德士古煤气化装置合成气洗涤的改进

总第135期2005年第3期安徽化工57德士古煤气化装置合成气洗涤的改进顾进(淮化集团有限公司设计院,淮南232038)摘要介绍了德士古煤气化装置在高灰份条件下造成的带灰、带水及碳洗涤塔阻力上升等问题并提出改进措施。关键词德士古煤气化合成气洗涤 煤灰份前言2德士古气化系统粗合成气洗涤过程淮化集团有限公司德士古气化装置为三台气化炉,合格的水煤浆和空分来的氧气经德土古烧嘴喷入两开一备,采用美国德士古( TEXACO)水煤浆加压气化气化炉燃烧室,氧气和水煤浆在1300C~1400C、4.0MPa技术,由日本宇部公司( UBE)设计,于2000年9月化条件下,进行部分氧化反应,生成的水煤气和熔融态灰工投料试车-次成功,成为国内继山东鲁化、上海焦化、渣经过均布激冷水的下降管进入激冷室的水浴中,大部陕西渭化之后,第四套运行的德士古装置。该装置采用分的熔渣经冷却固化后落入激冷室底部。粗合成气沿下义马烟煤,日投煤1000吨,原设计煤灰份值为14.76%，降管和上升管的环隙上升出气化炉激冷室，在合成气出但在实际运行中,义马煤灰份-直居高不下,并且煤质波口管处设有冲洗水，以防气体中固体颗粒在出口管累积动很大,灰份值在17%~34%( wt)之间。在掺配北宿、华堵塞,同时给合成气增湿。经过初步洗涤的合成气进入亭、三河尖、榆林等优质煤后,灰份仍然很高,2002、2003、喷嘴洗涤器,在这里加入大量增湿水，使合成气夹带的2004年的平均灰份仍达到18.83% .19.20%和20.03%,由固体颗粒完全湿润,以便在洗涤塔内快速除去。经增湿此造成了-系列的问题,严重影响了气化炉的长周期稳的合成气沿洗涤塔内下降管进入底部水浴中,再向上穿定运行，致使单台气化炉运行不到20天就必须停炉清过水层，大部分固体颗粒沉降到塔底部与合成气分离。理,其中最突出的问题就是洗涤塔带灰、带水及阻力上上升的合成气沿下降管和导气管的环隙向上穿过两层升较快,并且对后工序一氧化碳变换工序触媒的使用寿冲击式塔板,并与洁净的喷淋水逆向接触,洗涤余下的命造成很大的影响。针对高灰份造成的合成气带灰、带固体颗粒,再经除雾器除去雾沫后送往下游工序。要求水及洗涤塔阻力上升快等问题，我们从2001年开始就出洗涤塔的合成气含尘量小于lmg/Nm'。 淮化装置德士进行了长期的探讨和分析，并逐步进行改进。古合成气洗涤流程示意图见图1。如火炬煤浆02.除雾器燃烧室冲洗水两层塔板洁净冷凝液喷嘴洗涤器增湿水激冷室中国煤化工气化炉MYHCNMHG图1淮化装置德士古合成气洗涤流程示意图58总第135期2005年第3期安徽化工洗涤塔1|洗涤塔2|洗涤塔33合成气洗涤的初步改进(1)针对洗涤塔带灰带水的现象,$调节阀本调节阀调节阀高经过认真分析研究,确定原料煤中灰份角阀太高是造成问题的根本原因,因此公司m$下大力气改进煤质，改变原料煤路线,罐多次组织多煤种的试烧工作,由原来单- 采用义马煤为原料改为以义马煤为基煤, 华亭北宿、三河尖、榆林、神华煤等为配煤的原料路线，改善了煤质,使工去E1302图2洗 涤塔排水流程图灰份得到控制。但由于义马煤质太差,煤炭资源持续紧张,价格上涨，其他配煤无法满足量的解决相互排斥造成的排水不稳定问题。改造前后排水流要求,因此煤质无法得到根本的改善，针对这种情况,就程图见图2。必须从工艺和设备上进行改进。同时,参考原设计的工艺参数对在现有的煤灰份条( 2)2001年下半年,由于煤的灰份较高,气化炉清件下水系统平衡重新进行计算,发现文丘里洗涤器和气理后一般运行16天左右，就会有洗涤塔带灰带水现象化炉激冷环的水流量仍然偏小，因此决定采用双泵运发生,20天左右带水就相当严重,且洗涤塔阻力上升至行,将气化炉激冷环的激冷水流量增加到120m/h,将文0.25MPa以上,被迫停炉清理。经过认真分析和计算之丘里洗涤器的水量增加到75m/h,大幅度提高气化炉激后,逐步实施了以下改进措施:冷水和文丘里洗涤器的增湿水量。①在洗涤塔.上部增加一排除雾器,使原三组除雾器(2)通过上述改进,较圆满地解决了洗涤塔阻力上变成四组,增大了合成气流通面积,减小阻力。升问题,有效延缓了系统带灰带水周期,同时稳定了水②将洗涤塔内双层冲击式塔板的孔径扩大,孔径由气比,消除了后工序变换炉操作不稳定因素,加之带灰原来的φ6mm扩为φ7mm。的减少,大大延长了变换触媒的使用寿命。改造效果见③增加塔板堰槽高度，改善塔内气液相接触状况，下表。塔板溢流堰最终增加到134mm，溢流堰槽高度最终增项目改造前改造后加到184mm。20余天因阻力，上升30余天因更换④加强水质分散剂和絮凝剂的使用管理,保证循环气化炉运行时间停炉烧嘴停炉使用的灰水品质,减少再次进入系统的灰量。洗涤塔阻力30余天有阻力上升无阻力上升⑤尽可能大地加大激冷水量及文丘里喷射洗涤器(灰份16%~20%时)的水量,降低黑水固含量,改善文丘里喷射洗涤器中固13~15天有阻力上(灰份20%~25%时)升,且上升较快。体颗粒的润湿状况,提高除尘效率。实施以上技术改进后,在现有灰份下基本实现了-排黑水流量极不稳定流量易调节,且稳定台气化炉运行30至40天不带水、不带灰的目标。水气比(变换波动在5C左右波动在2C以内4合成气洗涤的进一 步改进炉入口温度)( 1) 2004年煤炭供应异常紧张，原料煤的最高灰变换触媒中灰多，每三个月灰少,尚末份竟达到34%,再次造成洗涤塔阻力上升较快,致使一的灰及阻力因阻力问题停车更因阻力停车奂触媒台气化炉运行20天左右就必须停炉清理。中国煤化工经过分析研究,并借鉴其他德士古厂家工艺流程和5结CNMHG工艺参数,发现淮化厂的水气比波动较大,而造成这种通过网平夕创侯系和对原科、工艺、设备的改进,逐现象的原因主要是洗涤塔排水不稳定,这又是由于两台步解决了碳洗塔带灰、带水及阻力上升问题。在高灰份洗涤塔共用-条排黑水管线,排水压差不同而相互排斥条件下经过半年的运行,效果显著,不仅延长了气化炉造成的,并且由于排水不稳定进-步造成洗涤塔内有灰的运行周期,而且改善了操作条件，同时有效地延长了尘累积。为此决定将两台洗涤塔排黑水管线分开走,以后工序变换触媒的使用寿命。口