CO2氣化劑在殼牌氣化爐中的應用

第34卷第8期Vol.34 , No.8河北化z .2011年8月HEBEI HUAGONGAug.201 1CO2氣化劑在殼牌氣化爐中的應用王本興，常鐵諾,張麗楠(河南煤業(yè)化工集團中原大化集團公司,河南濮陽(yáng)457004)摘要:簡(jiǎn)述了 CO2氣化劑倒人殼牌氣化爐系統后所產(chǎn)生的影響,并提出了生產(chǎn)中所遇到的問(wèn)題以及解決方法。關(guān)鍵詞:甲醇;COn;殼牌氣化爐;煤粉;鎖斗;氧煤比;溫度中圖分類(lèi)號: TQ214文獻標識碼:B文章編號: 1003-5095(2011)08 -007-0303Application of CO2 Gasification Agent in Shell GasifierWANG Ben-xing,CHANG Tie-nuo,ZHANG Li-nan(Henan Coal Chemical Industry Group,Zhongyuan Chemical Group Company,Puyang 457004,China)Abstract: To introduce the influence on methanol production of CO2 gasification agent into Shell gasifer,and put forwardthe problems encountered in production and solution methods.Key words:methanol;CO;Shell gasifer;pulverized coal;lock;ratio of oxygen and coal;temperature以CO2作為載體的煤氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司氣化裝置煤粉加壓鎖斗在減壓時(shí)可能出現較低溫為適應中國煤制甲醇產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)而開(kāi)發(fā)的最新專(zhuān)利度,引起裝置操作的不穩定。為分析測試煤粉鎖斗技術(shù)。該技術(shù)是在煤氣化裝置中用CO2作為氣化中高壓 CO2減壓可能出現的減溫問(wèn)題,根據現有煤氣劑,在生產(chǎn)過(guò)程中輸送煤粉。此前殼牌煤氣化工藝化設備 及現場(chǎng)條件設計了CO2減壓試驗模擬裝置,模是以N2作為加壓輸送介質(zhì),此工藝生產(chǎn)的合成氣適擬煤粉鎖斗減壓運行時(shí)可能出現的減溫情況。用于燃氣發(fā)電或合成氨生產(chǎn)。由于合成氣中含有煤粉鎖斗在常壓下接受來(lái)自常壓煤粉儲罐的煤大量N2,因此,該工藝不適于煤制甲醇裝置。為了粉,煤粉在煤粉鎖斗中通過(guò)來(lái)自超高壓COx緩沖罐適應中國煤制甲醇的市場(chǎng)要求,殼牌公司開(kāi)發(fā)了以(8.1 MPa, 120。C )減壓(減至4.9 MPa)來(lái)的CO2充壓CO2作為氣化劑的新工藝。為了使這一工藝成功應至4.4 MPa,與加料罐壓力平衡后,將煤粉下排至加用,我們利用尿素裝置的高壓CO2,設計了CO:和N2料罐。 卸料后的煤粉鎖斗,排出罐內CO2氣體,減壓的加壓卸壓實(shí)驗裝置。通過(guò)對兩種介質(zhì)運行的試至常壓。在此過(guò)程中,有2次大的減壓過(guò)程,一是驗結果對比分析,修改了裝置運行程序和部分參CO2從8.1 MPa在120 °C下減壓至4.9 MPa(正常工作數,有效預防了低壓凝結堵煤事故的發(fā)生,確保了壓力4.4 MPa) ,計算表明減溫約為35。C ,進(jìn)煤粉鎖斗CO:氣化劑在煤制甲醇項目中的成功應用。的氣體溫度約為85。C;二是CO2從4.4 MPa在80 °C下減壓至2.0MPa,并進(jìn)一步減壓至常壓,計算表明減溫1煤粉鎖斗工作情況約為45°C,排出氣體溫度約為40°C,罐內溫度亦為根據CO2減壓減溫情況及相關(guān)資料,注意到煤40 °C。證明CO2對煤粉鎖斗的沖壓泄壓以及下料過(guò)中國煤化工收稿日期:2011-04-12MHCNMH G作者簡(jiǎn)介:王本興(1983-),男, 2007年畢業(yè)于鄭州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè),主要從事She煤氣化技術(shù)工作,E-mail:wbx1228@qq.com.