曹春紅

（中安聯(lián)合煤化有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232000）

1 前言

MTO裝置工藝流程中，攜帶催化劑粉末的工藝氣，在急冷塔中自下而上與塔頂急冷水逆向接觸，工藝氣被降溫的同時(shí)，大量的催化劑粉末被急冷水洗滌下來(lái)，沉積于底部。為保證裝置的廢水顆粒指標(biāo)達(dá)標(biāo)，急冷塔后設(shè)置了急冷水過(guò)濾器，用于過(guò)濾急冷塔塔底酸性廢水中含有的高濃度催化劑細(xì)粉。

中安聯(lián)合MTO裝置設(shè)置兩臺(tái)水漿過(guò)濾器SR2101A/B，一開(kāi)一備，順控控制，當(dāng)過(guò)濾器運(yùn)行達(dá)到設(shè)定壓差（>200KPa）或設(shè)定時(shí)間（4h）時(shí)，過(guò)濾器切換反沖洗。切換可以自動(dòng)，也可以手動(dòng)操作。

（1）過(guò)濾器主要技術(shù)參數(shù)：

設(shè)備過(guò)濾介質(zhì)：水漿，強(qiáng)酸性，PH=3.6；

催化劑細(xì)粉含量：4000-16000μg/g；

設(shè)備工作壓力：0.8MPa（G），工作溫度：80～200℃；

設(shè)備處理量：15～25t/h；

濾芯規(guī)格：φ40×1700，濾芯材質(zhì)：316L粉末燒結(jié)；

過(guò)濾精度：1μm；

濾芯數(shù)量：271根/臺(tái)；

筒體直徑：φ1400。

（2）過(guò)濾器由成都某公司成套供貨，過(guò)濾器本體由殼體和濾芯兩部分組成，濾芯部分由花板和271根濾棒旋插組成。

2 設(shè)備運(yùn)行及故障情況

2.1 試運(yùn)行情況

2019年7月26 日，中安聯(lián)合MTO裝置實(shí)物料試車(chē)，水漿過(guò)濾系統(tǒng)隨主裝置同期投入使用。2019年8月3日下午13:37，過(guò)濾器SR2101A充液備用時(shí)，發(fā)現(xiàn)殼體封頭法蘭泄漏冒汽，緊固無(wú)效，遂切除換墊，在拆除封頭、吊起濾芯時(shí)發(fā)現(xiàn)61根濾棒折斷掉落在殼體內(nèi)（見(jiàn)圖1），濾芯花板中間凹陷變形明顯。

圖1

2019年8月7 日上午，班組發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器SR2101A排水閥KV2104A無(wú)法開(kāi)關(guān)，判斷濾芯斷棒卡入閥體導(dǎo)致該閥無(wú)法開(kāi)關(guān)，遂安排切除拆檢過(guò)濾器。拆除封頭時(shí)首先發(fā)現(xiàn)濾芯花板表面凹陷，有約1/4弧段破裂，吊出濾芯時(shí)發(fā)現(xiàn)花板下端有大量濾棒斷落后剩余的棒頭，吊出濾芯后發(fā)現(xiàn)殼體錐段內(nèi)有大量濾芯斷棒（見(jiàn)圖2）。

圖2

統(tǒng)計(jì)表明，SR2101A在9月12日前，因?yàn)V芯斷裂、花板泄漏等共檢修5次，共斷裂濾芯213根，占總濾芯數(shù)的78.6%。每次檢修投用后很快就失去過(guò)濾效果，水漿過(guò)濾器成為了一個(gè)介質(zhì)通道，沒(méi)有絲毫過(guò)濾效果。SR2101B情況與A類(lèi)似，因沒(méi)有濾芯備件故未對(duì)B進(jìn)行拆檢。

2.2 廠家改進(jìn)后運(yùn)行情況

鑒于問(wèn)題嚴(yán)重，制造廠重新制造更換了濾芯，并進(jìn)行了如下修改：

（1）濾芯由φ40×1700，改為φ60×1220，總數(shù)量和總過(guò)濾面積不變。

（2）增加底部限位板。

（3）花板加厚并采用加強(qiáng)筋，密封面加寬?；ò搴穸?8mm。

2019年9月12 日，SR2101A的新濾芯投用。投用后過(guò)濾廢水34個(gè)樣品，固體含量超過(guò)200mg/L的達(dá)27個(gè)，占到79.4%，最高達(dá)2522mg/L，仍然不能滿(mǎn)足小于200mg/L的要求。2019年9月27日SR2101B新濾芯投用，兩臺(tái)水漿過(guò)濾器濾芯全部更新后，過(guò)濾廢水的固體含量平均仍高達(dá)1075mg/L。鑒于運(yùn)行中過(guò)濾廢水固體含量波動(dòng)較大，10月12日對(duì)水漿過(guò)濾器SR2101A濾芯進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)有4根濾棒開(kāi)裂，部分濾棒有輕微彎曲。2019年10月17日，水漿過(guò)濾器SR2101B投用21天后拆檢時(shí)也發(fā)現(xiàn)濾芯有25根濾棒產(chǎn)生裂紋。為了保證濾芯正常投用，MTO裝置對(duì)斷裂部位均采用封堵的方式維持運(yùn)行。

