新型水煤浆加压气化试车总结

新型水煤浆加压气化试车总结

王勋涛，李存放，李玲波，汪亮宇（兖矿国泰化工有限公司） 2006-06-26

新型水煤浆加压气化技术是由兖矿集团和华东理工大学研究开发，是拥有中国人自己专利权的新型气化技术。该技术在兖矿国泰化工有限公司已经成功工业化，该装置是单炉日处理原煤1150吨(精煤1000吨)，气化炉运行压力4.0MPa。装置于2003年8月2日破土动工，建设工期23个月零19天，2005年10月17日顺利生产出合格甲醇。随着2005年11月29日带压联投及2006年3月17日的双炉运行标志着新型气化技术已经进入工业生产。

一、新型水煤浆加压气化装置流程介绍

原料送来的煤经过秤量给料机精确计量与水及添加剂进入磨机，制成合格煤浆(质量百分比浓度≥61％)。煤浆经过过滤，贮存在煤浆槽内。煤浆槽内的煤浆经高压煤浆泵加压输送与空分来的氧气(纯度≥99.6％)经过四个工艺烧嘴进入气化炉。在气化炉内完成高温高压的气化反应过程。生成的粗合成气、熔渣及未完全反应的碳通过燃烧室下部的渣口与洗涤冷却水沿洗涤冷却管并流向下，进入气化炉洗涤冷却室，粗合成气在洗涤冷却室内完成洗涤和冷却，熔渣在洗涤冷却室冷却固化。初合成气经洗涤冷却室的破泡条由洗涤冷却室上部空间出气化炉。出气化炉的粗合成气经过混合器、旋风分离器、水洗塔完成洗涤净化，除去大部分细灰后的合成气(水汽比控制在1～1.4；合成气中飞灰含量≤1mg／Nm3)送往净化系统。熔渣在洗涤冷却室内完成激冷固化后通过锁斗定期排入渣池，由捞渣机捞出，运出气化界区。未完全反应的碳颗粒悬浮在黑水中，由渣池泵送到渣水处理工序作进一步处理。

水洗塔中部含固量较低的洗涤黑水经黑水循环泵加压后分两路，一路送入气化炉洗涤冷却室作为激冷水，另一路送入混合器分别作为洗涤、润湿水使合成气增湿增重。

从气化炉、旋风分离器、水洗塔出来的黑水在蒸发热水塔的下塔进行减压闪蒸，闪蒸出来的水蒸汽及部分溶解在黑水中的酸性气体与低压灰水在蒸发热水塔上塔直接换热。换热后的酸性气经冷凝分离，不凝性气体送至火炬燃烧。冷凝液送入灰水槽。

在蒸发热水塔下塔浓缩后的黑水进入真空闪蒸，闪蒸后的气体经过冷却降温，分离后气体排入大气。再次浓缩后的黑水与絮凝剂混合后进入澄清槽，在澄清槽中浓缩沉降。上部澄清的灰水溢流至灰水槽，澄清槽底的浓缩液经澄清槽底流泵送压滤系统处理，滤饼送出界区。 (但是现在压滤机使用效果不佳，澄清槽底部的浓缩液通过底流泵送到一氧化碳车间的污水处理。)

灰水槽中的灰水经低压灰水泵分三路，一路进蒸发热水塔，加热后经高温热水泵提压后送水洗塔作为洗涤水；第二路作为锁斗的排渣冲洗水；第三路送废水处理装置处理后外排。

下面为新型水煤浆加压气化技术的流程简图

二、主要设计参数

(一) 煤性能

新型气化炉烧的兖矿的北宿煤煤，煤的性能参数

(二) 添加的药品

(三) 水煤浆控制指标

(四) 工艺控制参数

(五) 考核指标

*注：1、合成气成份为干基成份； 2、气体体积为标况。

三、试车运行情况

(一) B炉试车情况

2005年7月21日，B＃气化炉采用鲁化14000Nm3／h空分装置的氧气一次投料成功，由于甲醇不具备试车条件，完成80小时运行考核后计划停车。停车后经过整改，等60000Nm3／h空分装置投入运行后，于10月15日B＃气化炉再次投料成功，17日1∶56甲醇装置产出合格甲醇。2005年10月15日进入正式化工生产，2005年11月24日计划停车，在此期间累计运行788小时，运行负荷率维持为73％(730吨煤／天)。

在12月底B炉再次开始运行，在运行中出现拱顶和气化炉上部一热偶处超温，dcs控制系统失控中央控制室电脑全部黑屏，高压煤浆泵活门处泄漏煤浆等原因跳车。

(二) A炉试车情况

A＃气化炉自2005年11月27日开始运行，累计在70～85％设计负荷下运行98小时，在85～95％设计负荷下运行41小时，在95～106％设计负荷下运行235小时。运行中因为拱顶超温，煤浆波动，空分热电，仪表等原因引起跳车。

四、试车中出现的问题及整改

(一) 第一次投料时氧气防空阀打不开，原因是氧气放空阀上的削音器设计阻力压差为40公斤太大，使氧气很难放空。我们就从减少氧气放空阀的阻力想办法。把削音器中的填料减少，同时把削音器的小孔改大。运行效果明显，没有再出现由于放开阀没有打开而使投料不成功。

(二) 在第一次投料时由于设计原因，两台捞渣机不能正常工作多次出现断链条，使大量的渣存在现场，我们发现：

1.齿轮和链条啮合间隙不合理；

2.链条在运行时不能脱离轮齿，有隐患存在；

3.在运行时链条带的渣无法自动脱掉；

4.保险丝杠与主动轮的固定间隙不合理，在液压系统出现故障时，可能造成链条脱轮、链条拉断、刮板变形报废等恶性事故。

因此我们就做如下的改进：

1.把捞渣机的主动轮的尺寸增大，从而增大轮齿和链条啮合间隙；

2.轮齿做倒角处理，消除了链条在运行时无法脱开轮齿的隐患；

3.增加了链条冲洗水系统，使链子在运行时脱离了气化渣从而减少渣对链条的磨损，增加了链条的使用寿命；

4.调整了保险丝杠与主动轮的固定间隙，消除当液压系统出现故障时，可能造成链条脱轮、链条拉断、刮板变形报废等恶性事故的隐患。

(三) 在第一次停车检查发现40％的破泡条变形，部分脱落。原因是气化炉破泡条的板材较簿(3mm)，而德州气化炉破泡条采用5mm 板材，2000小时运行未发现变形、脱落。因此我们选择较厚的材质做破泡条，破泡条的上锯形齿纹破口加大，同时我们把破泡条与支撑的连接方式有原来的螺栓连接改为电焊焊接，焊接时严格要求焊接质量，有专人把关。改造后的运行效果很好，再也没有出现破泡条变形及脱落现象。

(四) 由于煤浆中有大颗粒使高压煤浆泵跳车，烧嘴头部的煤浆通道堵塞，煤浆输送管线易堵塞等不良结果。我了解决此问题我们在2006年元月停车大修，我们对煤浆制备及煤浆输送系统的所有设备进行清洗检修，所有的管线进行冲洗。同时对振动筛进行技改，在煤浆出低压煤浆泵后增加煤浆过滤器，使超出要求的颗粒过滤出系统。在工艺操作中我们严格把好原料煤的粒度指标，在分析配合下由专人