德士古煤氣化合成氣帶水問(wèn)題的分析與探討

第30卷化肥工業(yè)第3期德士古煤氣化合成氣帶水問(wèn)題的分析與探討丁振偉王偉(山東兗礦魯南化肥廠(chǎng)水煤漿氣化國家工程研究中心滕州27752)摘要分析了德士古氣化爐合成氣帶水的原因及其對穩定生產(chǎn)的影響,并提出了通過(guò)降低熱流強度、擴大上升管直徑、加大激冷宣液面上部分離空間及在氣化爐合成氣出口管線(xiàn)上設置氣水分離器的改進(jìn)措施關(guān)鍵詞合成氣帶水德士古分析探討氣化爐是德士古水煤漿加壓氣化裝置的核心路是由文丘里加入的高壓灰水;另兩路是冷凝液,設備,分為燃燒室和激冷室兩部分。上部為燃燒分別由洗滌塔的塔盤(pán)和洗滌塔液位調節閥加人。室,內襯3層耐火材料;下部為激冷室,內有激冷出洗滌塔的水去閃蒸系統處理或作為氣化爐激冷環(huán)、下降管、上升管和折流擋板等主要部件。我們環(huán)上的激冷水,氣化爐的排放水去閃蒸系統處理。在生產(chǎn)操作過(guò)程中時(shí)常會(huì )發(fā)生激冷室的合成氣帶水問(wèn)題,本文就此問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。2氣化爐帶水時(shí)的現象與危害氣化爐帶水時(shí),系統將出現以下異?，F象:1裝置流程(1)氣化爐的液位下降,去閃蒸系統的黑水工藝流程如圖1所示。調節閥自動(dòng)關(guān)小(本裝置用出氣化爐的排水量來(lái)高壓灰水控制氣化爐的液位)。水煤漿合成氣去變換系統(2)合成氣溫度偏高,文丘里壓差增大且波氣化爐冷及液合成氣乓里(3)洗滌塔液位升高洗滌塔補水閥關(guān)小。液位調節匈氣化爐帶水現象發(fā)生后的危害主要表現在以敵冷水去激冷環(huán)洗滌塔下幾個(gè)方面:去閃燕系統(1)氣化爐液位持續下降,有時(shí)需減負荷生產(chǎn),影響裝置的生產(chǎn)強度?；以ヮ~斗冼滌塔循環(huán)泵去閃系統(2)氣化爐帶水后,由于氣化爐激玲室內直田1裝置流程筒圖接接受自氣化爐燃燒室來(lái)的熔渣、飛灰,系統內水加壓的水煤漿和氧氣經(jīng)過(guò)特制的工藝噴嘴噴質(zhì)較差,大量灰份隨著(zhù)合成氣夾帶的水到達洗滌人氣化爐內后,水煤漿被霧化成細小的顆粒,與氧塔內,影響了洗滌塔的水質(zhì),也影響了出塔合成氣在爐內1300-1400℃的高溫下發(fā)生氧化一還氣的清潔程度。原反應,產(chǎn)生煤氣(主要成份是C0+H2,也稱(chēng)為合(3)由于洗滌塔液位升高操作不穩有時(shí)會(huì )成氣),同時(shí)生成少量熔渣。合成氣與熔渣出氣化引發(fā)洗滌塔帶水而影響后工序的正常操作。爐燃燒室后在下降管的引導下進(jìn)入到氣化爐激冷4)洗滌塔水質(zhì)的惡化影響了氣化爐激冷環(huán)室液面以下熔渣被冷卻固化后沉降到氣化爐激的激冷水的水質(zhì)長(cháng)期運行會(huì )加劇氣化爐激冷冷室底部經(jīng)鎖斗收集后排出;合成氣被冷卻并吸環(huán)結垢。收了飽和蒸汽后出下降管,沿下降管與上升管之(5)由于氣化爐黑水向閃蒸系統的排放量減間的環(huán)隙鼓泡上升,離開(kāi)上升管后被激冷室頂部少,黑水中的灰渣成份增加,容易堵塞氣化爐去閃的折流擋板阻擋折流后由氣化爐激冷室合成氣出蒸系中國煤化工的正常操作口排出,經(jīng)文丘里洗滌器去洗滌塔進(jìn)一步洗滌除CNMHG塵后送變換工序。