德士古水煤浆气化的运行及改造

第32卷第1期化工设计通讯Vol 32 No I200年3月Chemical Engineering Design CommunicationsMar.2006德士古水煤浆气化的运行及改造李峥陶美玲李彩艳(兖矿鲁南化肥厂,山东滕州277527)摘要:对德士古煤浆的制和贮运、气化、闪蒸系统的长周期运行方面进行了改造,改造后系统的运行质量得到了改善和提高。关键词:德士古;水煤浆气化;运行;改造中图分类号:TQ11326+4文献标识码:A文章编号:1008-6490(200601-0010-030引言1煤浆的制备及贮运兖矿鲁南化肥厂的德士古水煤浆加压气化装置1.1煤的合理配比是国内第一套示范装置,世界第五套生产装置,该项德士古煤气化工艺的特点之一是对煤种的适应目于1989开工建设,1993年4月建成投入试生产,同性广。但从国内厂家运行情况看,要保证系统长周年六月份通过国家技术鉴定,1995年全面投产。期、稳定运行,煤质的好坏有很大的影响。确切地说2001年12月新上基本上全部国产化的第三台气化灰分低、灰熔点低、粘温特性好的煤比较适应德士古炉,气化炉运行方式改为为两开一备,同时配套上第气化。我厂用煤为鲁南地区几家煤矿的烟煤,煤种的二套闪蒸系统。2004年新增第三套闪蒸系统,达到灰熔点、灰分、固定碳含量、水分等都各不相同。通过了3台气化炉配套3套闪蒸系统运行。在生产中,我对不同煤种的合理配比确保所用原料煤的灰分控制们积累了丰富的经验,在气化系统长周期运行方面,在到17%~20%,灰熔点在1250~1300℃,使得气有了更多的认识。化反应状况良好。德士古水煤浆气化的工艺流程,在很多文章中都1.2煤浆中杂质的避免有介绍,本文不在赘述。我厂的德士古工艺过程采用煤浆中如果有铁丝、大颗粒等杂物,对煤浆泵的激冷流程,由四部分生产区域组成。影响是严重的,轻则单缸不打量,甚至会导致因煤浆煤的研磨和煤浆制备工号20泵流量过低造成气化炉停车的事故发生。我们在上煤浆储运工号202煤工序上增加了电磁铁的数目和功率,加强对磨煤机气化、激冷及合成气洗涤号203滚筒筛和煤浆振动筛的运行维护,做到了不因为人为渣水处理系统工号204原因导致煤浆波动现象的发生。同时适当抬高位于对长周期运转和相关技术改造我们将从煤浆制煤浆槽压煤浆泵人口管线,避免煤浆槽底部备及贮运、气化和渣水处理三个方面作出阐述。淤积中国煤化工线。通过上述的措CNMHG收稿日期:2005-11-15作者简介:李峥(1980.6-),山东膝州人,2001年毕业于山东大学化学工程与工艺专业,助理工程师,从事煤气化的生产与项目建设工作。电话:0632-2362303第1期李峥,陶美玲,李彩艳:德士古水煤浆气化的运行及改造施,保证了煤浆制备和贮运的稳定。了管道的结垢速度,形成恶性循环,影响系统长周期2气化运行。为解决问题系统在运行半年左右就要停车清理一次,每次清理都要割开弯头和管道,这样处理工2.Ⅰ去除破渣机和捞渣机作时间长,清理质量难以保证。洗涤塔循环泵入口、破渣机和捞渣机都是根据德士古提供的条件订出口管线改造,是将原来的泵进出口90弯头改造成货的,实际正常运行中并无大的渣块。设置破渣机的头带法兰“T”型弯头。利于系统停车时管道清理改目的是为了防止一旦操作不正常时产生的大块熔渣造后停车清理时只需打开法兰盖,就可直接清理。