德士古水煤漿氣化的運行及改造

第32卷第1期化工設計通訊Vol.32 No.12006年3月Chemical Engineering Design CommunicationsMar .2006德士古水煤漿氣化的運行及改造李崢陶美玲李彩艷(兗礦魯南化肥廠(chǎng),山東滕州277527)摘要:對德士古煤漿的制備和貯運、 氣化、閃蒸系統的長(cháng)周期運行方面進(jìn)行了改造,改造后系統的運行質(zhì)量得到了改善和提高。關(guān)鍵詞:德士古;水煤漿氣化;運行;改造中圖分類(lèi)號:TQ113.26*4文獻標識碼:A文章編號:1003 - 6490(2006)01 - 0010- 030引言1煤漿的制備及貯運兗礦魯南化肥廠(chǎng)的德士古水煤漿加壓氣化裝置.1 煤的合理配比是國內第一套示范裝置,世界第五套生產(chǎn)裝置,該項德士古煤氣化工藝的特點(diǎn)之- -是對煤種的適應目于1989開(kāi)工建設,1993年4月建成投入試生產(chǎn),同性廣。 但從國內廠(chǎng)家運行情況看，要保證系統長(cháng)周年六月份通過(guò)國家技術(shù)鑒定, 1995年全面投產(chǎn)。期 穩定運行，煤質(zhì)的好壞有很大的影響。確切地說(shuō)2001年12月新上基本上全部國產(chǎn)化的第三臺氣化灰分低 、灰熔點(diǎn)低、粘溫特性好的煤比較適應德士古爐，氣化爐運行方式改為為兩開(kāi)一備, 同時(shí)配套上第氣化。 我廠(chǎng)用煤為魯南地區幾家煤礦的煙煤,煤種的二套閃蒸系統。2004 年新增第三套閃蒸系統,達到灰熔點(diǎn)、灰分、固定碳含量、水分等都各不相同。通過(guò)了3臺氣化爐配套3套閃蒸系統運行。在生產(chǎn)中,我對不同煤種的合理配比,確保所用原料煤的灰分控制們積累了豐富的經(jīng)驗,在氣化系統長(cháng)周期運行方面，在到17% ~ 20%，灰熔點(diǎn)在1 250~ 1300%,使得氣有了更多的認識?；磻獱顩r良好。德士古水煤漿氣化的工藝流程,在很多文章中都1.2 煤漿中雜質(zhì)的避免有介紹,本文不在贅述。我廠(chǎng)的德士古工藝過(guò)程采用煤漿中如果有鐵絲、大顆粒等雜物，對煤漿泵的激冷流程,由四部分生產(chǎn)區域組成。影響是嚴重的,輕則單缸不打量,甚至會(huì )導致因煤漿煤的研磨和煤漿制備工號201泵流量過(guò)低造成氣化爐停車(chē)的事故發(fā)生。我們在上煤漿儲運工號202煤工序上增加了電磁鐵的數目和功率,加強對磨煤機氣化、激冷及合成氣洗滌工號203滾筒篩和煤漿振動(dòng)篩的運行維護，做到了不因為人為渣水處理系統工號204原因導致煤漿波動(dòng)現象的發(fā)生。同時(shí)適當抬高位于對長(cháng)周期運轉和相關(guān)技術(shù)改造我們將從煤漿制煤漿槽底部的高壓煤漿泵入口管線(xiàn),避免煤漿槽底部備及貯運、氣化和渣水處理三個(gè)方面作出闡述。淤積的大顆粒進(jìn)人煤漿泵入口管線(xiàn)。通過(guò)上述的措收稿日期:2005-11-15作者簡(jiǎn)介:李崢(1980.6- ),山東滕州人,2001年畢業(yè)于山東大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，助理工程師,從事煤氣化的生產(chǎn)與項目建設工作。電話(huà):0632 - 2362303第1期李崢,陶美玲,李彩艷:德士古水煤漿氣化的運行及改造11施,保證了煤漿制備和貯運的穩定。了管道的結垢速度,形成惡性循環(huán),影響系統長(cháng)周期運行。為解決問(wèn)題系統在運行半年左右就要停車(chē)清2氣化理一次,每次清理都要割開(kāi)彎頭和管道,這樣處理工2.1去 除破渣機和撈渣機作時(shí)間長(cháng),清理質(zhì)量難以保證。洗滌塔循環(huán)泵入口、破渣機和撈渣機都是根據德士古提供的條件訂出口管線(xiàn)改造,是將原來(lái)的泵進(jìn)出口90彎頭改造成貨的,實(shí)際正常運行中并無(wú)大的渣塊。設置破渣機的一頭帶法蘭“T"型彎頭。