德士古水煤漿氣化爐連投問(wèn)題的探討

2010年4月大氛觸Apr.2010第33卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.33 No.2 .德士古水煤漿氣化爐連投問(wèn)題的探討華桂義(中國石油化工股份有限公司南化公司合成氨部,江蘇南京,10048摘要德士古水煤漿 氣化爐在我國已應用多年,其技術(shù)相對比較成熟,但還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一 - 步探索和完善。該文就德士古水煤漿氣化爐連投問(wèn)題.提出一點(diǎn)看法供大家探討。關(guān)鍵詞氣化爐連投水煤漿氣化德士古專(zhuān)利商強調“嚴禁氣化爐連投操作"，后,燒嘴的霧化效果變差,甚至惡化,造成爐內溫是基于安全因素考慮的。事實(shí)上,國內大多數水度分布不均,爐壁局部受熱;若燒嘴(夾套)開(kāi)裂,煤漿氣化廠(chǎng)家都進(jìn)行過(guò)氣化爐連投操作。原因很工藝氣將竄人燒嘴冷卻水系統,造成嚴重后果,甚簡(jiǎn)單,連投可以節省開(kāi)車(chē)時(shí)間和開(kāi)車(chē)工作量,可以.至爆炸。盡快地恢復生產(chǎn),效益最大化(對于年產(chǎn)300kt的事實(shí)上,德士古水煤漿技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)有合成氨裝置,氣化爐連投- -次就可以減少100萬(wàn)60多年的歷史,其燒嘴的選材及加工經(jīng)歷了多次元以上的直接經(jīng)濟損失)?！鞍踩迸c“生產(chǎn)”究竟革新,燒嘴的耐磨性、耐高溫性得到了加強,使用哪個(gè)重要呢?實(shí)踐證明,在確保安全的基礎上,是壽命也得到了延長(cháng)。如果燒嘴運行時(shí)間不長(cháng),并可以進(jìn)行氣化爐連投操作的,連投是德士古水煤且燒嘴在運行過(guò)程中各項監控指標沒(méi)有什么異常漿氣化技術(shù)的靈活運用。變化,則專(zhuān)利商最初擔心的“燒嘴磨損或裂紋"已經(jīng)不是問(wèn)題。1氣化爐連 投操作1.2 連投爐溫比較低氣化爐投料是指氣化爐被升溫燒嘴升溫至投擔心連投爐溫比較低。若投料不成功,進(jìn)人料溫度,并恒溫一段時(shí)間后， 將升溫燒嘴拔出,更爐內的氧會(huì )與爐內的可燃氣混合爆炸。事實(shí)上只換成工藝燒嘴,然后進(jìn)行氣化爐投料操作。當氣要嚴格保證投料溫度不低,保證煤漿和氧按先后化爐投料不成功或運行著(zhù)的氣化爐跳車(chē)后,沒(méi)有順序順利地進(jìn)人氣化爐投料不成功是不可能的。將氣化爐中的工藝燒嘴拔出更換新的工藝燒嘴，1.3燒嘴氧流道中有煤漿存在接著(zhù)又進(jìn)行的投料操作,稱(chēng)之為氣化爐連投操作。水煤漿氣化使用的氧化劑是高壓純氧,高壓廣義上的氣化爐連投,指的是只要有煤漿通純氧對氧閥、氧管以及燒嘴的要求比較高,- -般采過(guò)燒嘴進(jìn)人氣化爐,且投料不成功或氣化爐跳車(chē)用鎳基合金材質(zhì)。氧流道要求進(jìn)行化學(xué)清洗,確后,不更換工藝燒嘴的連續投料。狹義上的氣化保氧流道內清潔、無(wú)油污、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)碳黑,否則高爐連投,指的就是氣化爐跳車(chē)或短期停車(chē)后,不更壓氧有可能會(huì )在氧管內劇烈燃燒,造成安全事故。換工藝燒嘴而進(jìn)行的連續投料操作。德士古專(zhuān)利德土古氣化爐燒嘴為三流道預混式燒嘴(即內外商不主張氣化爐連投操作的原因和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)主混型燒嘴),煤漿走內環(huán)流道,高壓氧走外環(huán)流道要是從以下幾點(diǎn)考慮的。中國煤化工203-081.1 燒嘴磨損或裂紋問(wèn)題?