或耐材坍塌大块耐火砖卡住锁斗阀门,致使安全系统这样既确保了开车时间,又保证了清理质量。无法运行的恶性事故发生。只要精心操作,完全可以避免大块熔渣的产生,耐火砖的脱落与否也可以通3闪蒸系统的长周期运行过表面热偶对气化炉表面温度的检测,因此在新上的第三台气化炉装置中,取消了破渣机,锁斗排出的渣闪蒸系统的主要任务是对气化炉和洗涤塔排出水进入框架西侧的大渣池。在原有2台气化炉的第的黑水进行处理,通过闪蒸出黑水中酸性气达到回收渣池顶部增设三通阀,锁斗排出的渣水也进入大渣热能、灰水循环利用的目的,满足环保排放要求。池。大渣池接收气化及闪蒸系统排出的渣水,由于系2004年新上一套闪蒸系统,3台气化炉分别对应3套统的高负荷运行造成碳燃烧不充分,渣中可燃物含量闪蒸系统,缓解了气化炉及闪蒸系统高负荷运行所带仍然较高。在大渣池内沉降后,固体渣被捞出送往我来的一系列问题。当一套系统需要检修时(气化炉换新建的热电装置掺烧。而渣池的水则通过自流进砖、闪蒸系统清理)另二套系统可以维持2500pm负入原来的气化污水站,处理后返回煤浆制备系统。荷运行,避免引起后系统负荷大的波动。在氧气足够2.2烘炉蒸汽调节阀的改造的情况下可以实现3炉同时运行。气化炉烘炉时中压蒸汽调节原设计为现场人员3.1去火炬安全阀排放管线的改造手动调节,在烘炉期间,当发生炉温波动较大时,均由原有两套闪蒸系统共用一条去火炬安全阀排放205总控通知现场人员到203框架七楼进行调节。管线(DN100),当其中一条管线不畅时候,另外系统特别是驰放气压力波动较大,造成炉温波动频繁,大就要受到影响甚至有憋压现象出现。新上的闪蒸系大增加了现场人员的工作量,而且炉温波动大,对耐统增设了一条DN150的管线,将原1*闪蒸的酸性气火砖会造成不同程度的损害;烘炉质量差,对耐火砖管线并入。3个闪蒸的酸性气管线目前互相的影响的寿命影响较大,特别是耐火砖的低温区的升温恒已经很小。温,烘炉中压蒸汽用量无法控制。严重时造成气化炉3.2增设中压闪蒸罐顶部压力表回火和熄火,延长了气化炉投料时间。为此增设了中德士古原设计闪蒸系统,中压闪蒸罐的罐顶没有压蒸汽遥控自调阀,由原来的现场人员手动操作改为压力指示,当中压闪蒸的气相管线堵塞时候,操作人总控遥控调节。改为中压蒸汽自调后,中压蒸汽用量员仅能依据其它工艺指标来估计,容易造成错误判由原来的46U/d降至36υd,炉温较为稳定,避免了回断。新上闪蒸系统增加了法兰式远传温度测量。从火和熄火现象的发生,减少了现场人员的工作量。投而在DCS上就可以显示中压闪蒸罐顶的压力参数。入使用后,在整个烘炉期间耐火砖的升温恒温质量都3.3液位计取压口的改造比以前有很大提高,可延长耐火砖的使用寿命。1中国煤化工t,液位计取压口管线2.3激冷水管线的改造都CNMH塞指示不准确了,以至气化炉激冷水管线易结垢,特别是洗涤塔循环泵于液位计冲洗水管线成了摆设,新上闪蒸系统液位计进出口管线附近。系统长时间运行后,管道流通面积管口改为45度倾斜向上,有利于保持管线畅通。有了减小,造成激冷水流量下降。激冷水流量降低又加快(下转第14面)化工设计通讯第32卷e.氨冷温度控制越低入塔气体中水汽浓度就越热20分钟,待温度升至200℃方可加入热软水,升温低,在还原期间氨冷温度要求控制在-10~-15℃。