利于系統停車(chē)時(shí)管道清理改目的是為了防止一旦操作不正常時(shí)產(chǎn)生的大塊熔渣造后,停車(chē)清理時(shí)只需打開(kāi)法蘭蓋,就可直接清理?；蚰筒奶髩K耐火磚卡住鎖斗閥門(mén),致使安全系統這樣既確保了開(kāi)車(chē)時(shí)間，又保證了清理質(zhì)量。無(wú)法運行的惡性事故發(fā)生。只要精心操作,完全可以避免大塊熔渣的產(chǎn)生,耐火磚的脫落與否，也可以通3閃 蒸系統的長(cháng)周期運行過(guò)表面熱偶對氣化爐表面溫度的檢測,因此在新上的第三臺氣化爐裝置中，取消了破渣機,鎖斗排出的渣閃蒸系統的主要任務(wù)是對氣化爐和洗滌塔排出水進(jìn)人框架西側的大渣池。在原有2臺氣化爐的第的黑水進(jìn)行處理,通過(guò)閃蒸出黑水中酸性氣達到回收一渣池頂部增設三通閥,鎖斗排出的渣水也進(jìn)人大渣熱能、灰水循環(huán)利用的目的，滿(mǎn)足環(huán)保排放要求。池。大渣池接收氣化及閃蒸系統排出的渣水，由于系2004 年新上一套閃蒸系統,3臺氣化爐分別對應3套統的高負荷運行造成碳燃燒不充分,渣中可燃物含量閃蒸 系統,緩解了氣化爐及閃蒸系統高負荷運行所帶仍然較高。在大渣池內沉降后,固體渣被撈出送往我來(lái)的一 系列問(wèn)題。當- -套系統需要檢修時(shí)(氣化爐換廠(chǎng)新建的熱電裝置摻燒。而渣池的水則通過(guò)自流進(jìn)磚 、閃蒸系統清理)另二套系統可以維持2500rpm負人原來(lái)的氣化污水站,處理后返回煤漿制備系統。荷運行,避免引起后系統負荷大的波動(dòng)。在氧氣足夠2.2烘爐蒸汽調節 閥的改造的情況下可以實(shí)現3爐同時(shí)運行。氣化爐烘爐時(shí)中壓蒸汽調節原設計為現場(chǎng)人員3.1去火炬安全 閥排放管線(xiàn)的改造手動(dòng)調節,在烘爐期間,當發(fā)生爐溫波動(dòng)較大時(shí),均由原有兩套閃蒸系統共用一條去火炬安全閥排放205總控通知現場(chǎng)人員到203框架七樓進(jìn)行調節。管線(xiàn)(DN100),當其中一條管線(xiàn)不暢時(shí)候.另外系統特別是馳放氣壓力波動(dòng)較大,造成爐溫波動(dòng)頻繁,大就要 受到影響甚至有憋壓現象出現。新上的閃蒸系大增加了現場(chǎng)人員的工作量,而且爐溫波動(dòng)大,對耐統增設了一條DNI50的管線(xiàn),將原1#閃蒸的酸性氣火磚會(huì )造成不同程度的損害;烘爐質(zhì)量差,對耐火磚管線(xiàn)并入。3個(gè)閃蒸的酸性氣管線(xiàn)目前互相的影響的壽命影響較大,特別是耐火磚的低溫區的升溫恒已經(jīng)很小。溫,烘爐中壓蒸汽用量無(wú)法控制。嚴重時(shí)造成氣化爐3.2增設中壓閃蒸罐頂部壓力表回火和熄火,延長(cháng)了氣化爐投料時(shí)間。為此增設了中德士古原設計閃蒸系統,中壓閃蒸罐的罐頂沒(méi)有壓蒸汽遙控自調閥,由原來(lái)的現場(chǎng)人員手動(dòng)操作改為壓力指示，當中壓閃蒸的氣相管線(xiàn)堵塞時(shí)候,操作人總控遙控調節。改為中壓蒸汽自調后,中壓蒸汽用量員僅能依據其它工藝指標來(lái)估計,容易造成錯誤判由原來(lái)的46l/d降至36t/d,爐溫較為穩定,避免了回斷。新上閃蒸系統增加了法蘭式遠傳溫度測量。從火和熄火現象的發(fā)生,減少了現場(chǎng)人員的工作量。投而在 DCS上就可以顯示中壓閃蒸罐頂的壓力參數。人使用后,在整個(gè)烘爐期間耐火磚的升溫恒溫質(zhì)量都3.3液 位計取壓口的改造比以前有很大提高,可延長(cháng)耐火磚的使用壽命。三級閃蒸的各閃蒸罐液位計,液位計取壓口管線(xiàn)2.3激冷水管線(xiàn)的改造都很細,開(kāi)車(chē)后不久就因管線(xiàn)堵塞指示不準確了,以至氣化爐激冷水管線(xiàn)易結垢,特別是洗滌塔循環(huán)泵于液位計沖洗水管線(xiàn)成了擺設,新上閃蒸系統液位計進(jìn)出口管線(xiàn)附近。系統長(cháng)時(shí)間運行后,管道流通面積管口改為45度傾斜向上,有利于保持管線(xiàn)暢通。有了減小.造成激冷水流量下降。激冷水流量隆低又加快(下轉第 14面)14化工設計通訊第32卷e.