德士古废锅流程气化炉的应用

科技信息◎机楲与电子OSCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第11期德士古废锅流程气化炉的应用马媛(神华宁夏煤业集团煤化工分公司甲醇厂宁夏银川750011)摘要]本文对德士古水煤浆加压气化废锅流程气化炉的历史背景、工艺流程、运行的情况、出现的问题及对策等内容做了简要介紹,并对德士古废锅流程与漖冷流程的优缺点进行了对比。【关镳词】德士古;废锅;运行情况;问题及对;对比1废锅式气化炉的历史背景及合成气冷却器的描述31废锅排渣量少、内部结渣31.1结渣后的工艺现象⊥1历史背景及世界使用现状1989年,北京首都钢铁公司当时出于向北京市民提供城市煤气涨,拐点温度先升后降,死区温度突涨,气化炉底部捞漬机长时间排渣的考虑,从意大利CTP公司购进三套煤气化系统(包括美国Texo量少甚至无渣排出。停炉降温后打开人孔,可以看到辐射废锅中心第公司气化炉和新加坡Smgu公司冷却器系统),这些设备原先是由瑞通道被炉渣完全堵死。士苏尔寿( Sulzer)公司提供的。后来因为有了天然气供应和其他一些原因政府下令该项日下马,所有设备处于长期闲置状态3.2结渣原因分析12合成气冷却器的描述对于德士古气化炉,煤质的好坏直接关系到气化炉的安全运行。由于废锅流程结构特殊,其对煤质的要求更为苛刻,具体表现为:其每个合成气冷却器系统都包含一台辐射冷却器和一台对流冷却一,对煤灰的粘温特性要求较高激冷式流程一般在气化炉正常操作器,两者之间通过一条水平走向的带有水夹套冷却的输送管线连接。时灰的粘度以不超过25Pa为宜;在相同的操作温度下,废锅式流程燃烧室采用德士古公司的常规设计。辐射冷却器的主要用途是通对灰的粘度则要求更低,否则,容易在水平墙位置形成大块渣对破渣过辐射传热的方式将高温合成气含渣冷却到某个规定温度从而使机上部蓬渣和下部给水联箱架渣构成威胁。其二,对灰份的要求高激煤渣固化后能落到下部的水浴中并形成颗粒冷式流程对原煤的灰份要求范围比较宽,一般认为越低越好,最高也2废锅式与激冷式气化装置比较可以在灰分20%时正常运行,只是装置的经济性可能下降。通过实际运行摸索,发现废锅式流程对原煤灰份要求范围比较窄,对于羊场湾2.1德士古气化炉发展矿二区的煤来说大概为7%-12%,低于7%或高于12%时,结渣堵塞的德土古气化炉是目前国内最常见的一种煤气化炉炉型是第二代风险将大大增加,具体原因目前还不是很清楚有待进一步研究煤气化技术中最成熟商业装置最多的技术,它具有对煤种适应性大、3.3辐射废锅新增水冷壁改造整体热利用率高、碳的转换率高及产气品质高等优点。经过多年的实通过结渣后的多次检查及对比分析认为结渣最大的原因与新增验开发它根据工艺流程逐渐形成了两种不同形式,一种是废锅式流水冷壁有很大的关系,一方面通过重新设计后的增大了第一通道的长程,一种是激冷式流程。径比,使得灰渣在落入淬冷水池前已与水冷壁发生了接触。另一方面2.2废锅式气化装置新增水冷壁共有十六片,分为八组,两片在上部共用一个水平的上联气化炉与辐射废锅为上下法兰连接气化产生的粗合成气和熔融箱在底部各有一个水平的下联箱这些都是堆积灰渣的主要位置同态灰渣自气化炉渣口一起向下,经过喉管进入辐射度锅第一通道降时,片与片之间的间隔距离过小,也成为结渣的因素之温大部分的熔渣经冷却固化后,落入辐射废锅底部水池,并通过锁斗32目前存在的问题排入渣池。粗合成气从第一通道出去后折返向上进入第二冷却通道,321对流废锅水冷壁漏再从第二通道上部出辐射废锅经中间输送管线进入对流废锅继续降温最后通过文氏洗涤器和合成气碳洗塔除去合成气中的灰尘送人变道的情况发生,把对流废锅原设计的多管束曲流型内芯改造成为共有换工段;辐射废锅和对流废锅吸收大量合成气的热量产生10MPa蒸6片的列管板式换热内芯,每两片为一组由下部的集水箱在两边把两汽送人管网发电。片连接到一起,上部每片有单独的联箱出口。激冷式气化装置出现泄漏最多的地方有两处,一处集中在集水箱内侧管束连接施激冷式德士古气化炉燃烧室和激冷室外壳是连成一体的,上部为焊部位,一处集中在出口联箱与管束施焊部位。