新型多喷嘴对置式气化炉激冷室的改造1

第4期(总第143期)煤化工N o．4(T ot al N o．143) 2009年8月C oal C hem i cal I ndus t ry A ug．20(0

新型多喷嘴对置式气化炉激冷室的改造

杨其成许敬刚王丽君胡大华

(山东兖矿国泰化工有限公司，滕州277527)

摘要介绍了新型多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺流程以及在工艺、设备内部结构上的优点．同时结合国泰公司四喷嘴气化炉激冷室运行情况，总结了静态破渣器、鼓泡床、托砖盘法兰及冲洗水、合成气出口挡板等内部件改造及应用情况，经过改造后，提高了气化炉激冷室运行周期，达到了集渣畅通、破泡条运行周期长、锅底温度可控等良好效果。

关键词多喷嘴对置式气化炉激冷室改造

文章编号：1005—9598(2009)一04—0048—03中图分类号：T Q54文献标识码：B

1多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺流程

兖矿国泰化工有限公司采用的多喷嘴对置式气化炉(简称“四喷嘴气化炉”)是具有自主知识产权的先进水煤浆加压气化技术炉型，也是煤气化装置中的核心设备，分为燃烧室和洗涤冷却室(俗称“激冷室”)，采用激冷流程的工艺流程如下：

洗涤水进入分布环．经一排孔与环缝喷出。环缝洗涤水沿管壁流下，以保护洗涤冷却管不致超温；一排孑L轴线与洗涤冷却管中心线呈45度相交，水股与来自气化室下渣口的粗煤气进行混合．以强化热质传递。

相继．煤气经洗涤冷却管下端扩口进入鼓泡床，床中设有气泡横向分隔单元，进一步实现煤气的洗涤、降温、增湿的目的。绝大部分灰渣转移到水相，沉降。煤气经洗涤冷却室上部挡板，分离其中的雾沫与携带水分后．再经出口进入下游工序。

进入洗涤水中的灰渣其粒度各异，凡粒径小于150r am者．穿过静态破渣器栅格空间进入其下部，其绝大部分或沉降或为锁斗循环水带至锁斗，小部分(含固量约为1％)随黑水经出口进入蒸发热水塔。凡粒径大于150r am的灰渣将借助重力和水的湍动，沿静

收稿日期：2009—05—21

作者简介：杨其成(1972一)，男，2008年毕业于山东理工大学机械没计制造及其自动化专业，助理工程师，现从事多喷嘴气化炉设备管理和检修等工作。

态破渣器格栅斜面(与水面呈500交角)向下滚动，在滚动过程中，由于水的湍动和静态破渣器的菱角将会被破碎，不被破碎者将堆积于静态破渣锥的底部，为格栅拦截，检修时将其清除。一般而言，这种大块渣(含耐火砖)不会很多。

在洗涤冷却管与静态破渣器之间的渣水因受气泡的扰动，而湍动得相当剧烈。借助渣水的流动可以达到如下两个目的：其一，松散堆积在静态破渣器格栅上的细渣集团，使其下沉；其二，使大渣不断扰动，在与菱锥碰撞中破碎。

2多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺优点及结构特点

2．1工艺优点

与德士古气化炉型相比较。多喷嘴对置式气化炉的复合床洗涤冷却室采用了喷淋床与鼓泡床的复合床型．在工艺方面的优点是：

(1)洗涤冷却水的喷淋流动既保护洗涤冷却管免受高温合成气的热辐射，又增加了热质传递的有效界面积。

(2)出洗涤冷却管的粗合成气进入液相主体，鼓泡上升，通过设置的多层分隔板，实现了气泡的破碎，增加了热质传递面积，有利于解决合成气的带水带灰问题，增加了操作的稳定性。

2．2在设备内部结构上的特点

(1)采用独特的破泡条代替上升管．洗涤冷却室共设有4层破泡条，每层由若干根截面呈三角型锯齿

2009年8月杨其成等：新型多喷嘴对置式气化炉激冷室的改造一49一

状的长条组成，相邻两层破泡条相互垂直，能够有效破除气体冲破水浴后上升过程中产生的气泡。

(2)采用静态破渣器破渣．替代了德士古工艺上的破渣机(不仅节约了设备投资，也大大降低了对设备的维护)。在洗涤冷却管与静态破渣器之间的渣水因受气泡的扰动而湍动得相当剧烈．借助渣水的流动，可以将灰渣松散地堆积在静态破渣器栅格上(有利于细渣集体下沉)，并使大渣在不断扰动中与棱锥碰撞而破碎。

