CO2气化剂在壳牌气化炉中的应用

第34卷第8期Vol.34 , No.8河北化z .2011年8月HEBEI HUAGONGAug.201 1CO2气化剂在壳牌气化炉中的应用王本兴，常铁诺,张丽楠(河南煤业化工集团中原大化集团公司,河南濮阳457004)摘要:简述了 CO2气化剂倒人壳牌气化炉系统后所产生的影响,并提出了生产中所遇到的问题以及解决方法。关键词:甲醇;COn;壳牌气化炉;煤粉;锁斗;氧煤比;温度中图分类号: TQ214文献标识码:B文章编号: 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作为载体的煤气化技术是荷兰壳牌公司气化装置煤粉加压锁斗在减压时可能出现较低温为适应中国煤制甲醇产业市场而开发的最新专利度,引起装置操作的不稳定。为分析测试煤粉锁斗技术。该技术是在煤气化装置中用CO2作为气化中高压 CO2减压可能出现的减温问题,根据现有煤气剂,在生产过程中输送煤粉。此前壳牌煤气化工艺化设备 及现场条件设计了CO2减压试验模拟装置,模是以N2作为加压输送介质,此工艺生产的合成气适拟煤粉锁斗减压运行时可能出现的减温情况。用于燃气发电或合成氨生产。由于合成气中含有煤粉锁斗在常压下接受来自常压煤粉储罐的煤大量N2,因此,该工艺不适于煤制甲醇装置。为了粉,煤粉在煤粉锁斗中通过来自超高压COx缓冲罐适应中国煤制甲醇的市场要求,壳牌公司开发了以(8.1 MPa, 120。C )减压(减至4.9 MPa)来的CO2充压CO2作为气化剂的新工艺。为了使这一工艺成功应至4.4 MPa,与加料罐压力平衡后,将煤粉下排至加用,我们利用尿素装置的高压CO2,设计了CO:和N2料罐。 卸料后的煤粉锁斗,排出罐内CO2气体,减压的加压卸压实验装置。通过对两种介质运行的试至常压。在此过程中,有2次大的减压过程,一是验结果对比分析,修改了装置运行程序和部分参CO2从8.1 MPa在120 °C下减压至4.9 MPa(正常工作数,有效预防了低压凝结堵煤事故的发生,确保了压力4.4 MPa) ,计算表明减温约为35。C ,进煤粉锁斗CO:气化剂在煤制甲醇项目中的成功应用。的气体温度约为85。C;二是CO2从4.4 MPa在80 °C下减压至2.0MPa,并进一步减压至常压,计算表明减温1煤粉锁斗工作情况约为45°C,排出气体温度约为40°C,罐内温度亦为根据CO2减压减温情况及相关资料,注意到煤40 °C。证明CO2对煤粉锁斗的冲压泄压以及下料过中国煤化工收稿日期:2011-04-12MHCNMH G作者简介:王本兴(1983-),男, 2007年毕业于郑州大学化学工程与工艺专业,主要从事She煤气化技术工作,E-mail:wbx1228@qq.com.●8.河北化工Hebei Chemical Industry第34卷程不会有影响。而且气化炉的负荷越高，产出的CO2棒是精密陶瓷材料,而合成气经过滤棒去湿洗时所量越充足,CO2压缩机四段出口压力就越高,煤粉锁斗带出的飞灰会粘在滤棒上,由于飞灰具有--定的粘的冲压速度就越快,从而有效保证了对气化炉煤粉的性,所以对反吹气压力和温度要求均较高,要求反供应。吹压力是气化炉压力的1.8~2.0倍,反吹温度不得低于180 °C。当气化炉负荷为85%时,CO2压缩机四2 CO2对氧煤 比的影响段出口压力既可达到7.5 MPa,除去-部分压降,到达(1)N2倒CO2煤粉管线用N2作为输送煤粉的高温高压飞灰过滤器的实际压力也能达到7.0 MPa,载体时,煤粉密度的修正值约为341.25 kg/ m;如果- -般正常生产时气化炉的压力为3.6~ 3.7 MPa,所改用CO2作为输送煤粉的载体时,煤粉密度修正值以CO2倒人气化炉系统后滤棒的反吹压力符合要约为536.25 kg/m";CO2与N2作为载体导致煤粉管线求;当煤粉锁斗两个系列进行冲压时,反吹气最低密度上的差异是因为CO2的分子量比N2高,这样就压力为6.5 MPa,当飞灰排放罐与煤粉锁斗两个系列会造成氧煤比实际高。应适当调低氧煤比,否则同时冲压时应以煤粉锁斗为先,避免把滤棒反吹压会造成气化炉温度高,造成后系统积灰。(2)CO2倒力拉得太低,影响反吹效果。CO2经过反 吹气加热N2如果系统因为跳煤烧嘴或其它原因而导致负荷器加热到235~245°C进入超高压N2/CO2缓冲罐,降低时,为了保护CO.机组,防止发生喘振损坏设而超高压N2/CO2缓冲罐的出口阀与气化炉压力是备,有必要将CO2倒为N2,但是倒成N:之后氧煤比是自动加串级来实现控制的,所以经过超高压N/ CO2虛高,应适当调高氧煤比,防止氧煤比过低造成系缓冲罐的出口阀对压力调整之后,到达反吹气缓冲统堵渣,从而影响稳定运行,降低经济效益。罐的实际温度为215~225°C,高于反吹气温度要求3飞灰排放罐的工作情况的180°C。因此,CO2倒人气化炉系统后对高温高飞灰排放罐冲压时在顶部有两路CO2,在底部压飞灰过滤器基本无影响。有一路纯N2作为流化N2。在这里CO。