年7月畢業(yè)于北京擔心燒嘴在運行過(guò)程中可能有磨損或裂紋等化fYHcNMHG政份有限公同南化公問(wèn)題。若不更換新的燒嘴,氣化爐再次連投后,燒司合成氨部工作。聯(lián)系電話(huà): 13905177690; E-mail: huagiyi @ y歸嘴有可能燒壞,造成安全隱患。例如:燒嘴磨損hoo. com.cno第2期華桂義.德士古水煤漿氣化爐連投問(wèn)題的探討125和中心流道,氧和煤漿在燒嘴端部進(jìn)行切割霧化。一段時(shí)間后(煤漿充滿(mǎn)管道時(shí)間,A爐28s)下游正常生產(chǎn)時(shí),水煤漿不會(huì )流進(jìn)燒嘴的氧氣流道中。氧切斷閥XV104首先打開(kāi)、接著(zhù)氮塞閥XV106關(guān)當氣化爐跳車(chē)或停車(chē),高壓氮氣吹掃不徹底,水煤閉,然后上游氧切斷閥XV103打開(kāi),當XV103開(kāi)漿有可能進(jìn)入燒嘴的氧氣流道中,此時(shí),若進(jìn)行氣度達30%時(shí),氧放空閥XV105開(kāi)始關(guān)閉,氧氣開(kāi)化爐的連投操作，可能會(huì )造成氧在燒嘴流道中劇始進(jìn)入氣化爐。然后根據氣化爐溫升率和壓力升烈燃燒,最終造成安全事故。率判斷氣化爐是否投料開(kāi)車(chē)成功。如何才能確保吹掃時(shí)煤漿不進(jìn)人氧流道呢?2.3 氣化爐停車(chē)流程對此有必要先說(shuō)明- -下德士古水煤漿氣化爐的爐按下氣化爐停車(chē)按鈕(或氣化爐跳車(chē))，頭流程,下面以A爐流程為例。XV103、FV107關(guān)閉, XV102延遲幾秒關(guān)閉(XV102在煤漿泵停車(chē)后關(guān)閉),接著(zhù)XV106、XV120、2氣化爐爐頭流程(圖 1)XV142打開(kāi),吹掃氧管和燒嘴氧通道,與此同時(shí)FY10YO1FV121關(guān)閉。幾秒鐘后,XV121打開(kāi)吹掃煤漿管71102 (FT121線(xiàn)和燒嘴煤漿通道,然后XVI04關(guān)閉,接著(zhù)XV121OQFY121關(guān)閉,最后XV120、 XV142關(guān)閉,XV106作為氮塞.武團中心氧保持開(kāi)。內環(huán)煤漿1三流道ASU超高壓aTIOIC 外環(huán)氧燒嘴整個(gè)吹掃過(guò)程中，氧管線(xiàn)吹掃時(shí)間為35s,煤漿管線(xiàn)吹掃時(shí)間為10s。先吹掃氧管線(xiàn),后吹掃煤漿管線(xiàn),先停煤漿管線(xiàn)吹掃,后停氧管線(xiàn)吹掃,煤漿糖口FT1OIA氣化爐A這樣保證了在整個(gè)吹掃過(guò)程中煤漿不會(huì )進(jìn)入氧管高壓煤FTIO1B線(xiàn)通道。圖1氣化爐爐 頭流程示意因此,只要保證停車(chē)后的吹掃程序能夠正常2.1超高壓氮氣運行,則專(zhuān)利商關(guān)于燒嘴氧流道中有煤漿存在的超高壓氮罐( V3202)中的超高壓氮氣(KN)來(lái)?yè)?是可以避免的。自空分裝置(ASU),從安全角度考慮,其主要作用中國石油化工股份有限公司南化公司大化肥有兩點(diǎn)。- -是氮塞作用。氣化爐投料前和停車(chē)水煤漿氣化裝置于2006年1月11日一次性投料后,氧管有壓力的情況下,超高壓氮氣經(jīng)XV001、成功,至2009年6月8日,A/B氣化爐共投料68XV106充人XV103、XV104之間,防止氧氣經(jīng)次,其中氣化爐連投30次,有1次投料未成功FV107 .XV103、XV104漏人氣化爐。二是吹掃作(XV101關(guān)閉超時(shí))。下面就氣化爐連投的操作要用。氣化爐停車(chē)或跳車(chē)后，超高壓氮經(jīng)XV001 送求及連投過(guò)程中出現的問(wèn)題進(jìn)行探討。往XV106.XV120、XV142吹掃氧管和燒嘴中心氧管及外環(huán)氧管,經(jīng)XV121吹掃煤漿管線(xiàn)及燒嘴內3氣化爐連投的操作要求環(huán)管。3.1氣化爐溫 度必須滿(mǎn)足投料要求2.2氣化爐投料流程.