江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍

第6期 2010年11月
中 氮 肥
M S ized N itrogenous Fertilizer Pr ogress No 6
N ov 2010
江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍
王刚勤,王国平,徐 峰,刘 政,钱林明
(江苏灵谷化工有限公司,江苏宜兴 214200)
[中图分类号]TQ 546 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)06-0024-02
[收稿日期]2010 06 12
[作者简介]王刚勤,男,山西临猗人,工程师,车间副主任。

1 装置简介
我公司煤气化装置选用具有国际先进水平的四喷嘴水煤浆气化技术,采用激冷流程及三级闪蒸灰水处理工艺。

气化装置由中国天辰工程公司设计,中国化学工程第三建设公司承建。

一期建设了2台气化炉,正常运行时1开1备。

我公司气化炉是国内最大的水煤浆气化炉,壳体内径3880mm ,砌筑耐火砖后炉膛内径2762mm 。

气化炉壳体由南化机制造,耐火材料由中钢集团洛耐院生产。

高压煤浆泵选用德国Feluwa 软管隔膜泵,煤浆制备选用棒磨机,煤浆浓度62%左右。

设计单炉日处理干煤1756,t 有效气(CO +H 2)产量118000m 3
/h ,气化炉操作压力4 0M Pa 。

设计煤种为神华煤与晋城无烟粉煤按1 1掺烧,而实际生产中使用煤种较多,现阶段基本以神华煤与大友煤按3 1掺烧。

气化装置生产的合成气用于450kt/a 合成氨(配套800kt/a 尿素)装置。

2 工艺流程
原煤破碎后(粒径 10mm )送入煤仓,经煤称量给料机精确计量后与来自滤液受槽的滤液按一定比例一起进入磨煤机,再加入适量添加剂磨成浓度约62%的水煤浆,由磨煤机出料槽泵送至煤浆槽。

煤浆槽内的煤浆经2台煤浆给料泵加压后与空分来的高压氧气一起进入工艺烧嘴,在气化炉内发生部分氧化反应,生成以CO 和H 2为主要成分的粗合成气。

熔渣及未完全反应的炭通过燃烧室下部的渣口与激冷水沿下降管内壁并流而
下,进入气化炉洗涤冷却室。

初步冷却的粗合成气经洗涤冷却室的水浴进一步洗涤和冷却后鼓泡上升,经4层破泡器到气水分离器,分离水汽后经混合器到旋风分离器分离掉大部分细灰,之后进入水洗塔进一步洗涤除尘。

熔渣经洗涤冷却室的水浴洗涤和冷却,再通过破渣机破碎后进入锁斗,定期排入渣池。

气化炉、旋风分离器、水洗塔出来的3股高温黑水经角阀减压后送入蒸发热水塔蒸发室进行第一级闪蒸,闪蒸气通过上升管进入蒸发热水塔上部的热水室,与低压灰水泵来的灰水直接接触换热;第一级闪蒸后的黑水送入低压闪蒸罐进行第二级闪蒸,闪蒸后的气体进入除氧槽;第二级闪蒸后的黑水送入真空闪蒸罐进行第三级闪蒸;第三级闪蒸后的黑水与絮凝剂混合后自流进入澄清槽,再溢流至灰水槽循环利用。

3 运行情况3 1 开、停车情况
2009年6月15日A 炉首次化工投料,2009年8月21日B 炉首次投料。

至2010年5月,气化装置共开停车13次,其中A 炉开停车8次(含计划检修停车4次),B 炉开停车5次(含正常倒炉1次)。

A 炉最长连续运行时间为1656h ,B 炉最长连续运行时间为1440h ,合成氨装置运转率为90%。

3 2 气化炉的运行情况
气化炉首次投料后的第1个月气化负荷在60%~80%,之后基本在90%~98%的负荷下运行(因后系统原因,气化负荷不再加大)。

大化肥系统运行近1a 来,未发生过因气化装置原因导致全系统停车的情况。

带压联投进行过4次,其中1次是不停车倒炉。

这说明四喷嘴对置式水煤浆气化装置的运行稳定性很好。

但从
第6期王刚勤等:江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍!25 !
整个大化肥装置运行状况来看,不适合低负荷运行,尤其是长期低负荷运行。

