等离子体煤制乙炔裂解气除尘工艺设计评估与吸收液研究

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在等离子体裂解煤制乙炔工艺中,为使裂解产物中粉尘含量能满足后续裂解气分离工艺的要求,需要在淬冷单元和气体分离工段之间设置除尘工艺使粉尘浓度低于1mg/Nm~3,并同时去除煤焦油等黏性物质。因裂解产物易燃易爆、含湿量大、粉尘浓度高,且含有煤焦油等黏性物质,单一的除尘工艺难以达到要求,因此,针对裂解产物中粉尘性质,设计一条高效、稳定、经济的除尘工艺路线具有十分重要的意义。本文基于前人的研究经验,设计了以旋风除尘器+喷射鼓泡塔+湿式电除尘器为核心的湿式除尘工艺和以旋风除尘器+陶瓷过滤除尘器+高温脉冲袋式除尘器为核心的干式除尘工艺,计算确定了各设备的具体参数,并进行了经济性和安全性分析。结果发现,在达到除尘效果要求的情况下,干式除尘工艺经济性较好,年运行费用为湿式除尘工艺的47.0%,但湿式除尘工艺更加安全可靠。针对湿式除尘工艺,本文初步筛选出一种吸收液,在提高焦油捕集效率的同时减少了乙炔的溶解损失。以液体石蜡和异丁基苯为模拟煤焦油,探索了乳化剂和消泡剂的种类和添加量,以及乳化剂亲水亲油值(HLB)等变量对乙炔吸收及模拟煤焦油溶解的影响,实验结果表明:(1)在水+1.0wt.%液体石蜡基底中,加入 1.0 wt.%的 tween 60+span 80(HLB=8.6)的吸收液效果最佳。(2)在水+1.0 wt.%异丁基苯基底中,加入0.5wt.%的tween20+span80(HLB=8.6)的吸收液具有最好的效果。在此基础上,于上述吸收液中加入1.0wt.%的二甲基硅油消泡剂(粘度500±30mPa·s),可以达到较好的消泡效果,且对乙炔吸收影响较小。
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