氣化爐連投溫度最好大于900C。德士古專(zhuān)投料前,開(kāi)車(chē)氧氣流量已經(jīng)建立，此時(shí)利商要求氣化爐投料溫度必須大于1000C ,換句XV103 .XV104關(guān)閉,一-定流量的氧氣經(jīng)過(guò)FV107、話(huà)說(shuō)，1000C是氣化爐投料成功的安全溫度。事XV105、HV141放空;開(kāi)車(chē)煤漿流量已經(jīng)建立,此實(shí)上1000C的投料溫度,存在較大的富裕量。根時(shí)XV102關(guān)閉,一-定流量的煤漿經(jīng)過(guò)P3201A.據經(jīng)驗,投料溫度大于900C,就可以安全地保證XV101打回流;超高壓氮系統, XV001.XV106保持投料成功。迄今為止,氣化爐共計連投30次,成打開(kāi)狀態(tài),維持氮塞壓力, XV120、XV121、XV142功29次。連投平均溫度大于950C,最高連投溫保持關(guān)閉。度11中國煤化工:(實(shí)際可能達按下氣化爐投料按鈕,煤漿人爐切斷閥8600YHCNMH GXV102首先打開(kāi),當XV102開(kāi)度達30%時(shí),煤漿3.2氣化爐氣體分 析必須合格回流閥XV101開(kāi)始關(guān)閉,煤漿開(kāi)始進(jìn)人氣化爐;氣化爐停車(chē)或跳車(chē)后,停車(chē)邏輯將啟動(dòng)超高26大氛酗2010年第33 卷壓氮吹掃程序,氣化爐中氣體主要為氮氣、氫氣、周期的2/3;其他相關(guān)設備無(wú)明顯問(wèn)題;如此可考一氧化碳二氧化碳及微量氧氣。若氧氣含量過(guò)慮連投。高,投料后可能會(huì )引起系統爆炸。因此,氣化爐連氣化爐連投的目的是為了節省開(kāi)車(chē)時(shí)間和開(kāi)投前必須對氣化爐和碳洗塔氣體進(jìn)行氧含量分車(chē)工作量,盡快地恢復生產(chǎn),產(chǎn)生效益。若氣化爐析,小于0.2%為合格,否則需用氮氣對系統進(jìn)行的燒嘴已經(jīng)快到使用壽命,或其他相關(guān)設備有明置換,直至氧含量分析合格。有時(shí),為了安全起顯的問(wèn)題,無(wú)法長(cháng)時(shí)間運行,建議不要連投。見(jiàn)，可以考慮向激冷室充人氮氣,然后進(jìn)行投料。3.5 其他要求3.3 氣化爐停車(chē)時(shí),氮氣吹掃必須正常氣化爐停車(chē)吹掃,超高壓氮消耗量較大,短時(shí)確認氣化爐停車(chē)時(shí),氮氣吹掃程序正常,閥門(mén)間內不一定能夠恢復。因此,在連投前超高壓氮開(kāi)關(guān)順序正確，氮氣流量正常。必須具備-定的壓力,以保證若投料失敗進(jìn)行的氣化爐停車(chē)吹掃,主要是將煤漿管線(xiàn)和燒嘴氮氣吹掃量;氣化爐停車(chē)后,必須對氧切斷閥和煤中的煤漿吹掃干凈,防止煤漿在燒嘴中干涸。在漿切斷閥開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行測試，確保氧切斷閥開(kāi)關(guān)吹掃過(guò)程中必須確保煤漿不進(jìn)人氧管及燒嘴的氧時(shí)間小于3s、煤漿切斷閥開(kāi)關(guān)時(shí)間小于5s的開(kāi)流道,以保證氧系統干凈,所以吹掃程序首先吹掃車(chē)條件;氣化爐內徑3.2m, 投料氧量15000 ~氧管。在吹掃氧管的同時(shí),吹掃煤漿管線(xiàn)及燒嘴16000m?/h,投料煤漿流量30m2/h,煤的揮發(fā)分平煤漿流道,煤漿管線(xiàn)吹掃10s后,停止煤漿管線(xiàn)吹均28.35%。掃;氧管吹掃35s后,停止氧管吹掃。接著(zhù)轉人氧管小流量吹掃程序,如圖2所示。4連投操作出現問(wèn)題及 處理4.1 投料前氧含量分析超標氧氣管線(xiàn)5s..L氧管小流量吹掃|連投前氧含量分析,曾經(jīng)出現過(guò)2次氧含量氣化爐10s 一爐頭氧超標的現象,原因是停車(chē)時(shí)氧閥關(guān)閉超時(shí),造成系停車(chē)手閥關(guān)閉統氧含量過(guò)高。