《德士古水煤浆加压气化装置的改进》.docVIP

我公司德士古水煤浆加压气化装置的改进陈方林(安徽淮化集团有限公司，安徽 淮南 232038) 2001-05-16我公司“18·30”工程是一套年产18万t合成氨、30万t尿素的生产装置，是由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成。其中气化装置采用美国德士古公司(TEXACO)水煤浆加压气化工艺，引进美国德士古公司技术软件包(PDP)，由日本宇部公司(UBE)承包并进行基础设计，东华公司(原化工部第三设计院)进行详细设计，是国内继山东兖矿鲁南化肥厂、上海焦化有限公司、渭河化肥厂之后投运的第4套水煤浆加压气化装置。 1? 试车及运行情况该装置于2000年二季度末建成，2000年8月9日进行第一次化工投料试车并取得成功， 2000年10月9日全面打通合成氨流程。在稳定运行的基础上转入试生产阶段。为解决气化用煤单一的问题，于2000年11月成功地进行了义马煤与华亭煤的掺烧(华亭煤与义马煤各占50％)。 2000年12月15日，德士古与宇部公司专家共同对装置进行了24h满负荷性能试验，各项指标均达到或优于PDP性能保证值，见表1。考核期间主要工艺参数见表2。该装置试车时间短(20天)，试生产期间运行稳定可靠，单炉最长运行时间已达42天，到2001年1月底，已生产合成氨4.6万t，创造了德士古水煤浆加压气化工艺的新纪录。 2? 装置改进美国德士古公司和日本宇部公司在总结以前德士古装置生产经验的基础上，对我公司德士古装置作了如下改进。 2.1? 采用新型激冷环气化炉燃烧室产生的高温煤气和熔渣，在激冷水的激冷下，通过下降管进入激冷室。激冷环直接接触高温煤气和熔渣，工作条件恶劣。激冷环必须保证激冷水在下降管上分布均匀，并形成足够厚度的水幕，将高温介质与下降管隔开，使下降管不至于被烧穿。在运行中常会因激冷环结垢，堵塞激冷环通道，导致水量不足，被迫停车清理。我公司激冷环是德士古新开发的专利产品，材质选用耐氧离子腐蚀的Incoloy825(耐热镍铬铁合金)，在结构上与以往的激冷环有细微的差别，主要有二方面的显著优点：(1)该新型激冷环可以使激冷水在激冷环的水腔旋转流动，且流速较大，使激冷水中的杂质难以在激冷环水腔结垢，有效地解决了激冷环的堵塞问题。(2)激冷水经激冷环喷出后，沿下降管旋转下降，在水量较小的情况下，仍能形成较均匀的水幕，防止下降管被烧穿。开车以来，该激冷环一直运行良好。 2.2? 气化炉取压点设在筒体部位在以往的德士古装置中，气化炉的取压点都设在气化炉的拱顶部位，运行时，易引起拱顶炉壁超温，被迫停炉处理。原因为拱顶是气化炉内衬不规则部位，筑炉难度相对较大，易出现不规则缝隙，取压点又靠近炉口，这样取压点、可压缩层及炉口三者之间易形成通道，导致窜气，特别是在气化炉渣口缩小，气体返混时，窜气量更大，从而引起拱顶超温。我公司德士古装置，取压口设在气化炉筒体部位，并通以小流量高压氮气，这样一方面使筒体比较规则，筑炉质量易于保证，另一方面取压口离炉口相对较远，不易形成通道。目前，国内其它3套装置已将拱顶的取压口封死，将筒体的热电偶口作为取压口，也取得了较为满意的效果。 2.3? 激冷室出口合成气管增设喷淋装置激冷室出口合成气含有较多灰尘，在以往的装置中，常发现该出口管处有大量积灰，增大了阻力。我公司装置中，增设了出口合成气喷淋装置，即在激冷水管线上引一部分激冷水，经二个喷头对合成气进行洗涤。一个喷头喷出的水垂直于气流方向，呈扇形分布，另一喷头喷出的水顺着气流方向呈锥形分布，二路总水量达10m3／h。在历次的停炉检查中发现激冷室合成气出口管无灰沉积，效果明显。 2.4? 采用一套二级闪蒸系统我公司德士古装置的灰水处理工序仅一套系统，分为中压闪蒸(0.485 MPa)和真空闪蒸 (—0.049MPa)二级，流程简单，操作方便，投资少。而上海焦化德士古装置采用的是二套二级闪蒸系统，渭化德士古装置采用的是四级闪蒸。 2.5? 灰水换热器可作加热、冷却用灰水换热器一般作为加热用，回收闪蒸热量，提高灰水进碳洗塔的温度，调整碳洗塔出口合成气水汽比。但当原料煤灰分高时，为使熔渣顺畅流过渣口，将耗更多的氧，导致整个系统热负荷增高，从而引起合成气水汽比超标。为适应义马煤灰分变化大(从12％到26％)的要求，当原料煤灰分高时(20％以上)，我公司灰水换热器通循环冷却水，作为冷却器用。 2.6? 激冷室和碳洗塔黑水排放管线的改进在以往的德土古装置设计中，激冷室和碳洗塔排放的黑水均通过一根总管进入中压闪蒸罐。由于激冷室的压力较碳洗塔压力高，使激冷室的黑水可顺畅排向中压闪蒸罐，而碳洗塔内黑水往往排不出去，经常出现细灰堵死碳洗塔黑水排放管的现象，并导致系统水质变差。我公司德士古装置将3台激冷室的黑水合并到一根总管，3台碳洗塔的黑水合并到另一根总管，二路总管