S Zorb裝置金屬粉末濾芯再生技術

蔡松濤

(中國石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510726)

1 存在的問題

S Zorb裝置是目前生產清潔汽油的主體單元，生產流程中需使用大量的過濾器。這些過濾器擔負著反應和再生系統(tǒng)的氣固分離任務，過濾精度要求達到1.3 μm。由于過濾介質中吸附劑顆粒極小，即使在有反吹系統(tǒng)的條件下也無法100%恢復過濾性能，因此其運行周期無法達到煉廠3 a或4 a一大修的要求。

從國內數(shù)套S Zorb裝置的運行情況分析，裝置關鍵設備反應器過濾器ME101，無論使用進口濾芯還是國產濾芯，在裝置運行負荷僅達到公稱規(guī)模90%的情況下，尚沒有可以連續(xù)運行3 a的裝置。部分長期低負荷運行的裝置(如某煉油廠的S Zorb裝置長期在60%負荷下運行)可連續(xù)運行4 a，但此類裝置不具備普遍意義。

目前維持裝置運行的方法是定期更換濾芯。對于反應器過濾器ME101，以150萬t/a的S Zorb裝置為例，更換一套新濾芯的成本約300萬元，裝置國產化以后，其成本仍需200多萬元，在裝置維修成本中占了較大一部分。因此，開發(fā)出一種再生方法，使已失效的濾芯再次恢復過濾功能，從而循環(huán)利用，達到節(jié)約裝置運行成本的目的，具有極其重要的意義。

2 對策與措施

該課題研究開發(fā)的濾芯再生技術，主要是針對粉末燒結濾芯的結構特點，通過物理和化學再生方法，破壞永久濾餅，去除濾材表層和內部孔隙的吸附劑顆粒，恢復過濾性能。因未改變?yōu)V芯的微觀結構，所以過濾精度保持不變，仍為1.3 μm。同等條件下，再生后濾芯的流通量超過新濾芯的90%。主要對策如下：

1) 外觀檢查

外觀檢查主要是檢查濾芯表面搭橋情況，剔除已經(jīng)損傷的濾芯。當搭橋比較嚴重時，后續(xù)的物理和化學再生處理則需加強，否則無法到達預期效果。

2) 物理再生

物理再生的目的是清除濾芯表面浮灰和濾餅【1】，措施如下：

a) 清水測試。測試每一根濾芯的原始流通量，同時從內部沖擊下來盡量多的松散吸咐劑。

b) 復合溶劑處理。濾芯浸沒在溶劑中加熱并伴有合適時間的超聲波振動。經(jīng)此處理后，可清除表面濾餅，并可見金屬光澤。初步處理后的濾芯見圖1。

c) 萃取處理

濾芯浸泡于萃取溶劑中加熱，并伴有合適時間的超聲波振動。

經(jīng)上述物理再生后，濾芯表面和內部的濾芯可得到部分清除，過濾性能得到初步恢復。清水通量試驗直觀效果見圖2。由圖2可見，再生后的濾芯有成股的水流流出。

圖1 初步處理后的濾芯

圖2 物理再生后的濾芯流通情況

3) 化學再生

對于已進入到濾材內部孔隙中的顆粒，用物理再生的方法已無法處理，需采用化學再生的辦法。

該步驟中主要使用弱酸溶液和絡合離子溶液浸泡清洗。濾芯分兩步分別浸泡在弱酸溶液和絡合離子溶液中加熱，同時伴有超聲振動。溶劑吸附濾芯孔隙中的顆粒并使其從濾芯組織上脫離，同時對溶液進行持續(xù)過濾，去除溶劑中的顆粒物。最后將濾芯放入到還原爐燒結，設定還原溫度為450～700 ℃， 并控制合適的升溫、 降溫程序。該燒結程序和新濾芯的燒結程序基本相同， 保證再生后的濾芯組織結構和新濾芯相同。經(jīng)化學再生后， 流通效果基本可以達到預期的再生效果， 如圖3所示， 清水測試已經(jīng)可以形成均勻的水簾。

圖3 化學再生后的流通效果

3 實驗結果的檢測

為檢驗再生效果，并對比不同再生步驟的效果，隨機抽取10根濾芯，在上述再生步驟之后各進行一次流通量測試，其中1根濾芯的測試數(shù)據(jù)如下：

1) 清水測試

表1～表3為該濾芯在各再生步驟的性能指標。從表1～表3可知在測定的壓力下，濾芯經(jīng)過再生處理，其流通性能逐漸恢復，再生結果基本符合預期。

表1 未處理的濾芯性能測試

2) 2種濾芯在氣體下的性能測試

該方法測試全部濾芯的流通性能。方法為給定不同的風壓，測量在該風壓下氣體經(jīng)過濾芯的流通量，同時檢測20根全新的濾芯，與再生后濾芯進行對比。試驗數(shù)據(jù)表明，再生后的濾芯過濾性能得到恢復，流通量超過新濾芯的90%，如圖4所示。

圖4 2種濾芯的氣體通量測試

表2 物理再生后的性能測試

表3 化學再生后的性能測試

4 結論

該種濾芯再生技術，通過物理和化學再生方法， 破壞永久濾餅， 去除濾材表層和內部孔道的吸附劑顆粒， 恢復其過濾性能。再生后濾芯的過濾精度仍保持1.3 μm， 流通量超過新濾芯的90%。