山西晉煤天源化工有限公司現生產能力為400 kt/a合成氨、600 kt/a尿素。因燃料煤采用低硫煤,設計的40 000 m3/h(標態)半水煤氣除塵采用二級靜電除焦油器(HX-HX-C175和JC-3000)。除塵系統流程:氣柜→洗氣塔→一級靜電除焦油器(8臺)→羅茨機→半脫裝置→冷卻塔→二級靜電除焦油器(8臺)→壓縮系統。該工藝流程裝置設計合理,滿足了生產要求,2006年6月投運至今運行穩定。
流程特點:①設置2級電除塵,能有效脫除煤氣系統中的焦油、粉塵等雜質,提高煤氣潔凈程度,有利于半水煤氣脫硫裝置再生系統和壓縮系統的穩定運行;②半水煤氣分別經過洗氣塔、冷卻塔二級冷卻,提高了半水煤氣冷卻效果;③一級靜電除焦油器前有洗氣塔、一級氣液分離器、進口水封三級過濾,煤氣中的粉塵、冷凝液凈化效果明顯,靜電除焦油器、羅茨機整體運行良好,檢修工作量較小;④一級靜電除焦油器前、后設置水封,安全隔離時,進、出口加盲板,確保安全檢修。
2.1 優化安全裝置
為了確保系統安全,在一級靜電除焦油器進口總管增加1臺氧表(西門子公司產品),共有2臺氧表投運,避免了單臺氧表測量不準導致靜電除焦油器誤跳車或氧含量高安全聯鎖不起跳而引起爆炸事故。
為了確保一級靜電除焦油器高壓瓷瓶運行環境穩定,對其保溫箱增設熱電阻測溫探頭,并將遠傳信號集中在電濾室顯示,便于操作人員隨時監控保溫箱溫度變化,及時發現隱患,杜絕因溫度、濕度變化異常導致瓷瓶開裂著火。
2.2 優化設備布置
原設計中一級靜電除焦油器出口排污水封為密封機構,實際生產中,因煤焦油多,水封容易堵,疏通不便。根據實際生產情況,將原水封改為敞口,并將水封進口管與出口管的落差增加至550 mm,既保證了安全,又能方便檢修、化工清理。如果后系統突然出現大減量生產工況,該處敞口水封還能起到泄壓和防止大氣柜壓力猛漲而被頂翻的作用。
2.3 實際操作工藝指標
一級、二級靜電除焦油器保溫箱溫度:≥60 ℃;
一級、二級靜電除焦油器二次電壓:≥40 kV;
一級、二靜電除焦油器二次電流:≥150 A。
(1)一級靜電除焦油器選用造氣循環水進行沖洗,由于水質太差,筒體腐蝕嚴重。解決措施:改用低壓蒸汽沖洗。
(2)二級靜電除焦油器進口閥和出口閥的閥體較大(DN 1 000 mm),且正常生產中長時間不動作,密封不嚴,隔離不徹底。解決措施:大修時修復,日常多開關。
(3)一級靜電除焦油器保溫箱密封不嚴實,高壓瓷瓶容易沾染粉塵、雨水等,導致瓷瓶破裂著火。解決措施:將保溫箱蓋密封好,頂部小放空管管口方向調整為正下方。
該套裝置自運行以來,生產系統穩定,未發生過爆炸事故,連續運行時間在1年左右,各項運行指標都達到設計值,能保證后系統高負荷運行。