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                      除尘器

                      脉冲式布袋除尘器在氯乙烯流化床转化器中的应用

                      作者:郑州快三投注环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-04-08 14:43:24

                      摘要:介绍了脉冲式布袋除尘器在电石法氯乙烯流化床转化器中的应用情况,指出脉冲式布袋除尘器解决了氯乙烯流化床转化器在运行过程中粉尘处理难的关键问题,为氯乙烯流化床转化器的稳定运行创造了条件。

                      关键词:脉冲式布袋除尘器;氯乙烯;流化床转化器;PVC

                      目前国内氯乙烯合成采用的都是固定床转化器,虽然转化器装置也在逐渐扩大,但与生产系统的扩大相比仍显得不足。固定床转化器生产能力小、温度控制不均匀、氯化汞触媒消耗量大,一直是困扰PVC行业的难题。流化床具有传热快、生产能力大、传热效率高、传热效果好、反应温度分布均匀、自动化程度高等特点,在许多行业得到了证明。如果将流化床成功应用于氯乙烯合成工艺,将会给电石法PVC行业带来一场全新的变革。新疆天业集团有限公司与清华大学联合在国内率先开发氯乙烯流化床装置及附属工艺,在其工业化试验过程中,流化床中触媒磨损严重,带出大量的粉尘,给后续工艺造成严重的影响,因此,其除尘问题解决得好坏,直接影响流化床装置的稳定运行。

                      1 除尘器的选择

                      选择除尘器的条件如下。

                      介质:氯乙烯80%(体积分数,下同)、HCl10%、乙炔5%、H2和N2等4%、水分0.3%。气量:14000m3/h。温度:70~150℃。压力:25~35kPa(表压)。粉尘颗粒质量浓度:800~1000mg/m3。粉尘颗粒大小:约10μm,其具体粒径分布见图1。

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                      其他行业流化床工艺(如苯胺、醋酸乙烯)中,从流化床中出来的粉尘的处理一般先是采用旋风分离器,旋风分离器理论上只对粒径在5μm以上的灰尘起作用,后续处理采用一种液体进行洗涤,有的是水,有的是产品。但是在本工艺中,出来的产品气为氯乙烯气体,如果要变为液体进行洗涤的话,则需要大量的冷量进行冷却,从而大大增加了成本,所以根本不可行。曾经也企图采用水等其他介质进行洗涤,但是该气体介质主要成分为氯乙烯、乙炔和HCl,采用水进行洗涤的话,会带来腐蚀。另外,洗涤液中含有汞、触媒灰,而且显酸性,对于此部分液体的处理比较困难。同时,洗涤后的气体必须进行干燥,由于HCl和水的存在,最简单的干燥方式就是采用低温脱水工艺,但同样也会增加成本,所以也不可取。最后通过分析讨论,采用脉冲式布袋除尘器,其除尘效率达到99%以上,足以满足后续工艺的要求。

                      (1)入口气速的选择

                      微细粉尘对压力损失影响比较大,粗粒粉尘对磨损起决定性作用,入口气中含尘浓度高和硬度大的颗粒,对袋式除尘器的影响比较大。例如,当除尘器过滤气速过高时,粉尘会冲击、磨损滤袋;而当除尘器的进气分布不均时,容易使高浓度的含尘废气直接冲击局部滤袋,从而使废气进口处部分滤袋穿孔,使用周期减短。因此,需要控制粉尘进入速度,以避免含尘浓度高和硬度大的颗粒缩短集尘袋或机器的寿命。所以在设备允许的条件下,应尽量将入口气速降低。

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                      (2)过滤空速的选择

                      过滤速度是指被过滤的气体流量(m3/min)与过滤织物的面积(m2)的比值,或称为气布比。过滤速度是除尘器性能的一个重要参数,直接影响袋式除尘器的一次性投资、运行费用及除尘效率等。

                      提高过滤速度可以减少过滤面积,以较小的设备来处理同样流量的气体。若过滤速度太高会造成压力损失过大,降低除尘效率,使滤袋堵塞以至快速损坏;过滤速度小会提高除尘效率,延长滤袋使用寿命,但会造成除尘器过于庞大,一次性投资加大。过滤速度与粉尘性质、气体含尘浓度、滤袋材质和清灰方式等因素有关。若含尘浓度高、粉尘颗粒小,过滤速度应取小值,反之则取大值。