煤种的变化对气化炉的运行影响比较明显,煤种的好坏对气体成分、煤耗、煤浆浓度、耐火材料的使用寿命及气化炉的稳定运行等影响很大。

我公司气化炉先后使用过神华煤、神混一号、神混二号、大友煤、榆林煤等煤种,以神华煤与大友煤掺烧使用时间最长,运行情况良好,合成气中有效气含量>81%,达到设计水平, (CO+H2)产量为116000m3/h,接近设计值。

运行的技术指标:1000m3(CO+H2)的煤耗约570kg(干基),氧耗约370m3;粗渣中的含碳量基本在1%~3%;碳转化率>98%。

3 3 气化炉的温度控制
气化炉的温度控制是气化操作的关键。

炉温控制过高会直接影响耐火砖的使用寿命和合成气中的有效气含量;控制过低又会使粗渣中的含碳量增加,使渣的流动性变差,渣口压差增大,甚至堵塞渣口和下降管,影响气化炉的运行。

因此,如何判断气化炉的温度是否合适并将炉温控制在较合适的范围非常重要。

实际生产中,我们是依据气化装置以下几方面数据,通过综合分析、判断来调节炉温的。

(1)入炉煤的灰熔点。

每批次进厂的煤都要做工业分析和灰熔点测试,并将结果送到气化车间,作为车间控制氧煤比的重要依据。

(2)粗渣的形态。

根据粗渣中的颗粒大小、玻璃丝的情况等判断炉温是否合适并进行调节。

(3)气体成分。

根据气体中甲烷、二氧化碳的含量变化对炉温进行判断,一般来说,甲烷含量升高、二氧化碳含量降低说明炉温在降低,反之,说明炉温在上升。

(4)渣口压差。

在气化炉运行过程中,渣口压差一般在一个很小的范围波动,可以看作一个定值,如果该值增大,说明炉温偏低,可适当提高氧煤比。

(5)炉壁温度和煤浆浓度。

3 4 气化炉激冷室的液位控制
四喷嘴气化炉的激冷室由下降管和4层破泡条组成。

在气化炉近1a的操作运行过程中,不论是高负荷还是低负荷,激冷室液位基本处于40%左右,波动很小,从未出现因负荷增大而引起激冷室液位降低及不好控制的状况。

这说明激冷室的结构设计合理,也证实我们对激冷室液位的操作思路是正确的。

3 5 气化炉的拱顶温度
装置筹建时曾听说四喷嘴气化炉拱顶会有超温现象,也曾有过担心。

我公司四喷嘴气化炉实际运行结果是:拱顶的壁温是整个炉壁温度的最低点,A炉运行3800多小时后拱顶壁温仍然是整个炉壁温度的最低点;停车进炉检查,拱顶砖整体完好,没有发现明显冲蚀,K砖部分冲刷也比较小。

这充分显现出四喷嘴气化炉大型化后的优势。

3 6 渣水系统的运行情况
渣水处理药剂使用南京金陵石化研究院的产品,每班严格按规定剂量添加,效果好,灰水浊度控制在50m g/L以下,渣水处理设备和管道结垢较少。

渣水处理系统开、停车简单、方便。

4 实施的几点改进措施
4 1 静态破渣器改进
我公司静态破渣器下面安装有破渣机,用于破碎大块渣。

早期运行时,停炉后打开气化炉下人孔发现静态破渣器上的渣和细灰多,尤其是大块渣多。

为此,将静态破渣器的下底板和下部一部分格栅去掉,使灰渣通道得到增大,改后运行状况良好。

4 2 渣口压差测量改进
设计渣口压差的测量是在气化炉炉膛的压力点和合成气出口管道上的压力点之间接1个压差表,但运行过程中发现,有时压力表显示渣口压差升高,但气体成分未发生变化。

