德士古水煤浆气化炉连投问题的探讨

2010年4月大氛触Apr.2010第33卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.33 No.2 .德士古水煤浆气化炉连投问题的探讨华桂义(中国石油化工股份有限公司南化公司合成氨部,江苏南京,10048摘要德士古水煤浆 气化炉在我国已应用多年,其技术相对比较成熟,但还存在一些问题需要进一 - 步探索和完善。该文就德士古水煤浆气化炉连投问题.提出一点看法供大家探讨。关键词气化炉连投水煤浆气化德士古专利商强调“严禁气化炉连投操作"，后,烧嘴的雾化效果变差,甚至恶化,造成炉内温是基于安全因素考虑的。事实上,国内大多数水度分布不均,炉壁局部受热;若烧嘴(夹套)开裂,煤浆气化厂家都进行过气化炉连投操作。原因很工艺气将窜人烧嘴冷却水系统,造成严重后果,甚简单,连投可以节省开车时间和开车工作量,可以.至爆炸。尽快地恢复生产,效益最大化(对于年产300kt的事实上,德士古水煤浆技术发展至今,已经有合成氨装置,气化炉连投- -次就可以减少100万60多年的历史,其烧嘴的选材及加工经历了多次元以上的直接经济损失)。“安全”与“生产”究竟革新,烧嘴的耐磨性、耐高温性得到了加强,使用哪个重要呢?实践证明,在确保安全的基础上,是寿命也得到了延长。如果烧嘴运行时间不长,并可以进行气化炉连投操作的,连投是德士古水煤且烧嘴在运行过程中各项监控指标没有什么异常浆气化技术的灵活运用。变化,则专利商最初担心的“烧嘴磨损或裂纹"已经不是问题。1气化炉连 投操作1.2 连投炉温比较低气化炉投料是指气化炉被升温烧嘴升温至投担心连投炉温比较低。若投料不成功,进人料温度,并恒温一段时间后， 将升温烧嘴拔出,更炉内的氧会与炉内的可燃气混合爆炸。事实上只换成工艺烧嘴,然后进行气化炉投料操作。当气要严格保证投料温度不低,保证煤浆和氧按先后化炉投料不成功或运行着的气化炉跳车后,没有顺序顺利地进人气化炉投料不成功是不可能的。将气化炉中的工艺烧嘴拔出更换新的工艺烧嘴，1.3烧嘴氧流道中有煤浆存在接着又进行的投料操作,称之为气化炉连投操作。水煤浆气化使用的氧化剂是高压纯氧,高压广义上的气化炉连投,指的是只要有煤浆通纯氧对氧阀、氧管以及烧嘴的要求比较高,- -般采过烧嘴进人气化炉,且投料不成功或气化炉跳车用镍基合金材质。氧流道要求进行化学清洗,确后,不更换工艺烧嘴的连续投料。狭义上的气化保氧流道内清洁、无油污、无杂质、无碳黑,否则高炉连投,指的就是气化炉跳车或短期停车后,不更压氧有可能会在氧管内剧烈燃烧,造成安全事故。换工艺烧嘴而进行的连续投料操作。德士古专利德土古气化炉烧嘴为三流道预混式烧嘴(即内外商不主张气化炉连投操作的原因和技术关键点主混型烧嘴),煤浆走内环流道,高压氧走外环流道要是从以下几点考虑的。中国煤化工203-081.1 烧嘴磨损或裂纹问题?年7月毕业于北京担心烧嘴在运行过程中可能有磨损或裂纹等化fYHcNMHG政份有限公同南化公问题。若不更换新的烧嘴,气化炉再次连投后,烧司合成氨部工作。联系电话: 13905177690; E-mail: huagiyi @ y归嘴有可能烧坏,造成安全隐患。例如:烧嘴磨损hoo. com.cno第2期华桂义.德士古水煤浆气化炉连投问题的探讨125和中心流道,氧和煤浆在烧嘴端部进行切割雾化。一段时间后(煤浆充满管道时间,A炉28s)下游正常生产时,水煤浆不会流进烧嘴的氧气流道中。