2.3 后續(xù)影響

因過(guò)濾后廢水固體含量長(zhǎng)期超標(biāo)運(yùn)行，高濃度污水外送換熱器（E2125）頻繁堵塞，平均10天清洗一次。同時(shí)，高濃度污水外送泵機(jī)封損壞泄漏，高濃度污水外送系統(tǒng)管線、調(diào)節(jié)閥、手閥等也開(kāi)始出現(xiàn)程度不同的磨損和閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)的情況。

3 原因分析

（1）濾芯安裝結(jié)構(gòu)不合理。該過(guò)濾器濾芯部分下部沒(méi)有設(shè)計(jì)固定板，271根濾芯插花式旋插固定在花板上，濾芯（φ40×1700）又細(xì)又長(zhǎng)，在水流和氣流的沖擊下，濾芯從根部疲勞受力折斷。

（2）花板強(qiáng)度不夠。原濾芯花板厚度只有10mm，焊接在圈板內(nèi)，承壓強(qiáng)度不夠，反復(fù)沖擊時(shí)，花板容易變形、破裂，最終導(dǎo)致濾芯斷裂。

（3）濾棒燒結(jié)部位與不銹鋼螺紋接頭焊接處比較薄弱，在運(yùn)行過(guò)程中因壓差、反沖洗帶來(lái)的作用力會(huì)造成該部位應(yīng)力開(kāi)裂。

（4）濾棒與花板連接部位密封效果不好，密封處泄漏是造成過(guò)濾廢水濾后效果較差及波動(dòng)的主要原因。

4 改進(jìn)措施

由于水漿過(guò)濾器廠家改進(jìn)后的濾芯仍不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行，公司根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和兄弟企業(yè)經(jīng)驗(yàn)交流情況，選擇有同類(lèi)裝置水漿過(guò)濾器成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，而且使用情況良好的新鄉(xiāng)某公司對(duì)水漿過(guò)濾器濾芯重新進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。

4.1 重新設(shè)計(jì)管板

當(dāng)濾芯壓差達(dá)到反洗要求時(shí)，設(shè)備要進(jìn)行反洗工作。在頻繁自動(dòng)反洗過(guò)程中，濾芯不但要求反洗后效果理想而且還必須承受介質(zhì)反向沖洗強(qiáng)烈沖擊。同時(shí)支撐濾芯的管板及支撐板必須具有一定的強(qiáng)度和柔韌性。因此，此次設(shè)計(jì)的管板采用整體鍛件，便于設(shè)備的整體密封，且具有一定的使用強(qiáng)度，管板設(shè)計(jì)厚度80mm。濾芯內(nèi)件整體采用支撐板和拉桿固定支撐，保證濾芯在高頻率、高強(qiáng)度反沖洗下的整體強(qiáng)度。

4.2 改進(jìn)濾棒規(guī)格

濾棒采用φ50×1750規(guī)格，材質(zhì)316L粉末燒結(jié)，數(shù)量241；φ50×1300規(guī)格，材質(zhì)316L粉末燒結(jié)，數(shù)量24。

4.3 改進(jìn)濾棒固定方式

濾棒采取三段或兩段結(jié)構(gòu)，中間焊接連接。濾棒上端為螺栓結(jié)構(gòu)，通過(guò)隔板上的孔后，用雙螺母鎖死，濾棒底部有螺絲固定。濾棒三支一組進(jìn)行加固，上下都被牢牢固定，使濾棒在開(kāi)車(chē)過(guò)程中完全能承受住流量的沖擊。

4.4 改進(jìn)濾芯結(jié)構(gòu)

重新設(shè)計(jì)過(guò)濾單元。為滿(mǎn)足工藝要求及提高反洗效果，此次設(shè)計(jì)的粉末管濾芯外表面為超細(xì)粉末顆粒構(gòu)成，內(nèi)部為漸變式粉末顆粒排布燒結(jié)而成。如圖3。

圖3

第二次改進(jìn)實(shí)物如圖4。

圖4

4.5 改進(jìn)效果

2020年4月15 日采用新濾芯后，過(guò)濾廢水固體含量平均為58mg/L，均能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

新濾芯投用后未出現(xiàn)過(guò)折斷、裂紋現(xiàn)象，也降低了清洗頻率，由原來(lái)的10天洗一次變?yōu)?0天洗一次，下游相關(guān)設(shè)備（如高濃度污水外送換熱器E2125AB），清洗頻次由原來(lái)的10天清洗一次變?yōu)?20天清洗一次，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了清洗費(fèi)用，也保證了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

水漿過(guò)濾器是影響MTO裝置急冷水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備，也擔(dān)負(fù)著出裝置過(guò)濾廢水能否達(dá)標(biāo)的重要使命，其運(yùn)行效果的好壞不僅關(guān)系著整個(gè)裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，而且還影響裝置的環(huán)保指標(biāo)。本文從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析原因著手，通過(guò)兩次優(yōu)化升級(jí)，根本上解決了濾棒易斷裂、過(guò)濾精度低、運(yùn)行平穩(wěn)性差、清洗頻率高等難點(diǎn)問(wèn)題，改善了過(guò)濾器的運(yùn)行效果，穩(wěn)定了裝置生產(chǎn)，保障了環(huán)保指標(biāo)，節(jié)約了維護(hù)成本，為處理同類(lèi)裝置的相關(guān)問(wèn)題提供了一定的借鑒。