張喜勝

( 中國石化廣州分公司，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石油焦類物料除塵效果差，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)域多次超過國家要求的總塵標(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，噴淋開啟時(shí)額外增加煤、石油焦的水分，對鍋爐運(yùn)行有不利影響。這方面干霧除塵技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。某發(fā)電廠采用3D流線型落料管+無循環(huán)消能的無動(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)料槽出口未見明顯正壓，現(xiàn)場環(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)、二級循環(huán)的無動(dòng)力導(dǎo)料槽消能優(yōu)勢、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)無動(dòng)力除塵采用組合除塵技術(shù)：曲線型落料管+二級循環(huán)的無動(dòng)力雙密封導(dǎo)料槽(含液壓自動(dòng)糾偏器及緩沖床，專用人字型旁膠)+干霧除塵組合除塵技術(shù)(圖1)。

圖1 無動(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：通過提高導(dǎo)料槽的密封特性并在導(dǎo)料槽中設(shè)置無動(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)大的相對速度，產(chǎn)生很大的摩擦力，氣流對液體產(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)場環(huán)境大為改善，無揚(yáng)塵、飄汽產(chǎn)生(圖4)。

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

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

圖5 改造前后轉(zhuǎn)運(yùn)站外總塵濃度對比

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

長期接觸工作場所的粉塵，會對人體造成較大的傷害[3]。根據(jù)GBZ2.1-2007《工作場所有害因素職業(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)升級為高鉻合金，增加耐磨性，延長設(shè)備檢修周期，從而減少維修時(shí)間和維修費(fèi)用。