洗滌塔的補充水來(lái)自3路3氣化爐合成氣帶水過(guò)程的分析第30卷化肥工業(yè)第3期合成氣通過(guò)燃燒室的渣口進(jìn)入激冷環(huán)和下降表1正常生產(chǎn)時(shí)水平衡表{m3/h管以后,由于下降管內壁四周分布著(zhù)激冷水形成氣化爐洗滌塔的液膜,合成氣與激冷水并流下行的過(guò)程即發(fā)生補充水90激冷水)30高壓灰水)了傳熱傳質(zhì)過(guò)程,合成氣被冷卻,激冷水被加熱部分激冷水蒸發(fā)成為飽和蒸汽進(jìn)入到合成氣中。35(去閃蒸9(激冷水)排出水合成氣離開(kāi)下降管后,在下降管與上升管的環(huán)隙30(轉化為蒸汽)20(去閃森)間穿越激冷室水液層鼓泡上升,在此過(guò)程中由于氣體流速較快,合成氣在溢出激冷室液面時(shí)要夾塔的冷凝液補充水減至30m3/h,這時(shí)合成氣實(shí)際帶部分水。夾帶出的水有4種運動(dòng)形式:一部分帶出氣化爐的水量為50m2/h,比正常時(shí)增加了隨合成氣在環(huán)隙上升的過(guò)程中由于沒(méi)有足夠的功25m3/h能,又落回到環(huán)隙的液層中;一部分撞擊到上升管從傳熱傳質(zhì)的角度考慮,在激冷室內,合成氣的內壁和下降管的外壁上以液膜的形式流回到液與激冷水之間的傳熱屬于兩相流的沸騰傳熱過(guò)層中;一部分在離開(kāi)上升管后經(jīng)過(guò)激冷室上部的程。根據流體沸騰傳熱理論,其過(guò)程將隨熱流強折流板時(shí),被分離沉降到激冷室液面上;一部分最度的增加而發(fā)生傳熱機理的轉變,即當熱流強度終隨合成氣被帶出氣化爐,經(jīng)文丘里進(jìn)入洗滌塔增加到某一臨界值時(shí),傳熱過(guò)程將由高效的泡核沸騰轉變?yōu)榈托У哪罘序v,此時(shí)氣相中將夾帶由于合成氣在激冷室液層中穿行的過(guò)程屬于大量的水沫。由于水沫的密度比液體的密度小,種氣、液分散系而且存在著(zhù)傳熱傳質(zhì)的過(guò)程,使得氣體夾帶液體所需要的能量大大降低,可以比較復雜?，F從2個(gè)方面進(jìn)行討論:(1)借鑒氣在氣體流速并不太大的情況下而發(fā)生大量帶水現流輸送的理論,從氣體流速的角度來(lái)考慮;(2)合象。這一理論可以成功地解釋當氣化爐帶水時(shí)加成氣夾帶的小水滴雖然不屬于氣流輸送中的固體大氣化爐的排水量后,氣化爐的液位不但不下降顆粒,但是有許多相似之處,因為液體的密度與反而會(huì )升高。這是因為排水量加大后,激冷室內固體的密度非常接近而與輸送介質(zhì)合成氣的密度激冷水的滯留時(shí)間相對縮短了,激冷水的溫度也卻相差甚遠,這一點(diǎn)與氣流床的情況很相似。另就降低了,即降低了合成氣與激冷水之間的熱流外小液滴作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在液面上運動(dòng)時(shí),同樣受強度,使傳熱過(guò)程從膜狀沸騰轉變?yōu)榕莺朔序v氣到氣體的推動(dòng)力和自身重力的作用,這也與氣流相中不再有大量水沫出現,于是合成氣帶出的水床中的固體顆粒相同。合成氣中夾帶的小液滴要量就減少激冷室的液位上升。以流化狀態(tài)被帶出氣化爐時(shí),也應有一個(gè)帶出速度的問(wèn)題。4解決合成氣帶水問(wèn)題的應對措施魯南化肥廠(chǎng)裝置現在的生產(chǎn)強度為合成氣量解決合成氣帶水問(wèn)題可以試著(zhù)從以下幾個(gè)方40000m3/h(標態(tài)),由激冷水氣化產(chǎn)生的面著(zhù)手考慮。飽和蒸汽量為合成氣的1.4倍,兩者總氣量為(1)擴大上升管的直徑,加大上升管與下降96000m3/h(標態(tài)),換算成氣化爐操作狀態(tài)管之間的環(huán)形通道的面積降低氣體的流速減弱(265MPa,480K)下氣量為5688m3/h,合1.58合成氣對液相的沖擊降低夾帶水的動(dòng)能,從源頭m3/s激冷室下降管與上升管環(huán)隙的面積為上遏制合成氣帶水的問(wèn)題。