氧切断阀XV104首先打开、接着氮塞阀XV106关当气化炉跳车或停车,高压氮气吹扫不彻底,水煤闭,然后上游氧切断阀XV103打开,当XV103开浆有可能进入烧嘴的氧气流道中,此时,若进行气度达30%时,氧放空阀XV105开始关闭,氧气开化炉的连投操作，可能会造成氧在烧嘴流道中剧始进入气化炉。然后根据气化炉温升率和压力升烈燃烧,最终造成安全事故。率判断气化炉是否投料开车成功。如何才能确保吹扫时煤浆不进人氧流道呢?2.3 气化炉停车流程对此有必要先说明- -下德士古水煤浆气化炉的炉按下气化炉停车按钮(或气化炉跳车)，头流程,下面以A炉流程为例。XV103、FV107关闭, XV102延迟几秒关闭(XV102在煤浆泵停车后关闭),接着XV106、XV120、2气化炉炉头流程(图 1)XV142打开,吹扫氧管和烧嘴氧通道,与此同时FY10YO1FV121关闭。几秒钟后,XV121打开吹扫煤浆管71102 (FT121线和烧嘴煤浆通道,然后XVI04关闭,接着XV121OQFY121关闭,最后XV120、 XV142关闭,XV106作为氮塞.武团中心氧保持开。内环煤浆1三流道ASU超高压aTIOIC 外环氧烧嘴整个吹扫过程中，氧管线吹扫时间为35s,煤浆管线吹扫时间为10s。先吹扫氧管线,后吹扫煤浆管线,先停煤浆管线吹扫,后停氧管线吹扫,煤浆糖口FT1OIA气化炉A这样保证了在整个吹扫过程中煤浆不会进入氧管高压煤FTIO1B线通道。图1气化炉炉 头流程示意因此,只要保证停车后的吹扫程序能够正常2.1超高压氮气运行,则专利商关于烧嘴氧流道中有煤浆存在的超高压氮罐( V3202)中的超高压氮气(KN)来担心,是可以避免的。自空分装置(ASU),从安全角度考虑,其主要作用中国石油化工股份有限公司南化公司大化肥有两点。- -是氮塞作用。气化炉投料前和停车水煤浆气化装置于2006年1月11日一次性投料后,氧管有压力的情况下,超高压氮气经XV001、成功,至2009年6月8日,A/B气化炉共投料68XV106充人XV103、XV104之间,防止氧气经次,其中气化炉连投30次,有1次投料未成功FV107 .XV103、XV104漏人气化炉。二是吹扫作(XV101关闭超时)。下面就气化炉连投的操作要用。气化炉停车或跳车后，超高压氮经XV001 送求及连投过程中出现的问题进行探讨。往XV106.XV120、XV142吹扫氧管和烧嘴中心氧管及外环氧管,经XV121吹扫煤浆管线及烧嘴内3气化炉连投的操作要求环管。3.1气化炉温 度必须满足投料要求2.2气化炉投料流程.气化炉连投温度最好大于900C。德士古专投料前,开车氧气流量已经建立，此时利商要求气化炉投料温度必须大于1000C ,换句XV103 .XV104关闭,一-定流量的氧气经过FV107、话说，1000C是气化炉投料成功的安全温度。事XV105、HV141放空;开车煤浆流量已经建立,此实上1000C的投料温度,存在较大的富裕量。根时XV102关闭,一-定流量的煤浆经过P3201A.据经验,投料温度大于900C,就可以安全地保证XV101打回流;超高压氮系统, XV001.XV106保持投料成功。迄今为止,气化炉共计连投30次,成打开状态,维持氮塞压力, XV120、XV121、XV142功29次。连投平均温度大于950C,最高连投温保持关闭。