǎn)運(yùn)站外總塵濃度對(duì)比

站外17#轉(zhuǎn)運(yùn)站總塵濃度從6.144 mg/m3下降至1.38 mg/m3；站外15#轉(zhuǎn)運(yùn)站總塵濃度從4.18 mg/m3下降至2.04 mg/m3；站外12#轉(zhuǎn)運(yùn)站總塵濃度從4.061 mg/m3下降至2.79 mg/m3；站外9#轉(zhuǎn)運(yùn)站總塵濃度從3.414 mg/m3下降至1.46 mg/m3；下降幅度分別為77.5%，51.2%，31.2%，57.2%，除塵效果顯著。

3 討論

長(zhǎng)期接觸工作場(chǎng)所的粉塵，會(huì)對(duì)人體造成較大的傷害[3]。根據(jù)GBZ2.1-2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》第1部分:化學(xué)有害因素，工作場(chǎng)所空氣中煤塵(游離SiO2含量<10%)容許濃度(PC-TWA)為總塵4 mg/m3、呼塵2.5 mg/m3，用曲線落料管、雙密封導(dǎo)料槽以及干霧除塵組合除塵技術(shù)改造后總塵和呼塵濃度均滿足國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

石油焦輸送系統(tǒng)粉塵綜合治理項(xiàng)目整體滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，可以在石油焦輸送系統(tǒng)進(jìn)行推廣。但由于輸料系統(tǒng)管線及漏斗每天都不斷受到物料沖擊磨損和腐蝕，而落料點(diǎn)位置導(dǎo)料槽內(nèi)襯板采用聚酯板，從使用情況來(lái)看磨損較為嚴(yán)重，某石油勘探局石油化工總廠探索了采用微晶鑄石襯板對(duì)煅燒石油焦輸料系統(tǒng)管線及漏斗的改造[2]，建議落料點(diǎn)位置防溢襯板由聚酯材質(zhì)升級(jí)為高鉻合金，增加耐磨性，延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期，從而減少維修時(shí)間和維修費(fèi)用。