甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺选择分析

甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺选择分析

摘要：现阶段，我国经济正在飞速发展，同时对于环保的要求也愈加严格。作为环境污染的重灾区，化工企业的环保工作必须要做到位，针对再生烟气的问题，合理采用甲醇制烯烃装置进行烟气除尘，有效保护生态环境。基于此，本文首先对甲醇制烯烃装置工艺流程进行阐述，其次分析除尘办法，最后提出除尘方案，以期为该领域的后续研究提供参考。

关键词：甲醇制烯烃；烟气除尘；工艺选择

前言：目前，随着我国化学工业的发展，对低碳烯烃的需求量与日俱增，因此，以甲醇制烯烃（MTO）为核心的新技术应运而生。MTO催化剂的特性决定了该技术的燃烧和再生会产生大量的再生烟气，这些烟尘中必然会携带一些催化剂粉末，从而对生态环境造成一定的污染。在这样的情况下，就需要以生态环境保护为原则，合理选择烟气除尘工艺进行处理，减少对生态的影响。因此，本文的研究具有一定的现实意义。

1.甲醇制烯烃装置工艺流程

1.全流程概述

在现代发展过程中，甲醇制烯烃技术成为化工领域的常用技术之一，能够发挥出较高的作用，也在多个领域得到了广泛的应用。其具体的反应过程是，原料甲醇与固体催化剂在反应器内发生反应，并生成相应的反应产物，其产物随后经急冷塔、水洗塔清洗冷却并送入下游设备分离。反应后失活的催化剂进入到再生器，在燃烧过程中除去积炭，使其变成再生剂，再次进行反应。再生烟气通过旋风分离器除去大多数的催化剂，然后将其送入热能系统，充分回收热量后，再从烟道中排出。

1.2热工系统流程概述

热工系统的主要功能是将一氧化碳从烟气中除去，并将其热量回收，从而达到排放标准。在热工系统中，烟气进入烟气水封罐，随后进入一氧化碳焚烧炉，

在燃烧的过程中，其含有的一氧化碳能够被大量去除，去除之后再进入废热锅炉

进行热交换，将中压过热蒸汽送入蒸汽管道。最后，烟气在保持冷却常态后，有

序排放到大气中。

1.甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺的具体应用

1.过滤式除尘

第一，袋式除尘器。袋式除尘器是一种将粉尘气体从过滤袋中分离出来的设备，实现对固体颗粒的有效分离。其使用的是一种过滤机制，当含尘气体通过滤

袋时，大颗粒灰尘会因重力沉降或惯性而被滤袋阻挡，比滤袋孔隙率低的灰尘会

与滤袋产生摩擦，或被滤袋内的纤维静电吸附，最后从滤袋的表面及孔洞中与空

气相分离。试验结果表明，袋式除尘器的除尘效果几乎百分百，而在工业生产中，袋式除尘后，粉尘浓度可以低于50 mg/m3，或低于10 mg/m3，基本可以实现百

分百的除尘效果。通常在过滤袋中要防止产生冷凝水，布袋除尘器的工作温度必

须在25℃以上，这样就不会损坏滤袋。而过滤材料、结构也会对布袋除尘器的工

作温度产生很大的影响，除尘效果也会受限于含尘气体的具体性质。袋式除尘器

的过滤材料多种多样，可归结为两大类：有机织物和针刺毡。

第二，颗粒床除尘。双层颗粒床高温除尘器的构成有两层，在过滤过程中，

烟气由上而下穿过滤料，首先通过粗粒过滤，将大部分的大颗粒粉尘拦截在空气中，然后截取细小的粉尘颗粒。采用双层滤料颗粒床过滤技术，可实现99%以上

的除尘效果，同时还具有耐高温、耐腐蚀等多重优势，在工业烟气净化领域具有

广阔的应用前景。但是就目前情况而言，我国现有的滤料粒度大，均超过1 mm，

导致了滤料的过滤效率下降。当滤料粒度减小时，其过滤效果提高，而粉尘的阻

力增大，除尘时间缩短，适用性差。

2.2静电除尘

静电除尘器具有非常高效的除尘效果，除尘效率往往会超过99%。与此同时，能将细小的灰尘捕捉到1微米以下，对300~400℃的高温烟气进行净化，而且压

力损失很小，可以在高温和强腐蚀性的环境中工作。但是尽管该种除尘方式具有

较多的优势，对粉尘的比电阻具有一定的适用要求，如果比电阻没有保持在合理

的范围之内，那么就会对实际的除尘效果产生影响。有研究结果显示，在

104~5×1010Ω·cm范围内，比电阻值低于104Ω·cm 或超过 1011Ω·cm时，该

除尘方法就难以提升除尘效果[1]。低于104Ω· cm的粉尘其带电特性较强，易

于回流，除尘效率降低。粉尘的比电阻大于1011Ω·cm，容易发生反电晕，影响

除尘效率。因此，尽管该种除尘方式的效果较好，但其应用范围十分受限。

2.3湿式除尘

湿式除尘指的是将含尘气体与液体进行反向接触，利用液滴与尘埃之间的碰撞、凝聚及其他作用，使粉尘实现分离。与其他除尘器比较，湿式除尘器具有除尘、冷却和净化功能，除尘效果可与袋、静电收尘器等媲美，也可用于高温、高

湿烟气环境，且其能耗相对较低[2]。常见的湿式除尘器主要有三种：

第一，塔式洗涤除尘器。塔式洗涤除尘器的构成主要有三部分：喷淋塔是一

种最简单的湿式除尘器，具有较强的可操作性，操作步骤简单，主要用来清除直

径超过50微米的灰尘。喷淋塔对于应用环境的要求不高，即使在高温、高湿的

环境中，也能够有效发挥除尘作用。但美中不足的是，该种除尘设备占地较大，

单位时间内的除尘效率相对较低，且会耗费过多的水。填料塔在处理流动性良好

的烟气过程中能够发挥出较好的作用，尤其是含有有毒性粉尘并需要冷却的气体，能够对其进行良好的处理。填料除尘器包括喷淋设备和填料设备，其主体包括上

下筛板和填料，上下筛板可为筛网或格栅，下部筛网用于支承，上部筛网用于拦料。例如，某公司便采用了3级水洗除尘法，使粗煤气的烟尘浓度得到了有效降低。旋流板塔式洗涤器是最新研制出来的一种高效除尘器，由于其通孔面积大，

所以有很好的除尘效率，压力损失较低，不容易堵塞，除雾效果好。但是，该除

尘装置也存在腐蚀和磨损等问题，就需要根据实际情况进行合理选用。

第二，旋风洗涤式除尘器。旋风洗涤式除尘器的研制主要以干式旋风除尘器

为基础，其主要作用是清除直径超过5微米的粉尘。在结构的设置上是以干式结

构为主，将喷嘴安装在干式除尘器的内部，利用喷头喷射的方式在内壁上形成一

层薄薄的水膜，有效地阻止了粉尘的二次飞扬，提高了除尘效果。湿式旋风除尘

器采用气流沿高速切线方向进料的方式，通常气流速度为15-45米/秒。但在使

用过程中，为了避免喷头出现被烟气阻塞的情况，也为了降低废水后续处理的复

杂性，因此其处理含尘气体的温度通常要保持在100摄氏度以内。