度11中国煤化工:(实际可能达按下气化炉投料按钮,煤浆人炉切断阀8600YHCNMH GXV102首先打开,当XV102开度达30%时,煤浆3.2气化炉气体分 析必须合格回流阀XV101开始关闭,煤浆开始进人气化炉;气化炉停车或跳车后,停车逻辑将启动超高26大氛酗2010年第33 卷压氮吹扫程序,气化炉中气体主要为氮气、氢气、周期的2/3;其他相关设备无明显问题;如此可考一氧化碳二氧化碳及微量氧气。若氧气含量过虑连投。高,投料后可能会引起系统爆炸。因此,气化炉连气化炉连投的目的是为了节省开车时间和开投前必须对气化炉和碳洗塔气体进行氧含量分车工作量,尽快地恢复生产,产生效益。若气化炉析,小于0.2%为合格,否则需用氮气对系统进行的烧嘴已经快到使用寿命,或其他相关设备有明置换,直至氧含量分析合格。有时,为了安全起显的问题,无法长时间运行,建议不要连投。见，可以考虑向激冷室充人氮气,然后进行投料。3.5 其他要求3.3 气化炉停车时,氮气吹扫必须正常气化炉停车吹扫,超高压氮消耗量较大,短时确认气化炉停车时,氮气吹扫程序正常,阀门间内不一定能够恢复。因此,在连投前超高压氮开关顺序正确，氮气流量正常。必须具备-定的压力,以保证若投料失败进行的气化炉停车吹扫,主要是将煤浆管线和烧嘴氮气吹扫量;气化炉停车后,必须对氧切断阀和煤中的煤浆吹扫干净,防止煤浆在烧嘴中干涸。在浆切断阀开关时间进行测试，确保氧切断阀开关吹扫过程中必须确保煤浆不进人氧管及烧嘴的氧时间小于3s、煤浆切断阀开关时间小于5s的开流道,以保证氧系统干净,所以吹扫程序首先吹扫车条件;气化炉内径3.2m, 投料氧量15000 ~氧管。在吹扫氧管的同时,吹扫煤浆管线及烧嘴16000m?/h,投料煤浆流量30m2/h,煤的挥发分平煤浆流道,煤浆管线吹扫10s后,停止煤浆管线吹均28.35%。扫;氧管吹扫35s后,停止氧管吹扫。接着转人氧管小流量吹扫程序,如图2所示。4连投操作出现问题及 处理4.1 投料前氧含量分析超标氧气管线5s..L氧管小流量吹扫|连投前氧含量分析,曾经出现过2次氧含量气化炉10s 一炉头氧超标的现象,原因是停车时氧阀关闭超时,造成系停车手阀关闭统氧含量过高。处理方法:系统停车.氧氮泄压开始吹扫结束吹扫媒浆管线煤浆管线后联系仪表，对超时的氧阀进行整定,使之开关图2氮气吹扫流程正常;导通与氧管相连的中压氮,对系统进行氮气氮气吹扫量的大小及吹扫时间，参照德士古置换,直至氧含量分析合格。工艺包设定。气化炉首次停车,必须对烧嘴进行4.2 停车时氮吹扫异常检查,确认氧管、烧嘴氧流道、煤浆管线、烧嘴煤浆吹扫外环氧的氮气有流量计可以判断外环氧流道吹扫干净,不然需对吹扫氮气量进行适当调吹扫情况;吹扫中心氧的氮气没有流量计,无法判整断中心氧吹扫情况。我厂还设有“气化炉‘连停'按钮"。其作用2008年6月27日,B炉停车检修,发现中心.是,气化炉停车吹扫结束后,若认为氮气吹扫不彻氧管进人许多煤浆。原因是超高压氮吹扫阀底,烧嘴未吹干净，则连按3次停车按钮,停车吹XV242后止回阀卡死、未打开,造成中心氧管和烧扫程序将再次启动,对气化炉进行又一轮的吹扫。嘴中心氧流道未吹扫,在停车氮气吹扫过程中,煤设计这个按钮的初衷是为了气化炉连投(吹扫2浆被倒吹人中心氧管。所幸B炉进行检修,未进次,保证烧嘴干净),实际进行连投操作时,并没有行连投,否则后果难以预料。处理方法:增加中心使用这个按钮。原因有两点:①气化炉吹扫1次，氧氮气吹扫流量计,以监控停车时中心氧管吹扫炉温将下降很多;②吹扫1次需要很多超高压氮情况。气,影响到随后进行连投的安全性。