處理方法:系統停車(chē).氧氮泄壓開(kāi)始吹掃結束吹掃媒漿管線(xiàn)煤漿管線(xiàn)后聯(lián)系儀表，對超時(shí)的氧閥進(jìn)行整定,使之開(kāi)關(guān)圖2氮氣吹掃流程正常;導通與氧管相連的中壓氮,對系統進(jìn)行氮氣氮氣吹掃量的大小及吹掃時(shí)間，參照德士古置換,直至氧含量分析合格。工藝包設定。氣化爐首次停車(chē),必須對燒嘴進(jìn)行4.2 停車(chē)時(shí)氮吹掃異常檢查,確認氧管、燒嘴氧流道、煤漿管線(xiàn)、燒嘴煤漿吹掃外環(huán)氧的氮氣有流量計可以判斷外環(huán)氧流道吹掃干凈,不然需對吹掃氮氣量進(jìn)行適當調吹掃情況;吹掃中心氧的氮氣沒(méi)有流量計,無(wú)法判整斷中心氧吹掃情況。我廠(chǎng)還設有“氣化爐‘連停'按鈕"。其作用2008年6月27日,B爐停車(chē)檢修,發(fā)現中心.是,氣化爐停車(chē)吹掃結束后,若認為氮氣吹掃不徹氧管進(jìn)人許多煤漿。原因是超高壓氮吹掃閥底,燒嘴未吹干凈，則連按3次停車(chē)按鈕,停車(chē)吹XV242后止回閥卡死、未打開(kāi),造成中心氧管和燒掃程序將再次啟動(dòng),對氣化爐進(jìn)行又一輪的吹掃。嘴中心氧流道未吹掃,在停車(chē)氮氣吹掃過(guò)程中,煤設計這個(gè)按鈕的初衷是為了氣化爐連投(吹掃2漿被倒吹人中心氧管。所幸B爐進(jìn)行檢修,未進(jìn)次,保證燒嘴干凈),實(shí)際進(jìn)行連投操作時(shí),并沒(méi)有行連投,否則后果難以預料。處理方法:增加中心使用這個(gè)按鈕。原因有兩點(diǎn):①氣化爐吹掃1次，氧氮氣吹掃流量計,以監控停車(chē)時(shí)中心氧管吹掃爐溫將下降很多;②吹掃1次需要很多超高壓氮情況。氣,影響到隨后進(jìn)行連投的安全性。4.3 煤漿回流閥關(guān)閉超時(shí)， 開(kāi)車(chē)程序未完成，投3.4氣化爐燒嘴及相關(guān)設備必須無(wú)明顯問(wèn)題料不成功在每次投料前,要認真檢查燒嘴,確保新更換中國煤化工過(guò)-次投料不的工藝燒嘴質(zhì)量合格;燒嘴運行過(guò)程中無(wú)任何異成功表面存在凝固常情況發(fā)生,如燒嘴壓差正常、霧化效果良好、冷:MHCNMH G的煤錄,寸以Arui大問(wèn)的問(wèn)超過(guò)10s。處理方卻水系統正常等;氣化爐燒嘴運行時(shí)間不足運行法:時(shí)間允許時(shí),沖洗XV101回流管線(xiàn);反復開(kāi)關(guān)第2期華桂義.德士古水煤漿氣化爐連投問(wèn)題的探討127XV101,調整XV101氣缸氣量,保證XV101開(kāi)關(guān)時(shí)6~ 10h,總共約12~6h。若氣化爐不連投,則需間滿(mǎn)足開(kāi)車(chē)條件。將工藝燒嘴拔出,更換升溫燒嘴對氣化爐進(jìn)行升.4 制定氣化爐連投操作票溫、恒溫,然后再更換新的I藝燒嘴,最后再投料。由于德士古專(zhuān)利商強調“嚴禁氣化爐連投操如此--來(lái),氣化爐恢復正常供氣所需時(shí)間約24h作”,所以國內大部分水煤漿氣化廠(chǎng)家都沒(méi)有制定以上,后系統此時(shí)再恢復就不止是6~ 10h, 得花氣化爐連投相關(guān)操作票,他們的連投操作采用氣2d以上時(shí)間才能出氨,總時(shí)間約3d。因此,連投化爐開(kāi)車(chē)操作票,關(guān)鍵操作由技術(shù)人員把關(guān),這給操作可以減少2d的時(shí)間。氣化爐連投操作帶來(lái)了不少安全隱患,因此制定40000m的空分裝置在此過(guò)程中不能停(若氣化爐連投操作票是很有必要的。停,空分裝置恢復時(shí)間更長(cháng)),所以?xún)H空分裝置1d的蒸汽消耗就是30萬(wàn)元以上,加上水、電等,空分5關(guān)于氣化爐連投的經(jīng)濟分析裝置Id的能耗至少50萬(wàn)元。