分析原因一方面是气燃烧室下部为激冷室激冷室内紧接上部气体出口设有激冷环。水煤化炉的开停车时剧烈的温变和压变产生的应力使得焊缝出现裂纹另经一方面是由于螺杆吹灰机的变形对水冷壁磨损导致泄漏。这些可通过过均布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷室的水浴中。大部分的熔渣加强工艺纪律,严格按照操作规程操作;对变形的螺杆吹灰机进行检经淬冷固化后、落人激冷室底部由锁斗定期排出饱和了水纛汽的粗修找正,避免与水冷壁接触磨损。目前,这一问题已得到缓解合成气沿下降管和导气管的环隙上升,出激冷室去碳洗塔,进一步冷322系统压差升高却除尘后送入变换系统。流废锅出口至碳洗塔合成气管线容易堵塞导致气化炉与碳洗24两种气化装置比较塔出口压差升高最高达到0.8-09MPa。只有停炉后彻底清洗才能解度锅式与激冷式气化装置主要的差别在于:对高温粗煤气所含的决。这个问题占时还没有好的方法解决,只有经过进一步的摸索,通过显热的回收利用方式不同。在激冷式气化炉中,温度高达130℃的粗改造洗涤器结构,增大洗涤水量、压力提高洗涤水的水质来改善煤气和熔渣在激冷室中直接用水激冷到220-260℃。显然粗煤气和323水平输送管线汽包压力升高熔渣所带的大量显热被激冷室所吸收损失,在激冷过程中会使粗煤气平输送管线采用水夹套冷却的方式,脱盐水吸收的热量在汽包失掉一部分物理显热它大约等于低位发热量的10%。带废锅流程的内用换热器进行再次换热,起到降压的作用。但是随着气化炉负街的气化炉又称为全热能回收式气化炉,它通过辐射冷却器和对流冷却升高,带入后系统的热量越来越高原设计的降压换热器能力偏小汽器,可以把粗煤气的温度从1370℃降低到40℃左右,借以加热锅炉包有超压现象需间歇打开放空阀泄压。由于汽包空间有限降压换热的给水使之产生相当数量的高压饱和水燕汽供蒸汽轮机使用。这器尺寸受限,目前还未进行改造样就能提高热煤气的效率。4总鲔3废锅气化炉出现的问题及对策带废锅流程的气化H中国煤化工虽然设备下面就废锅流程气化炉运行过程中出现的排渣不畅、死区温度还存在许多问题,还有CNMHG转第85页高、水汽系统漏点多等三个典型问题和大家进行交流。科技信息○科敦前沿○SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第11期从表1可以看出随着OMMT用量的增加纳米复合材料的邵尔图2所示为 NBR/NR/OMMT纳米复合材料的溶胀曲线。A型硬度、300%定伸应力拉伸强度和断裂伸长率依次增大,纳米复从图2可以看出,OMMT的加入使纳米复合材料的溶胀指数减合材料具有良好的力学性能,说明蒙脱土极大的提高了橡胶的力学性小,这说明OMMT能提高纳米复合材料的耐油性能。分析认为:一方面能。分析认为这是由于经过改性后蒙脱土片层与橡胶基体之间结合力OMMT与橡胶分子链之间较强的结合力能有效提高交联网络的收缩较强,增强了材料的断裂强度断裂伸长率明显提高,同时蒙脱土片层应力另一方面蒙脱土独特的片层结构对小分子溶剂起到了有效的阻在橡胶中起到物理交联点作用,提高了纳米复合材料的拉伸强度。当隔作用延长了油类分子的渗透路径进而提高了纳米复合材料的耐油OMMT用量为8份时,300%定伸应力和拉伸强度分别为489MPa和性能959MPa,与 NBR/NR并用胶相比分别提高了845%和134%。分析认从图2还可以看出,当OMMT含量≤8份,纳米材料的耐溶剂性为,OMMT纳米尺寸的分散呈现独特的纳米尺寸效应,有效增强了橡增加,当OMMT含量达到12份,纳米复合材料的耐溶剂性反而下降。胶交联网络之间的相互作用,提高了纳米复合材料的强度。分析认为,当OMMT达到12份时,OMMT在橡胶基体中分散不均匀23老化性能分析会产生局部团聚现象,导致其对空气的阻隔作用下降因此耐油性能OMMT用量对 NBRNR/OMMT纳米复合材料老化后的力学性能下降。的影响如表2所示。