壳牌粉煤气化工艺采用气体激冷使合成气夹带的煤中矿物质固化,形成飞灰,为了充分进行气灰分离,壳牌粉煤气化装置设置了飞灰脱除单元。高温高压飞灰过滤器是飞灰脱除的核心设备,其是除气化炉之外,在壳牌粉煤气化装置设备投资中所占比例最大的关键工艺设备。壳牌粉煤气化工艺引入国内以后,高温高压飞灰过滤器先后出现诸多问题,制约了装置的长周期稳定运行。笔者拟结合生产实践,就高温高压飞灰过滤器的使用与维护进行如下论述。
1 高温高压飞灰过滤器的结构
在壳牌粉煤气化工艺中,根据各煤气化项目煤灰含量的差异,壳牌粉煤气化各装置的过滤器规格略有不同,但其结构形式基本上是一样的。以河南鹤壁粉煤气化装置飞灰过滤器为例,其主要由承压容器和内件两大部分组成,另外包括反吹气体环形管、阀门、仪表和控制装置。圆柱形的过滤器外壳和锥形的飞灰收集罐共同构成承压容器,总高21.88m,内径为 5.7m,设计压力4.4MPa,设计温度380℃,材料为 Cr-Mo钢复合304L。过滤器内件包括模块式管板、承压板、文丘里管、气体分布器、陶瓷滤芯等部件。主管板的结构设计为Cr-Mo钢加304L不锈钢复合,焊接在外壳壁上。主管板上有24个圆孔,用于安装模块式管板。1152根滤芯分为24组,每1组有48根滤芯并按三角间距布置安装在模块式管板上,滤芯的安装间距为100mm。滤芯材质为碳化硅多孔支撑骨架复合粘结1层高铝红柱石细过滤膜,滤芯尺寸为D0/Di×L=60/40×1520mm,总过滤表面314.9m2。以管板为界,陶瓷过滤器滤芯垂直悬挂在过滤器管板上,以使原料气侧和上部洁净气体侧相互分开。过滤器滤芯的布置见图1。
2 飞灰过滤器的作用
从合成气中除去飞灰是在飞灰过滤器中完成的。从合成气冷却器出来的富含灰尘的合成气由底部进气管进入过滤器,经气体分布器进入4根上升管分布,含尘气体从滤芯过滤膜的外面向里进入,气体携带的飞灰颗粒被截留在滤芯的过滤膜外,纯净的气体自过滤器经净气管口进入过滤器的顶部。沉积于滤芯外面的灰尘颗粒形成1层飞灰滤饼。反吹气按与主气流相反的方向自里向外脉冲穿过滤芯,滤饼靠重力下落至飞灰收集锥体内。滤芯反吹过....