還有每天900t的眾所周知,大型化工裝置由多個(gè)工序組成、生產(chǎn)品氨損失。另外,由于合成氨裝置還為公司其產(chǎn)連續化,各工序之間銜接有序、緊密。若中間某他裝置提供氨和氫,停車(chē)后至恢復生產(chǎn)前,外供氨個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題,則后工序將減產(chǎn)或無(wú)法進(jìn)行生和氫將會(huì )停止,則外供用戶(hù)的生產(chǎn)將減產(chǎn)或停車(chē),產(chǎn)。若處理問(wèn)題時(shí)間過(guò)長(cháng),則后系統重新開(kāi)起來(lái)這部分間接損失也很可觀(guān)。所以,氣化爐連投一將會(huì )花費更多的時(shí)間，從而影響了企業(yè)的經(jīng)濟效次就可以減少的直接損失不低于100萬(wàn)元，間接益。損失更大。以合成氨裝置為例,該裝置由空分、氣化、變換、凈化、VPSA、氨合成等工序構成,主要產(chǎn)品為6結語(yǔ)氨和氫，并外供公司環(huán)己酮.已內酰胺、磷肥、硝酸總之，只要保證氣化爐溫度不低、氣化爐氧含等裝置。量分析合格、氮吹掃程序正常燒嘴性能良好、氧氣化爐跳車(chē)后,若連投,從氣化爐跳車(chē)到氣化閥和煤漿閥滿(mǎn)足開(kāi)車(chē)條件.吹掃氮氣壓力不低等爐正常供氣,所需時(shí)間約6h(包括查找跳車(chē)原因條件,氣化爐連投是沒(méi)有風(fēng)險的。氣化爐連投操的時(shí)間),后工序依次恢復至出產(chǎn)品氨為止,大約作不是創(chuàng )舉,而是對德士古氣化技術(shù)的靈活應用。DISCUSSION ON THE CONTINUOUS FEEDING TO TEXACO'SCOAL SLURRY GASIFIERHua Guiyi( Amnonia Dept. , Nanjing Chemical Corp.，SINOPEC，Nanjing ,210048)Abstract The Texaco ' s coal slury gasifier has been used for many years in China with a moremature technology; however, certain issues still need a further investigation and improvement. In thisarticle some views have been put forward for discussion regarding the continuous feeding to Texaco 'scoal slury gasifier.Key words: gasifier, continuous feeding, coal slury gasification新型合成氨催化劑定位起點(diǎn)高中國石油化工研究院開(kāi)發(fā)的低溫高活性合成氨催化劑項目,至2010年2月25日已完成1000h穩定性試驗。結果表明,合成氨催化劑具有反應條件溫和、能耗低、壽命長(cháng)和活性高、制備工藝簡(jiǎn)單等顯著(zhù)特點(diǎn).性能達到國內同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平,為合成氨催化劑開(kāi)發(fā)搭建了高起點(diǎn)的技術(shù)平臺。中國煤化工合成氨工業(yè)是一個(gè)大噸位、高能耗、低效益的產(chǎn)業(yè)，合成氨工藝和經(jīng)濟效益產(chǎn)生巨.大影響。因此,開(kāi)發(fā)低溫高活性新型催化劑一直是合成氨工業(yè)追逐的MHC N M H G州大學(xué)合作開(kāi)展了新型合成氨催化劑的研究。據了解,新型合成氨催化劑如能用于合成氨生產(chǎn),將全面提升我國合成氨工業(yè)在國際上的競爭力,在降低能耗、提升質(zhì)量,提高效益等方面發(fā)揮有效的作用。上海擎督金秋能源石化工作室錢(qián)伯章