氨冷溫度控制越低入塔氣體中水汽濃度就越熱 20分鐘,待溫度升至200C方可加人熱軟水,升溫低,在還原期間氨冷溫度要求控制在- 10~ - 15C。250C時(shí)向氨冷加氨。f.高氫有利于催化劑加速還原，縮短還原時(shí)間。c.熱點(diǎn)溫度到360C時(shí)開(kāi)始分析水汽濃度,每小升溫期循環(huán)氫含量≥70%,還原期循環(huán)氫含量≥時(shí)分 析兩次并及時(shí)放水。75%，輕負荷期循環(huán)氫含量≥65%。d.如果催化劑床層徑向溫差>10C或軸向溫差g.高功率的電加熱器可加大空速,相應降低水>20C時(shí),就應立即恒溫,待溫差縮小至要求范圍內汽濃度,縮短催化劑還原時(shí)間,因此,在升溫還原過(guò)程再繼續升溫還原。中進(jìn)人還原主期就需盡可能地加大電爐功率。e.提溫、提壓要交叉進(jìn)行,且緩慢。加強對氨分、h.還原末期的操作溫度對還原徹底與否至關(guān)重冷交排水,每半小時(shí)排放- -次。要,A203型是一-種低溫型催化劑,易于還原。在一、二f.還原期間如果遇到前工段事故停車(chē)或全廠(chǎng)停段熱點(diǎn)溫度盡可能低(≤490C)的情況下把底層溫度電，欲想獲得良好的催化劑活性,可采取塔后小放空，提至460~470,并保持8h左右,水汽濃度連續分析以催化劑溫度不升為準。< 0.2g/m2(標態(tài))不再反復。即可轉人輕負荷生產(chǎn)。3.3升溫還 原過(guò)程中的注意事項4結語(yǔ)a.補氣時(shí)需勤補、少補,盡可能連續少量補氣，使合成系統壓力穩定,補氣時(shí)微量控制在≤20xA203型低溫氨合成催化劑的分層升溫還原后從10-6。使用效果來(lái)看:在低溫(460士5C)能平穩操作，同等b.升溫到120要及時(shí)開(kāi)水冷,溫度升至150C工藝狀況下,合成系統壓力下降1.0~ 1.5MPa,氨凈值檢查熱電偶積水失靈現象,同時(shí)向中置鍋爐加蒸汽預高出1.0%左右,為我公司創(chuàng )造了良好的經(jīng)濟效益。(上接第11面)統被迫停車(chē)。后來(lái)閃蒸系統技改做了改造:去掉了壓準確的壓力和液位指示，操作人員更能準確的判斷閃濾機濾液泵、濾液槽，沉降槽底部污水通過(guò)排污管送蒸系統的運行情況,從而確保系統的長(cháng)周期運行。往第一渣池，清液溢流到第二渣池。在渣池上方配備3.4加設閃蒸罐內耐磨板有軌撈渣機,定期打撈底部沉淀的細灰渣。由于前文對于閃蒸界區內管線(xiàn)易磨損處,都進(jìn)行了加厚處敘述的氣化爐鎖斗排渣管線(xiàn)直接排人大渣池,因而撈理,調節閥后采用陶瓷襯里短接、管線(xiàn)盲板處增加錳渣機停用,所以沉降槽底流污水通過(guò)排污地溝流人大鋼耐磨板、與折流板采用焊接。在3個(gè)閃蒸罐內黑水渣池。然后轉人煤漿制備系統。人口折流擋板處增加40mm厚的錳鋼耐磨板，與折流3.6增設備用排放管線(xiàn)板采用螺栓連接。黑水進(jìn)人閃蒸罐首先沖刷耐磨板，在壓力閃蒸分離罐液相及換熱器液相增加去地從而保護折流擋板。停車(chē)大修時(shí)候檢查耐磨板是否溝管線(xiàn)。在系統超壓或者出現漏點(diǎn)時(shí)閃蒸后的黑水需要更換即可?？梢酝ㄟ^(guò)此管線(xiàn)排向大渣池,以進(jìn)行有關(guān)工藝處理，3.5沉降槽 管線(xiàn)的改造從而避免不必要的停車(chē)。沉降槽底部含固量較大的黑水,德士古最初的設3.7絮凝劑和阻垢劑添加位置的更改計是通過(guò)壓濾機給料泵加壓到壓濾機,濾餅經(jīng)運輸帶德士古原設計絮凝劑和真空閃蒸罐閃蒸后的黑送出,濾液進(jìn)人濾液槽再由濾液泵送往磨煤系統。采水在沉降槽下泥筒內混和,為了更好的達到黑水沉降用上述流程的目的是為了盡量減少水的外排,減少熱的效果,絮凝劑我們改到了真空閃蒸罐液相去沉降槽量損失。但是實(shí)踐中發(fā)現該流程有下列缺陷:黑水中的管線(xiàn) 上加入,運行發(fā)現效果良好。而阻垢劑則在高的固體不能完全沉降,沉降槽底流管線(xiàn)堵塞嚴重。當壓灰水泵人口管線(xiàn) 上加入。通過(guò)實(shí)際運行發(fā)現,閃蒸該管線(xiàn)堵寒時(shí).固體顆粒被帶往整個(gè)水系統。導致系系統結垢現象有了明顯的改觀(guān)。