●8.河北化工Hebei Chemical Industry第34卷程不會(huì )有影響。而且氣化爐的負荷越高，產(chǎn)出的CO2棒是精密陶瓷材料,而合成氣經(jīng)過(guò)濾棒去濕洗時(shí)所量越充足,CO2壓縮機四段出口壓力就越高,煤粉鎖斗帶出的飛灰會(huì )粘在濾棒上,由于飛灰具有--定的粘的沖壓速度就越快,從而有效保證了對氣化爐煤粉的性,所以對反吹氣壓力和溫度要求均較高,要求反供應。吹壓力是氣化爐壓力的1.8~2.0倍,反吹溫度不得低于180 °C。當氣化爐負荷為85%時(shí),CO2壓縮機四2 CO2對氧煤 比的影響段出口壓力既可達到7.5 MPa,除去-部分壓降,到達(1)N2倒CO2煤粉管線(xiàn)用N2作為輸送煤粉的高溫高壓飛灰過(guò)濾器的實(shí)際壓力也能達到7.0 MPa,載體時(shí),煤粉密度的修正值約為341.25 kg/ m;如果- -般正常生產(chǎn)時(shí)氣化爐的壓力為3.6~ 3.7 MPa,所改用CO2作為輸送煤粉的載體時(shí),煤粉密度修正值以CO2倒人氣化爐系統后濾棒的反吹壓力符合要約為536.25 kg/m";CO2與N2作為載體導致煤粉管線(xiàn)求;當煤粉鎖斗兩個(gè)系列進(jìn)行沖壓時(shí),反吹氣最低密度上的差異是因為CO2的分子量比N2高,這樣就壓力為6.5 MPa,當飛灰排放罐與煤粉鎖斗兩個(gè)系列會(huì )造成氧煤比實(shí)際高。應適當調低氧煤比,否則同時(shí)沖壓時(shí)應以煤粉鎖斗為先,避免把濾棒反吹壓會(huì )造成氣化爐溫度高,造成后系統積灰。(2)CO2倒力拉得太低,影響反吹效果。CO2經(jīng)過(guò)反 吹氣加熱N2如果系統因為跳煤燒嘴或其它原因而導致負荷器加熱到235~245°C進(jìn)入超高壓N2/CO2緩沖罐,降低時(shí),為了保護CO.機組,防止發(fā)生喘振損壞設而超高壓N2/CO2緩沖罐的出口閥與氣化爐壓力是備,有必要將CO2倒為N2,但是倒成N:之后氧煤比是自動(dòng)加串級來(lái)實(shí)現控制的,所以經(jīng)過(guò)超高壓N/ CO2虛高,應適當調高氧煤比,防止氧煤比過(guò)低造成系緩沖罐的出口閥對壓力調整之后,到達反吹氣緩沖統堵渣,從而影響穩定運行,降低經(jīng)濟效益。罐的實(shí)際溫度為215~225°C,高于反吹氣溫度要求3飛灰排放罐的工作情況的180°C。因此,CO2倒人氣化爐系統后對高溫高飛灰排放罐沖壓時(shí)在頂部有兩路CO2,在底部壓飛灰過(guò)濾器基本無(wú)影響。有一路純N2作為流化N2。在這里CO。對飛灰排放罐5氣化爐停車(chē)后 的處理的影響較小,原因有3點(diǎn):(1)飛灰排放罐正常生產(chǎn)時(shí)由于CO2屬于酸性氣體,Nz是惰性氣體,所以當的溫度達到180C以上即可,而低錐流化氮溫度為氣化爐系統事故跳車(chē)或因故停車(chē),特別是需要較長(cháng)240。C時(shí)一直有量,而CO2只有在沖壓時(shí)用,所以沖時(shí)間停車(chē)時(shí),要對正常生產(chǎn)時(shí)使用CO2的設備和管壓時(shí)CO2對飛灰排放罐溫度影響不大;(2)灰是由煤道用純N2進(jìn)行置換。最好要置換3次以上,然后沖粉在氣化爐里高溫燃燒形成的,經(jīng)分析灰的全水以人純Ne保護,防止CO2對設備和管道造成腐蝕,影響及內水含量幾乎是0,所以泄壓時(shí)飛灰排放罐泄壓設備和管道的正常使用壽命。也不會(huì )對灰有影響;(3)飛灰排放罐下灰管的管徑6經(jīng)濟效益較大,均為DN200的管子,很少出現架橋現象。根據生產(chǎn)情況,CO2壓縮機開(kāi)車(chē)正常(10月104高溫高壓飛灰過(guò)濾 器的工作情況，日)后,將煤粉輸送介質(zhì)倒為CO2,運行4天后(10月當CO2倒入氣化爐系統后,高溫高壓飛灰過(guò)濾18日),CO2壓縮機振動(dòng)高跳車(chē),停CO2。在運行中因器的24組濾棒的反吹氣會(huì )用到CO2,由于這24組濾CO2壓縮機振值高,N:沒(méi)有完全切出來(lái)。CO.投用前附表CO。投用前后合成氣組分數據對比項目CO/%Hy%CO2/%Ny%Ar/%HS/% CH(x10)_ 粗醇產(chǎn)量10月 15日N.輸送55.619.36.7718.30.010.044710月17日CO。