3激冷室的改造及应用情况

3．1静态破渣器改造

3．1．1静态破渣器的结构及改造前应用情况静态破渣器为一锥状格栅，锥角为60。，底面直径为中2244m m，锥高为1943m m。格栅是指锥面为格栅，底面无部件。格栅截面呈菱形，其轴与洗涤冷却室轴线平行。格栅的正投影间距为150m m，以拦截大块灰渣及耐火砖。

静态破渣器由硬质钢制成，分成6件，在洗涤冷却室内组合安装。静态破渣器锥底位于洗涤冷却室下锥的斜面上。找准水平(对中心。即静态破渣器轴线与炉体轴线重合)后．在破渣器锥底上部焊一角铁环(150m m X150r am)。两者之间为5m m．期望实现静态破渣器在小范围内振动，抖散灰渣团，总体固定牢固。

国泰第一台气化炉首次投料连续运行80h后，停炉检查发现：静态破渣器阻碍了气化炉排渣，大量的灰渣堆积于静态破渣锥的底部．与原始设计的功能存在很大的偏差，破渣效果不理想。

3．1．2静态破渣器的改造及改造后应用情况鉴于静态破渣器有渣堵的现象，公司决定用碳弧气刨刨除部分格栅，只保留静态破渣器的主体框架。经过改造投用运行后．每次停炉检查，静态破渣锥底部集渣的情况得到彻底改变．而且避免了气化炉激冷室锥底渣堵锁斗不能正常集渣的异常现象。改造前后示意图见图l。

庶台

改造前改造后

图l静态破渣器改造前后示意图3．2鼓泡床改造

3．2．1鼓泡床的结构及改造前应用情况

鼓泡床是由4层横向分隔的破泡条组成的，破泡条是由下部开三角缝的角铁组成，每层13根，该角铁呈等边三角形。边长为115．5m m，厚度5m m，两端由螺丝与支撑环连接．支撑环有两种，分别固定在洗涤冷却管以及洗涤冷却室壳体上。

为防止气泡运动以及系统泄压引起的设备振动。洗涤冷却室的破泡条牢固固定。采用内安装，两层破泡条之间呈900。即相邻两层角铁分别为X方向与Y 方向。

气化炉首次投料经过20h长周期运行，停炉检查，发现：激冷室鼓泡床下面三层严重损坏，下降管支撑圈、第一二层已整体移位倾斜，第三四层部分支撑圈脱落到静态破渣器上。部分破泡条脱落、变形、脱焊。

3．2．2鼓泡床的改造及改造后应用情况

用75m m角钢及l O O m m槽钢等碳钢材料替代316L 的破泡条及支撑圈的损坏部分，重新修复加固，并且破泡条用加强板加固。这样在随后的多次运行过程中．破泡条很少脱落．严重者也就是变形、脱焊。

3．3托砖盘改造

3．3．1托砖盘法兰改造

国泰公司B#气化炉在运行过程中。由于激冷水流量不足，造成托砖盘法兰严重变形，经检查需要重新更换。由于气化炉在出厂之前。托砖盘法兰是整体的，直接安放到燃烧室下渣口，为了便于安装，将托砖盘法兰切割成对称两半．在气化炉内安装完毕，再进行组焊。这样在以后的检修过程中，就方便得多了。

3．3．2托砖盘冲洗水改造

新型气化炉在实际生产运行中，由于激冷室气体流速较低，托砖盘底部(俗称“锅底”)积灰严重，造成托砖盘散热不畅以至超温．气化炉壳体的设计温度是425℃，而在实际生产运行中，托砖盘的温度能达到400℃，这给气化炉的安全运行带来较大的隐患。工艺操作中．通过提高气化炉液位带水来试图降低锅底的温度，效果不明显，而且也极易造成水系统的波动。

针对这一问题，在托砖盘配～组环形冲洗水管(A 管)．并筛选出最佳的水源——水煤气高温变换冷凝液以及配管案，达到降低锅底温度的目的。经过改造投用冲洗水后，锅底温度控制在250℃。300℃．基本消除了超温现象。改造示意图见下页图2。