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。

第三，文丘里除尘器。

文丘里除尘器是一种高效的除尘设备，烟气以高速流过喉管，水流在喉部受到湍流流动的空气雾化，灰尘和水雾的碰撞产生沉淀。

其结构简单，在0.5~5微米范围内，对粉尘的除尘效果达到99%。

文丘里除尘器的除尘过程主要分为三个阶段，每个阶段对应不同的处理方式，通过雾化、凝聚和脱水来达到除尘的目的。

水珠从喷嘴中喷出，在文丘里喉部形成雾气，烟雾和水汽充分接触，水汽击穿了粉尘气层，加速了气液的传递，将灰尘打湿使其发生凝结。

在渐扩管中，气流的流速逐步减小，静压也得到了恢复。

凝结后的粉尘通过连接管道送入脱水器，因为物料颗粒很大，可以通过普通的分离机进行分离，从而达到净化烟气的目的。

按洗涤液的导入模式可分为强制式和自吸式两种，根据喉管流速和长度变化，压降也会发生改变。

文丘里洗涤器的动力主要来自来自于喉部的高速气流，随着气流速度的增加，喷嘴的雾化效率和除尘效率都会提高。

但是，在气速增加到一定程度后，再增加喉部气速对除尘效果的影响不大。

同时，提高液气比可以将更多的水雾化为较小的液滴，提高了除尘效率。

在液气比达到某一特定值时，其除尘效果会趋于最大。

随着液气比的不断提高，除尘效率达到一定的水平，而压力损失也随之增大，从而造成能源消耗和运行成本的提高。

但是，为防止水雾被带走，在文丘里除尘器的出口处应该设置一个脱水装置，将凝结在文丘里管中的液滴通过脱水机除去，从而提高除尘效果。

脱水机应该是一个独立的装置，安装在除尘器的外部。

2.4机械式除尘机械除尘是利用空气中的颗粒浓度的差异，借助重力和离心力将烟尘进行分离。

机械除尘器效率低，阻力小，能耗低，可以在低除尘标准下单独应用。

在环境要求较高的地区，它通常用作前除尘装置，为后续除尘做好铺垫。

1.甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺方案分析当设备正常运转时，再生烟气被分离出来后进入CO焚烧炉和废热锅炉进行充分燃烧，在燃烧之后，高温烟气进入废热锅炉过热器取热，取热后经烟囱排出。

再生烟气中的烟尘主要为甲醇制烯烃反应用的催化剂，在几次初步的分离之后，剩余的烟尘颗粒已经非常小，具有较高的硬度。

为了减少高效除尘设备的负载，通常采用机械收尘器进行废气预处理，而在甲醇制烯烃装置中，废气采用三级旋风分离技术将大颗粒催化剂和其他大粒度粉尘进行清除。

在对再生烟气的具体情况进行分析后，符合除尘要求的有袋式除尘、静电除尘和湿式除尘。

其中，袋式除尘器具有投资少、不产生水污染、运行相对简单的优势，能够达到所需的除尘目标。

但是，鉴于当前工业设备的实际状况，由于受余热锅炉除灰的影响，烟道温度会随运行时间的延长而逐渐上升，达到300℃左右。

在高温环境下，布袋的材质将会出现较大的问题。

而就目前的发展情况来看，耐高温过滤袋的使用并不多，甚至会出现燃烧现象。

所以，从整体上来看，采用袋式除尘器并不妥善。

MTO再生烟气粉尘具有较高的硬度、较高的比电阻和较低的电荷特性，且极易产生反电晕，导致除尘效果较差，所以电除尘器也被排除。

因此，就需要采用湿式除尘，不仅能满足排放标准和除尘效率，而且结构简单，造价低廉，维护管理便捷。

即使烟气浓度升高、排放温度上升，也不会对其造成任何影响，而且具有较大的可调整范围。

通过以上分析即可确定，在甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺选择的过程中，可以将湿式除尘作为主要的除尘方式，根据实际除尘的要求也可以辅以其他除尘方式，在最大程度上强化除尘效果。

结论：通过文章的分析和研究可以得知，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，本文主要围绕甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺进行研究，对多种除尘方法进行了详细的分析和对比，最终认为湿式除尘方法是最恰当的一种，能够有效满足除尘需要，降低粉尘污染，对于进一步促进化工企业的发展、保护生态环境具有重要意义。

参考文献：[1]李继翔.甲醇制烯烃装置工艺优化的技术改造方法[J].辽宁化工,2021,50(04):519-522.[2]宋杰萍.甲醇制烯烃装置烟气除尘工艺选择分析[J].云南化工,2021,48(09):100-101.。