作者/來源：王會(huì)民(陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西渭南,714000) 日期： 2009-10-26 點(diǎn)擊率：1538
摘要 結(jié)合德士古典型 6.5MPa 水煤漿加壓氣化造氣工藝的操作實(shí)際 ,從氣化爐的結(jié)構(gòu)、氧碳比、水氣比、燃燒過程工況、工藝參數(shù)以及工藝計(jì)算諸方面 ,系統(tǒng)分析各因素對(duì)氣化爐操作穩(wěn)定性、出口組成等方面的影響 ,對(duì)充分、科學(xué)、合理地利用煤炭資源 ,特別是對(duì)“油改煤”工程的設(shè)計(jì)、操作等具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞 水煤漿 氣化 認(rèn)識(shí)
陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡稱謂化)氣化裝置采用美國德士古公司 6.5MPa 水煤漿加壓氣化技術(shù) ,該裝置在渭化首次投料以來 ,經(jīng)過工程技術(shù)人員的不斷摸索和技術(shù)改造 ,得以安全、穩(wěn)定、高負(fù)荷運(yùn)行。
德士古水煤漿氣化裝置主要包括煤漿制備、煤漿儲(chǔ)存與輸送、水煤漿氣化以及灰水處理 4 個(gè)工序 ,其核心和關(guān)鍵設(shè)備是氣化爐。德士古水煤漿氣化過程是水煤漿與限量控制的氧氣進(jìn)行反應(yīng) ,是一種非催化的部分氧化反應(yīng)。氣化過程涉及高溫、高壓、非均相、湍流條件下的物理和化學(xué)過程的相互作用 ,也包括大量高度關(guān)聯(lián)的各種反應(yīng)(部分氧化反應(yīng)、分解揮發(fā)反應(yīng)、蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)、水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)等) 。目前 ,人們對(duì)氣化爐燃燒室的研究越來越深入 ,但迄今為止 ,在工業(yè)應(yīng)用方面還沒有一個(gè)突破性的進(jìn)展 ,工業(yè)生產(chǎn)上仍然不得不把氣化爐(特別是燃燒室)作為一個(gè)“黑箱”來對(duì)待。因此 ,工業(yè)生產(chǎn)過程中的氧碳比、出口工藝氣的水氣比、物料在氣化爐內(nèi)的停留時(shí)間、急冷室的調(diào)節(jié)和控制以及灰水系統(tǒng)pH值的控制就顯得尤為重要。
1 碳黑洗滌塔出口工藝氣的水氣比
碳黑洗滌塔出口工藝氣水氣比的大小對(duì)后續(xù)變換工段的運(yùn)行有很大的影響。提高水氣比 ,有利于提高平衡變換率和防止積炭、降低甲烷化等副反應(yīng)。但水氣比過高 ,會(huì)降低濕氣中 CO 濃度相對(duì)縮短接觸時(shí)間 ,從而降低了 CO 變換率。特別是在變換催化劑使用后期 ,隨著催化劑活性的降低 ,就需要逐步提高床層的入口溫度來維持一定的變換率。此時(shí)過高的水氣比會(huì)使床層溫度偏低 ,造成操作困難或者不得不降低系統(tǒng)負(fù)荷。另外 ,過高的水氣比還會(huì)導(dǎo)致變換工段冷凝液偏大 ,造成冷凝液平衡困難或者工程投資加大。因此 ,水氣比的高低在工程上具有重要意義 ,必須全面考慮 ,并進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。渭化 240 ℃,5197MPa (碳黑洗滌塔出口工藝氣參數(shù))運(yùn)行工況下的水氣比計(jì)算:查熱力學(xué)性質(zhì)表可以得到 240 ℃對(duì)應(yīng)的水蒸汽平衡壓力為 Pe = 3.4138MPa。則對(duì)比壓力:
根據(jù)上述計(jì)算可以看出 ,渭化廠運(yùn)行中水氣比較大 ,高于設(shè)計(jì)值 1.44 ,也大于同類型的德士古水煤漿氣化廠(魯南化肥廠、安徽淮化集團(tuán)水氣比分別為 1.36～1.40、 1.04～1.10) 。同時(shí) ,碳黑洗滌塔出口又有少量的液沫夾帶現(xiàn)象 ,更進(jìn)一步提高了碳黑洗滌塔出口的水氣比。
眾所周知 ,水氣比的大小取決于操作壓力和其對(duì)應(yīng)的溫度。操作壓力取決于設(shè)計(jì)條件、系統(tǒng)能耗以及阻力大小 ,但在實(shí)際操作中壓力調(diào)節(jié)的富裕量很小。碳黑洗滌塔出口工藝氣的溫度和氣化的水氣平....