综上所述,当OMMT含量为8份时,纳米复合材料的耐油性能最对比表1和表2可以看出,老化试验后的纳米复合材料均不同程佳度的发生了后硫化现象增加了交联密度,因此300%定伸应力和邵尔A型硬度均增大;同时橡胶分子链间的交联网络结构在热和氧气的综3结论合作用下发生了不同程度的断链,从而导致纳米复合材料的拉伸强度31TEM分析表明,采用乳液共沉法制备了 NBRNR/OMMT纳米复和断裂伸长率降低。合材料。从表2可以看出随着OMMT用量的增加,老化实验后的纳米复32当OMMT用量为8份时,30%定伸应力和拉伸强度分别为合材料的300%定伸应力拉伸强度和断裂伸长率均不同程度的增加。489MPa和959MPa,与 NBR/NR并用胶相比分别提高了845%和分析认为OMMT能提高纳米复合材料的老化性能主要是由于其独特134%。的片层结构能够起到阻滞作用,延缓了空气向橡胶基体中扩散的速33随着OMMT用量的增加老化实验后的纳米复合材料的300%定率减缓了由于空气与橡胶分子链发生作用给硫化胶带来的损害。伸应力拉伸强度和断裂伸长率均不同程度的增加。当OMMT含量为从表2还可以看出,当OMMT含量为8份时老化后的纳米复合8份时,老化后的纳米复合材料力学性能最优材料力学性能最优。34oMMT的加入能提高纳米复合材料的耐油性能。当OMMT含量衰2OMMT用量对NBR/ NR/OMMT纳来复合材料为8份时纳米复合材料的耐油性能最优网老化后的力学性能的影响oMMT的用量份数【参考文献】力学性能0[1]邓本诚橡胶并用与橡胶共混技术M]北京:化学工业出版社,1998:129-130[2]Kim J T, Lee D Y, Oh T S,et al. Characteristics of nitrile butadience rubber300%定伸应力MPaLayered silicate nanocomposites with silane coupling agent [] Apple Polym Sci355373887060191234[3]孙翠华宋国君,王军霞蒙脱土橡胶纳米复合材料的制备、结构及性能门材邳尔A型硬度度58料导报,03,17(2):63-65断裂伸长率%32230384314张立群王一中王益庆等粘土BR纳米复合材料复合材料制备和性鲍特种橡胶制品,1998,19(2):6-924耐油性能分析5洪晓斌陈一民谢凯乳液法有机蒙脱土SBR纳米复合技术的改进门橡胶工业,2004,51(9):52452630[6] JM, Gu Z, Song G J,et al. Pereparation and of Propertics of Organo-Montmorillonite/Fluoroelastomer Nanocomposites [] Applied Clay Science, 2008, 42作者简介:亓彬,男,山东人,项士研究生,主要研究纳来复合树料等方面遁讯作者:宋国君(1957一),男,山东匙民人,教授,博士,北京化工大学博士生导师,1992年获北京化工大学材料学博士学位,主要从事纳来材料及其复合树料、多相秉合物材料的研究-12phr[贵任编辑:王迎迎]浸泡时间/h图2 NBR/NR/OMMT纳来复合材料的溶胀指数浸泡时间曲线上擴算137页)或彻底解决但是目前基本达到了安稳长满优的【参考文献】运行要求,其经济优势和环保优势是显而易見的。目前随着世界cCc[1蒋威德韩伯琦德士古煤浆气化技术及装置运行分析煤化工整体煤气化联合循环发电技术的发展特别是进入低碳时代后环保[2张继嫖种学峰煤质对 Texaco气化装置运行的影响及其选择化肥工业低碳型煤化工项日成为今后煤化工技术发展的方向,神宁废锅式德士[3]王义全水媒浆加压气化中试媒浆制备的研究以媒化工古气化炉的运行为今后国家开发建设具有自主知识产权的IC示[4]要志红德士古媒浆气化喷嘴试粒范τ厂积累了宝贵的运行经验。同时为今后设计出更加结构合理,运张华新刘汉勇水煤浆气化炉用煤要求及煤种选择及采样程序大氯肥行情况良好环保节能型的德士古带废锅流程气化装置提供了有力的(7两尔新通风险分析报售数据参考。C中国煤化工CNMHG编:曹明明