仔细分析原因后发现,渣口压差还包括气体出口的一个类似∀燕子窝#的部件,正是该部件积灰产生的流动阻力导致压差显示增大,而实际的渣口压差并没有增大。

为此,在炉膛压力点和液位计气相室之间增加1个压差表,使用效果很好。

4 3 低压闪蒸气的再利用
按设计流程,低压闪蒸气去除氧器对补充的新鲜水进行除氧,但在实际生产中,低压闪蒸气的富余量较大,只好在现场放空一部分,既造成浪费,又产生强烈的噪音。

针对这一问题,经过计算并将参数提供给蒸汽喷射器厂家后,采用1台蒸汽喷射器替代真空泵,运行效果好,每年可为企业节省几十万元的费用。

第6期 2010年11月
中 氮 肥
M S ized N itrogenous Fertilizer Pr ogress No 6
N ov 2010
4 4 真空闪蒸罐下液管的改进
根据真空闪蒸罐的流程设计和作用,我们认为真空闪蒸罐可不保持液位,只要在管道内形成液封就可以满足要求。

为此,取消了真空闪蒸罐下液管上的调节阀组。

改进后的运行情况表明,改进方案既节省投资,又简化了流程,操作也更加方便。

5 存在的问题
(1)封堵砖上的金属手柄容易拔断,修补时需把封堵砖打碎,这就容易损伤炉口处的耐火砖,可能导致炉顶盲法兰超温。

(2)磨煤机钢棒断棒多。

(3)烧嘴的使用寿命还需进一步提高。

6 小 结
我公司四喷嘴水煤浆气化装置近1a 的运行使我们认识到,煤种的稳定是气化炉稳定运行的关键,设备与筹建是气化炉稳定运行的基础,系统水质是影响气化炉长周期、稳定运行的重要因素。

国内最大的水煤浆气化炉在我公司的成功运行给了我们极大的信心和鼓舞,但毕竟气化装置的运行时间还不是很长,以后还会碰到许多新的问题,需要学习的地方还很多,希望能够多与兄弟厂家交流学习,使我公司的气化装置实现更长周期的稳定运行。

25000m 3
/h 空分分子筛系统运行分析
李有明
(云南解化清洁能源开发有限公司解化分公司,云南开远 661600)
[中图分类号]TB 657 7 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)06-0026-02
[收稿日期]2010 06 18
[作者简介]李有明(1963∃),男,云南开远人,主任工程师。

目前大型空分装置原料空气的净化均采用分子筛吸附流程。

其特点是:流程简单、操作方便、投资较少以及开车时间短。

我公司二甲醚厂的25000m 3
/h 空分装置的原料空气净化采用的就是这种流程,空分装置于2008年9月2日试车投产。

以下对该套装置的分子筛系统运行情况做一分析总结。

1 分子筛系统简介
25000m 3/h 空分装置是四川空分设备集团有限责任公司的成套技术,空气净化采用2台分
子筛吸附器(1#、2#
),内装硅胶和13X 分子筛。

硅胶的作用是吸附空气中的水分,分子筛的作用是吸附空气中的C O 2及碳氢化合物。

来自空气冷却塔的空气(温度为13%)经过分子筛床层后,空气中的H 2O 、C O 2、乙炔等被清除干
净,进入主换热器进行冷却降温。

正常运行过程中,1台分子筛工作(吸附),另1台则再生(解吸),切换周期为4h 。

再生气源是来自精馏塔上塔的污气氮。

再生分为卸压、加热、冷却、升压、切换5个步骤,由计算机程序自动控制执行。

2 分子筛系统在原始试车及生产过程中出现的问题及解决方法
2 1 分子筛再生冷却峰值偏低及解决方法
分子筛再生冷却峰值是分子筛再生好坏的重要标志,工艺要求冷却温度要大于100%。

再生冷却峰值偏低,说明分子筛再生不彻底。

再生冷却峰值偏低一般由以下原因引起:
&再生气量偏低;
∋再生时加热气体的温度偏低;(加热时间过短;
)分子筛程序故障,吸附时间过长等。

其中情况&在我公司原始试车过程中发。