水煤漿加壓氣化裝置的技術(shù)改進(jìn)

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1、水煤漿加壓氣化裝置的技術(shù)改進(jìn)鄭寶祥程光旭國(guó)蓉(西安交通大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，陜西西安,)2005-01-16???水煤漿加壓氣化工藝是美國(guó)德士古公司在重油氣化工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的具有代表性的第2代氣化技術(shù)。因其煤種適應(yīng)性廣，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，熱量回收合理，可以高壓運(yùn)行，單爐生產(chǎn)能力大，壓縮功耗及能耗低，環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)倍受世界各富煤國(guó)的青睞。???本文主要總結(jié)渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司水煤漿加壓氣化裝置的運(yùn)行狀況及技術(shù)改進(jìn)措施，研究和分析影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，對(duì)擬建、在建裝置在工藝選擇、工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目建設(shè)和操作運(yùn)行都會(huì)有較好的借鑒作用。1

2、裝置流程介紹1.1?流程介紹??????原煤經(jīng)煤稱重給料器送入磨煤機(jī)。助溶劑通過石灰石給料機(jī)、石灰石螺旋輸送機(jī)送入磨機(jī)中，以改善煤漿中灰渣的流動(dòng)性。添加劑經(jīng)計(jì)量泵送入磨機(jī)，以改善煤漿的流動(dòng)性。水經(jīng)計(jì)量送入磨機(jī)中。這些物料在磨機(jī)中通過磨棒的研磨，再通過滾筒篩濾去大顆粒后，煤漿進(jìn)入磨機(jī)出口槽，最后合格煤漿經(jīng)磨機(jī)出口槽泵送入大煤漿槽。???煤漿槽中的煤漿經(jīng)高壓煤漿給料泵送入氣化爐頂部的德士古燒嘴，空分工段來的高壓氧經(jīng)緩沖后進(jìn)入燒嘴的中心管和外環(huán)隙。在爐膛的高溫條件下，煤漿與氧氣在氣化爐燃燒室內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成以CO、H2、CO2、H2O

3、(汽)為主要成分的粗合成氣。該合成氣經(jīng)激冷室冷卻洗滌后，再經(jīng)噴嘴洗滌器進(jìn)入碳洗塔，經(jīng)碳洗塔下部(侵入式)、上部(沖擊式塔盤)洗滌后，干凈的工藝氣送入變換工號(hào)。激冷室的粗渣經(jīng)破渣機(jī)破碎后送入鎖渣罐，鎖渣罐卸壓排出的渣經(jīng)撈渣機(jī)送至汽車，拉出廠外，碳洗塔及激冷室排放的黑水送入灰水處理工號(hào)。???從氣化爐和碳洗塔來的黑水進(jìn)入高壓閃蒸罐，高壓閃蒸罐頂部氣體送灰水加熱器冷凝，底部分離出的固體和液體送入低壓閃蒸罐。低壓閃蒸罐頂部閃蒸氣送往碳洗塔給料槽，底部排出的固體和液體送進(jìn)真空閃蒸上塔。真空閃蒸上塔頂部閃蒸氣去高位真空冷凝器，上塔底部的液體和夾帶的

4、固體進(jìn)入下塔。真空閃蒸下塔頂部閃蒸氣去低溫真空冷凝器，底部的固體和液體經(jīng)泵加壓與絮凝劑混合后進(jìn)入沉淀池。沉淀池頂部的清水循環(huán)使用，底部的灰漿送入框板式壓濾機(jī)。1.2?流程特點(diǎn)??1)選用棒磨機(jī)???在煤漿制備中，磨煤機(jī)分為球磨機(jī)和棒磨機(jī)兩種。國(guó)內(nèi)主要采用球磨機(jī)，但球磨機(jī)功率大，操作難，要經(jīng)常加鋼球。選用棒磨機(jī)，體積小，能耗低，處理量大，磨制的煤漿中超尺寸粒子較少，粒度分布合理，且操作方便。?2)四級(jí)閃蒸的灰水處理系統(tǒng)???四級(jí)閃蒸較兩極閃蒸多了兩級(jí)真空閃蒸，真空應(yīng)達(dá)－51.7kPa?；宜腥芙鈿庠诖藟毫ο禄旧峡梢匀块W蒸出，降低了循環(huán)

5、使用的灰水對(duì)管道及設(shè)備造成腐蝕的危險(xiǎn)，而在其他的兩級(jí)和三級(jí)正壓閃蒸塔中，由于經(jīng)閃蒸后的灰水溫度高，所以循環(huán)回鎖斗的灰水必須用換熱器冷卻降溫，增加了換熱器被堵而造成的維修工作。???3)采用框板式壓濾機(jī)???在水煤漿加壓氣化工藝中，灰漿過濾采用兩種類型的過濾機(jī)，一種是框板式壓濾機(jī)，一種是轉(zhuǎn)筒式壓濾機(jī)。轉(zhuǎn)筒式壓濾機(jī)體積龐大而過濾面積小，且過濾程度不夠充分，即濾餅濕含量高?？虬迨綁簽V機(jī)則構(gòu)造簡(jiǎn)單，過濾面積大占地省，且過濾充分，濾餅濕含量較低。???4)6.5MPa氣化???采用6.5MPa與低壓(2.6，4.0MPa)比較，操作能力大幅增加。

6、一臺(tái)6.5MPa的氣化爐產(chǎn)氣量相當(dāng)于4.0MPa的1.8倍。因此，在同樣產(chǎn)氣量下，它占地少，所用的系列少，備件少，操作維護(hù)工作量減少，操作人員減少。另外，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備體積減少，設(shè)備投資基本相當(dāng)。2裝置運(yùn)行情況???引進(jìn)美國(guó)德士古公司PDP，由日本宇部興產(chǎn)和化工部第六設(shè)計(jì)院完成工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)以陜西黃陵煤為原料，選用6.5MPa氣化工藝。氣化爐兩開一備，單爐投煤量650t／d，產(chǎn)氣(CO+H2)量43000m3/h，以滿足后工序制備合成氨的需要。???裝置自1996年2月23日第一次化工投料試車至今，運(yùn)行情況良好，單爐生產(chǎn)能力達(dá)到設(shè)計(jì)值。基

7、本實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行(單爐最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行達(dá)51d)，2003年裝置連續(xù)運(yùn)行189d。2.1??裝置運(yùn)行與設(shè)計(jì)工況比較???裝置原設(shè)計(jì)用黃陵煤，但由于煤灰熔點(diǎn)高，灰分高，難以穩(wěn)定運(yùn)行，1997年7月改為甘肅華亭煤。煤種與設(shè)計(jì)差別大，煤質(zhì)數(shù)據(jù)及運(yùn)行數(shù)值比較如表1、表2。????從表1、表2數(shù)據(jù)可知，雖然煤質(zhì)與原設(shè)計(jì)差別很大，煤漿入爐量增加，但能滿足后工序用氣量的要求。說明該裝置適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大。????2.2?爐磚使用情況???耐火磚質(zhì)量差或筑爐質(zhì)量差會(huì)導(dǎo)致爐壁超溫，尤其是拱頂?shù)闹t要求很高，過去出現(xiàn)過許多次拱頂超溫，被迫停爐處理。耐火磚

8、使用壽命短，爐磚更換頻繁，不但給工廠造成損失，而且更換、養(yǎng)護(hù)、升溫時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月，沒有備爐，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來很大壓力。氣化爐兩開一備，最初耐火磚使用壽命僅為2000～4000h，因多次出現(xiàn)拱頂超溫，導(dǎo)致氣化爐