                      (3)过滤布袋的选择

                      因为工艺介质含有酸,而且温度较高,所以通过对目前常用的过滤材料进行比较,选用了PPS(聚苯硫醚纤维)材料,可以耐酸碱,而且最高耐受温度为190℃。

                      目前常用的过滤材料见表1。为了更好地保证布袋的过滤效果,可将布袋加厚,同时将布袋表面涂敷聚四氟乙烯膜,进一步提高过滤效率。

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                      2 出现的问题

                      将脉冲除尘器应用到氯乙烯流化床转化器工艺中运行一段时间后出现了许多问题。

                      (1)布袋经常出现破裂,笼架弯曲,经过检查分析发现在选型时存在问题。根据提供的条件—粉尘质量浓度大致为1000mg/m3,粒径大小在10μm以下,应选择较低的空速。初次在该系统使用袋式除尘器,最早使用的空速为0.6m/min,实际使用效果不理想,后续系统还有粉尘,而且布袋很快就有损坏现象。根据这个情况,增大了设备,将空速降低到0.4m/min,调整工艺将气量进一步降低。另外骨架的结构采用16根主钢丝,分3节旋转承插式连接。其优点:①为布袋的更换提供方便,②旋转承插的连接方式可以有效防止骨架脱落损坏布袋。调整后,使用效果非常好,没有出现布袋破损和笼架变形的现象。

                      (2)脉冲阀腐蚀问题。脉冲阀阀体腐蚀和膜片破裂的现象多次出现。除尘器多数应用于环保方面处理生产的尾气,于生产系统中几乎没有应用,而环保行业中脉冲阀的制造比较单一,为了让其适应氯乙烯流化床转化器工艺,新疆天业集团有限公司联系相关厂家对阀体进行防腐处理,脉冲阀的膜片采用氟橡胶材质。改造后,脉冲阀再未出现类似的情

                      (3)除尘器阻力上升快,利用停车检修时间,对除尘器进行检查,发现设备内的喷吹管全部脱掉,喷吹失去效果。分析认为环保行业的除尘系统多数是采用微负压操作,喷吹管都采用承插式连接,而新疆天业集团公司是正压操作,喷吹压力较高。将连接方式改成法兰连接,另外根据除尘器压降的情况,合理降低喷吹压力。这样改造后,除尘器阻力维持在正常范围内。

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                      (4)排灰系统漏气问题。排灰装置无法密封,向外漏工艺气体,原装置采用星型排灰阀,其密封性差。另外,由于除尘器除下来的灰量少,无法形成料封,设备又是在正压下运行,泄漏的问题无法避免,为此,将排灰阀取消,采用手动阀门定期进行排灰,解决了漏气问题。

                      (5)排灰发生自燃现象。多次出现排下的灰发生自燃现象,经过多次观察和分析,认为发生自燃时设备内必然存在大量的触媒灰,其中吸附了大量的氯乙烯气体和乙炔气体,因而在排出时遇到空气发生着火现象。为解决这个问题,在操作上加强排灰的力度,将灰排在一个装有部分水的装置内,将触媒灰制成黏糊状装运。对以上出现的问题进行改造后,除尘器运行一直很稳定,阻力降没有出现明显的上升,同时运行半年后进入除尘器中进行检查,没有发现布袋破损,脉冲阀也没有出现因损坏而不工作的现象,一切运行稳定正常。后续系统再没有出现因流化床触媒灰造成的问题。

                      3 遗留的问题

                      由于布袋除尘器收集下来的灰尘量较小,因而不能进行连续排放,只能定期排放,灰尘经常在除尘器锥斗内存积,不能排净;另外,排灰不完全密闭容易造成一定的环境污染,需要进一步解决。

                      4 结语

                      通过详细地分析系统的特性,综合考虑除尘器部件的制造,成功地将脉冲布袋除尘器应用于氯乙烯流化床转化器工艺,解决了氯乙烯流化床转化器工艺系统中的一个难题,为流化床装置的稳定运行奠定了基础。

                      有关更多脉冲式布袋除尘器在氯乙烯流化床转化器中的应用,或采购布袋除尘器,请联系除尘器厂家郑州快三投注环保13322814846。