4.3 煤浆回流阀关闭超时， 开车程序未完成，投3.4气化炉烧嘴及相关设备必须无明显问题料不成功在每次投料前,要认真检查烧嘴,确保新更换中国煤化工过-次投料不的工艺烧嘴质量合格;烧嘴运行过程中无任何异成功表面存在凝固常情况发生,如烧嘴压差正常、雾化效果良好、冷:MHCNMH G的煤录,寸以Arui大问的问超过10s。处理方却水系统正常等;气化炉烧嘴运行时间不足运行法:时间允许时,冲洗XV101回流管线;反复开关第2期华桂义.德士古水煤浆气化炉连投问题的探讨127XV101,调整XV101气缸气量,保证XV101开关时6~ 10h,总共约12~6h。若气化炉不连投,则需间满足开车条件。将工艺烧嘴拔出,更换升温烧嘴对气化炉进行升.4 制定气化炉连投操作票温、恒温,然后再更换新的I艺烧嘴,最后再投料。由于德士古专利商强调“严禁气化炉连投操如此--来,气化炉恢复正常供气所需时间约24h作”,所以国内大部分水煤浆气化厂家都没有制定以上,后系统此时再恢复就不止是6~ 10h, 得花气化炉连投相关操作票,他们的连投操作采用气2d以上时间才能出氨,总时间约3d。因此,连投化炉开车操作票,关键操作由技术人员把关,这给操作可以减少2d的时间。气化炉连投操作带来了不少安全隐患,因此制定40000m的空分装置在此过程中不能停(若气化炉连投操作票是很有必要的。停,空分装置恢复时间更长),所以仅空分装置1d的蒸汽消耗就是30万元以上,加上水、电等,空分5关于气化炉连投的经济分析装置Id的能耗至少50万元。还有每天900t的众所周知,大型化工装置由多个工序组成、生产品氨损失。另外,由于合成氨装置还为公司其产连续化,各工序之间衔接有序、紧密。若中间某他装置提供氨和氢,停车后至恢复生产前,外供氨个环节出现问题,则后工序将减产或无法进行生和氢将会停止,则外供用户的生产将减产或停车,产。若处理问题时间过长,则后系统重新开起来这部分间接损失也很可观。所以,气化炉连投一将会花费更多的时间，从而影响了企业的经济效次就可以减少的直接损失不低于100万元，间接益。损失更大。以合成氨装置为例,该装置由空分、气化、变换、净化、VPSA、氨合成等工序构成,主要产品为6结语氨和氢，并外供公司环己酮.已内酰胺、磷肥、硝酸总之，只要保证气化炉温度不低、气化炉氧含等装置。量分析合格、氮吹扫程序正常烧嘴性能良好、氧气化炉跳车后,若连投,从气化炉跳车到气化阀和煤浆阀满足开车条件.吹扫氮气压力不低等炉正常供气,所需时间约6h(包括查找跳车原因条件,气化炉连投是没有风险的。气化炉连投操的时间),后工序依次恢复至出产品氨为止,大约作不是创举,而是对德士古气化技术的灵活应用。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新型合成氨催化剂定位起点高中国石油化工研究院开发的低温高活性合成氨催化剂项目,至2010年2月25日已完成1000h稳定性试验。结果表明,合成氨催化剂具有反应条件温和、能耗低、寿命长和活性高、制备工艺简单等显著特点.性能达到国内同类产品的先进水平,为合成氨催化剂开发搭建了高起点的技术平台。中国煤化工合成氨工业是一个大吨位、高能耗、低效益的产业，合成氨工艺和经济效益产生巨.大影响。因此,开发低温高活性新型催化剂一直是合成氨工业追逐的MHC N M H G州大学合作开展了新型合成氨催化剂的研究。据了解,新型合成氨催化剂如能用于合成氨生产,将全面提升我国合成氨工业在国际上的竞争力,在降低能耗、提升质量,提高效益等方面发挥有效的作用。上海擎督金秋能源石化工作室钱伯章