250℃时向氨冷加氨。f.高氢有利于催化剂加速还原,缩短还原时间c.热点温度到360℃时开始分析水汽浓度,每小升温期循环氢含量≥70%,还原期循环氢含量≥时分析两次并及时放水。75%,轻负荷期循环氢含量≥65%。d.如果催化剂床层径向温差>10℃或轴向温差g,高功率的电加热器可加大空速相应降低水>20℃时,就应立即恒温待温差缩小至要求范围内汽浓度,缩短催化剂还原时间,因此,在升温还原过程再继续升温还原。中进入还原主期就需尽可能地加大电炉功率e.提温、提压要交叉进行,且缓慢。加强对氨分、h.还原末期的操作温度对还原彻底与否至关重冷交排水,每半小时排放一次。要,A203型是一种低温型催化剂,易于还原。在一、f.还原期间如果遇到前工段事故停车或全厂停段热点温度尽可能低(≤490℃)的情况下把底层温度电,欲想获得良好的催化剂活性,可采取塔后小放空,提至460~470℃,并保持8h左右,水汽浓度连续分析以催化剂温度不升为准。<0.2g/m3(标态)不再反复。即可转入轻负荷生产3.3升温还原过程中的注意事项4结语a.补气时需勤补、少补,尽可能连续少量补气使合成系统压力稳定,补气时微量控制在≤20A203型低温氨合成催化剂的分层升温还原后从使用效果来看:在低温(460±5℃)能平稳操作,同等b.升温到120℃要及时开水冷,温度升至150℃工艺状况下,合成系统压力下降1.0~1.5MPa,氨净值检查热电偶积水失灵现象,同时向中置锅炉加蒸汽预高出1.0%左右,为我公司创造了良好的经济效益。(上接第11面)统被迫停车。后来闪蒸系统技改做了改造:去掉了压准确的压力和液位指示,操作人员更能准确的判断闪滤机、滤液泵滤液槽,沉降槽底部污水通过排污管送蒸系统的运行情况,从而确保系统的长周期运行。往第一渣池,清液溢流到第二渣池。在渣池上方配备3.4加设闪蒸罐内耐磨板有轨捞渣机,定期打捞底部沉淀的细灰渣。由于前文对于闪蒸界区内管线易磨损处,都进行了加厚处叙述的气化炉锁斗排渣管线直接排入大渣池,因而捞理,调节阀后采用陶瓷衬里短接、管线盲板处增加锰渣机停用,所以沉降槽底流污水通过排污地沟流入大钢耐磨板、与折流板釆用焊接。在3个闪蒸罐内黑水渣池。然后转入煤浆制备系统。人口折流挡板处增加40mm厚的锰钢耐磨板,与折流3.6增设备用排放管线板釆用螺栓连接。黑水进入闪蒸罐首先冲刷耐磨板,在压力闪蒸分离罐液相及换热器液相增加去地从而保护折流挡板。停车大修时候检査耐磨板是否沟管线。在系统超压或者出现漏点时闪蒸后的黑水需要更换即可。可以通过此管线排向大渣池,以进行有关工艺处理3.5沉降槽管线的改造从而避免不必要的停车沉降槽底部含固量较大的黑水,德士古最初的设3.7絮凝剂和阻垢剂添加位置的更改计是通过压滤机给料泵加压到压滤机,滤饼经运输带德士古原设计絮凝剂和真空闪蒸罐闪蒸后的黑送出,滤液进入滤液槽再由滤液泵送往磨煤系统。采水中国煤化工更好的达到黑水沉降用上述流程的目的是为了尽量减少水的外排,减少热的CNMHG闪蒸罐液相去沉降槽量损失。但是实践中发现该流程有下列缺陷:黑水中的管线上加入,还行发现双果艮好。而阻垢剂则在高的固体不能完全沉降,沉降槽底流管线堵塞严重。当压灰水泵入口管线上加入。通过实际运行发现闪蒸该管线堵塞时,固体颗粒被带往整个水系统,导致系系统结垢现象有了明显的改观。