由于氣化爐上升管采0391m2,則合成氣在下降管與上升管環(huán)隙中的用螺栓緊固的方式組裝到氣化爐激冷室中更換流速為404m/s,遠大于相對于3mm液滴的帶出起來(lái)比較方便改造費用也較低所以該方案特別速度231m/s,所以合成氣帶水的量很大適用于運行裝置的技術(shù)改造。在裝置滿(mǎn)負荷正常生產(chǎn)時(shí),氣化爐、洗滌塔的(2)加大氣化爐激冷室的結構盡寸,增大激水平衡如表1所示。冷室中國煤化工的夾帶水返回由表1可知,在正常生產(chǎn)時(shí),氣化爐合成氣帶到氣CNMHG本流速相同的情水量約在25m3h,而當氣化爐嚴重帶水時(shí),洗滌況下,氣體夾帶水的動(dòng)昵基本相同,其分離空間第30卷化肥工業(yè)第3期大,夾帶水回流到液面中的比例就多,這一方案已(4)加大氣化爐激冷水的供應量和排出量在生產(chǎn)中得到了驗證。在發(fā)生氣化爐嚴重帶水降低激冷室內激冷水的溫度,降低合成氣與激冷時(shí),用降低氣化爐液位的辦法,相對增加了氣化爐水間兩相流沸騰傳熱的熱流強度,減少水沫的生激冷室液面上的分離空間,對于減輕氣化爐帶水成。但這需要加大洗滌塔循環(huán)泵的功率和閃蒸系的效果非常明顯。但氣化爐要維持正常液位運統的黑水處理負荷,使整個(gè)系統的水平衡發(fā)生改行,所以激冷室的結構尺寸要加大,所以這種方案只適用于新裝置的設計。(3)在氣化爐合成氣出口管線(xiàn)上加一氣水分5結語(yǔ)離器,分離出的水依靠位差再流回到氣化爐激冷氣化爐合成氣帶水的問(wèn)題對氣化系統穩定運室中。該方案不僅有利于消除氣化爐帶水問(wèn)題行的危害很大。氣化爐合成氣帶水的主要原因是而且還可以減輕氣化爐激冷室對激冷水量的需求系統熱負荷過(guò)高產(chǎn)生水沫和激冷室內氣體流速過(guò)壓力同時(shí)還可以減少一定的動(dòng)力消耗而且對于高,通過(guò)降低熱流強度和擴大上升管直徑、加大激改善洗滌塔水質(zhì)激冷水水質(zhì)、減少合成氣帶水、冷室液面上部分離空間以及在氣化爐合成氣出口穩定氣化爐和洗滌塔的操作都非常有利,是一個(gè)管線(xiàn)上設置氣水分離器可以從不同的側面解決氣理想的改造方案?；癄t帶水問(wèn)題?！?收稿日期2002-12-16)P辦辦4辦心新鄉市中原軸瓦廠(chǎng)我廠(chǎng)是生產(chǎn)“超世牌”巴氏合金軸瓦的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家,主要產(chǎn)品有:L33、HB、H2、H223、M230、4M8(3)4M2(9)4M20、4M25、4M40(50)6M40(50)6M32、M73、4H8(1)、4M16、6MD20等各種型號壓縮機、循環(huán)機、冷凍機、銅液泵的主軸瓦、連桿瓦、連桿襯套,并且翻新各種型號壓縮機的十字頭體、活塞、風(fēng)機軸瓦、電機軸瓦,也可根據用戶(hù)需求生產(chǎn)各種非標軸瓦。我廠(chǎng)的宗旨是:質(zhì)量第一、信譽(yù)至上、交貨及時(shí)、價(jià)格合理,我們以真誠的熱情歡迎新老用戶(hù)來(lái)人、來(lái)電、來(lái)函聯(lián)系。法人:李興如聯(lián)系人:李永超李永成電話(huà):(0373)8424192傳真:(0373)8424手機:138037377181360373746013613734680廠(chǎng)址:河南省封丘縣留光工業(yè)區郵45314開(kāi)戶(hù)行:河南省封丘縣工行帳中國煤化工53CNMHG