对飞灰排放罐5气化炉停车后 的处理的影响较小,原因有3点:(1)飞灰排放罐正常生产时由于CO2属于酸性气体,Nz是惰性气体,所以当的温度达到180C以上即可,而低锥流化氮温度为气化炉系统事故跳车或因故停车,特别是需要较长240。C时一直有量,而CO2只有在冲压时用,所以冲时间停车时,要对正常生产时使用CO2的设备和管压时CO2对飞灰排放罐温度影响不大;(2)灰是由煤道用纯N2进行置换。最好要置换3次以上,然后冲粉在气化炉里高温燃烧形成的,经分析灰的全水以人纯Ne保护,防止CO2对设备和管道造成腐蚀,影响及内水含量几乎是0,所以泄压时飞灰排放罐泄压设备和管道的正常使用寿命。也不会对灰有影响;(3)飞灰排放罐下灰管的管径6经济效益较大,均为DN200的管子,很少出现架桥现象。根据生产情况,CO2压缩机开车正常(10月104高温高压飞灰过滤 器的工作情况，日)后,将煤粉输送介质倒为CO2,运行4天后(10月当CO2倒入气化炉系统后,高温高压飞灰过滤18日),CO2压缩机振动高跳车,停CO2。在运行中因器的24组滤棒的反吹气会用到CO2,由于这24组滤CO2压缩机振值高,N:没有完全切出来。CO.投用前附表CO。投用前后合成气组分数据对比项目CO/%Hy%CO2/%Ny%Ar/%HS/% CH(x10)_ 粗醇产量10月 15日N.输送55.619.36.7718.30.010.044710月17日CO。输送53.916.512.57.120.065110月18日CO输送65.016.111.67.185210月19日N.输送5.616.75.2122513.74610月20日N输送58.118.56.180.059.9048后合成气组分列于附表。降到最低3 000m/h,每小时多产甲醇3~5t。该技由以上数据可知,用CO。输送,合成气中N%含术的运用中国煤化工1合成气完全符合量明显下降,有效气含量上升,这样就降低了甲甲醇合成YHCN M H G而使煤气化甲醇醇合成回路的循环量,降低了合成气机组的蒸装 置在满负何运行状态卜每大增产甲醇200 t。汽消耗,90%负荷下驰放气量由最高35000m/h(下转第20页)20●河北化工Hebei Chemical Industry第34卷到无菌稀释液需要2.5~3h,难过滤的批次往往需块需降污,导致该批收率异常。这可能是由于清洗要4 h。后丁醇顶洗量不够,使情况不充分,三合一罐内水对设备优化改进,转化液由压缩空气压料改为分偏高,从而导致结晶放料后青霉素溶解或造成局离心泵打料,合理安排转料进度,缩短压料时间。部粉子黄块,造成收率偏低。2.2 三合一丁醇顶洗对罐式三合一洗罐后的丁醇顶水操作进行了青霉素易溶于水,为防止对钠盐成品质量造成优化,将三合一和放料管道内的水彻底置换,减少影响,用纯化水对三合-进行清洗。 经过对2009年了溶解损失。各月低收率批次统计分析发现,收率异常批次多为3生产数据统计三合一清洗后的第1批,此现象在4个生产班组均有发生;而且清洗后第1批钠盐粉子表现为:粉子重2010年初对生产工艺进行优化改进实验,对生产量较正常批次明显减少;三合一罐内 出现局部显黄收率数据进行跟踪并与改进前做对比,结果见附表。附表改进前后收率对比2009年改进前2010年改进后月份生产总批数/批> 92.3%/批< 87%/批1841834322S7898683024029525647953()8:t2228038o742811356412)496合计6810143944(比例1%29.56.738.93.从附表可看出,经过设备改进和工艺优化，通过改进压料操作,将压缩空气压料方式改为2010年收率> 92.3%的批次明显增多,其所占比例离心泵压料, 大大缩短了压料时间,使总压料时间较2009年提高9.4%,收率<87%的异常批次明显降减少了1 h,并减少了料液降解。低,其所占比例下降2.8%;2009年青钠平均收率为改进三合- -清洗操作,丁醇顶水由原来的1次.90.95% ,改进后2010年青钠平均收率为91.57% ,收用300 L,改为400 L分2次进行顶水操作,可将三合率有了明显提高。一中的水进行彻底置换,减少了青霉素粉子的溶4经济效益解,同时也避免了三合一烘烤过程中粉子产生黄根据生产统计数据对其改进后的经济效益进块,减少了降污,提高了收率及产品质量。行测算(按每月75 t青霉素钠计算):收率提高后年通过本次工艺及设备改进,钠盐收率同比提高增产5.58 t,年增效益83.4万元。0.62% ,同时钠盐含量也略有提升,年增效益83.4万元。5分析及结论(上接第8页)7结语且负荷越高效果越明显。国内生产甲醇厂家较多, .实践证明,CO2气化剂在壳牌气化炉煤制甲醇甲醇产量+中国煤化需要以降低成本项目中可以成功应用。CO2倒人气化炉系统后不仅来提高竞TDHCN M H a中原大化集团公可以改善N2用量大时, N2压缩机三段四段出口压力司CO2气化剂在煤制中厚坝日中时成功应用,得到了低的问题,还可以提高甲醇产量,提高经济效益,而壳牌专家的认可和赞扬,可广泛推广和应用。■