輸送53.916.512.57.120.065110月18日CO輸送65.016.111.67.185210月19日N.輸送5.616.75.2122513.74610月20日N輸送58.118.56.180.059.9048后合成氣組分列于附表。降到最低3 000m/h,每小時(shí)多產(chǎn)甲醇3~5t。該技由以上數據可知,用CO。輸送,合成氣中N%含術(shù)的運用中國煤化工1合成氣完全符合量明顯下降,有效氣含量上升,這樣就降低了甲甲醇合成YHCN M H G而使煤氣化甲醇醇合成回路的循環(huán)量,降低了合成氣機組的蒸裝 置在滿(mǎn)負何運行狀態(tài)卜每大增產(chǎn)甲醇200 t。汽消耗,90%負荷下馳放氣量由最高35000m/h(下轉第20頁(yè))20●河北化工Hebei Chemical Industry第34卷到無(wú)菌稀釋液需要2.5~3h,難過(guò)濾的批次往往需塊需降污,導致該批收率異常。這可能是由于清洗要4 h。后丁醇頂洗量不夠,使情況不充分,三合一罐內水對設備優(yōu)化改進(jìn),轉化液由壓縮空氣壓料改為分偏高,從而導致結晶放料后青霉素溶解或造成局離心泵打料,合理安排轉料進(jìn)度,縮短壓料時(shí)間。部粉子黃塊,造成收率偏低。2.2 三合一丁醇頂洗對罐式三合一洗罐后的丁醇頂水操作進(jìn)行了青霉素易溶于水,為防止對鈉鹽成品質(zhì)量造成優(yōu)化,將三合一和放料管道內的水徹底置換,減少影響,用純化水對三合-進(jìn)行清洗。 經(jīng)過(guò)對2009年了溶解損失。各月低收率批次統計分析發(fā)現,收率異常批次多為3生產(chǎn)數據統計三合一清洗后的第1批,此現象在4個(gè)生產(chǎn)班組均有發(fā)生;而且清洗后第1批鈉鹽粉子表現為:粉子重2010年初對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)實(shí)驗,對生產(chǎn)量較正常批次明顯減少;三合一罐內 出現局部顯黃收率數據進(jìn)行跟蹤并與改進(jìn)前做對比,結果見(jiàn)附表。附表改進(jìn)前后收率對比2009年改進(jìn)前2010年改進(jìn)后月份生產(chǎn)總批數/批> 92.3%/批< 87%/批1841834322S7898683024029525647953()8:t2228038o742811356412)496合計6810143944(比例1%29.56.738.93.從附表可看出,經(jīng)過(guò)設備改進(jìn)和工藝優(yōu)化，通過(guò)改進(jìn)壓料操作,將壓縮空氣壓料方式改為2010年收率> 92.3%的批次明顯增多,其所占比例離心泵壓料, 大大縮短了壓料時(shí)間,使總壓料時(shí)間較2009年提高9.4%,收率<87%的異常批次明顯降減少了1 h,并減少了料液降解。低,其所占比例下降2.8%;2009年青鈉平均收率為改進(jìn)三合- -清洗操作,丁醇頂水由原來(lái)的1次.90.95% ,改進(jìn)后2010年青鈉平均收率為91.57% ,收用300 L,改為400 L分2次進(jìn)行頂水操作,可將三合率有了明顯提高。一中的水進(jìn)行徹底置換,減少了青霉素粉子的溶4經(jīng)濟效益解,同時(shí)也避免了三合一烘烤過(guò)程中粉子產(chǎn)生黃根據生產(chǎn)統計數據對其改進(jìn)后的經(jīng)濟效益進(jìn)塊,減少了降污,提高了收率及產(chǎn)品質(zhì)量。行測算(按每月75 t青霉素鈉計算):收率提高后年通過(guò)本次工藝及設備改進(jìn),鈉鹽收率同比提高增產(chǎn)5.58 t,年增效益83.4萬(wàn)元。0.62% ,同時(shí)鈉鹽含量也略有提升,年增效益83.4萬(wàn)元。5分析及結論(上接第8頁(yè))7結語(yǔ)且負荷越高效果越明顯。國內生產(chǎn)甲醇廠(chǎng)家較多, .實(shí)踐證明,CO2氣化劑在殼牌氣化爐煤制甲醇甲醇產(chǎn)量+中國煤化需要以降低成本項目中可以成功應用。CO2倒人氣化爐系統后不僅來(lái)提高競TDHCN M H a中原大化集團公可以改善N2用量大時(shí), N2壓縮機三段四段出口壓力司CO2氣化劑在煤制中厚壩日中時(shí)成功應用,得到了低的問(wèn)題,還可以提高甲醇產(chǎn)量,提高經(jīng)濟效益,而殼牌專(zhuān)家的認可和贊揚,可廣泛推廣和應用?！?/p>