多元料浆气化工艺的优化改造

Apr. 2013化肥设计第51卷第2期●52.Chemical Fertilizer Design2013年4月多元料浆气化工艺的优化改造秦超,何向东,李 辉,杨宝雄(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司,陕西靖边718500)摘要:针对某30万Va合成氨 30万Va甲醇项目的多元料浆气化装置2011年10月试运行以来存在的停车跳车、泄漏等问题,采取了改进烧嘴尺寸、改造制浆系统、改造捞渣机等一系列优化措施,提出了尚待解决的问题以及进一步优化改造的建议。结果表明，经过-年的试运行和改造,装置已达到满负荷运行,合成气中有效气含量大于75% ,气化残碳降低至10%以下，各项指标均达到设计值。关键词:多元料浆气化工艺;制浆;烧嘴;技改措施doi:10. 3969/j. ssn. 1004 - 8901. 2013. 02.017中图分类号: TQ113. 25文献标识码:B文章编号 :1004 - 8901 (2013)02 -0052 -03Optimizationand Reformation on Process of Multi -Component Slurry GasificationQin Chao, He Xiang-dong, Li Hui, Yang Bao- xiong( Sharxi Yanchang China Coal Yulin Energy and Chemical Company Ld. , Jingbian Shanxi 718500 China)Abstract:In alusion to problems of shutdown, trip and leakage etc. existed since commission in October 2011 in multi-component slury gasificationplant for projects with a capacity of 300 ,000 Va of synthetic ammonia and a capacity of 300 ,000 Va of methanol, a series of optimizing measures for im-proving the dimensions of bumer，reforming the slumy making system, and reforming the sludge drag machine and so on were adopted , author has presen-ted the problems to be solved and the sugestions for further oplimizing the reomation. Result indicates that afer commission and reformation in one yearthe plant has reached to full load operation, the efctive gas content in the synthetic gas is more than 75% , the remained carbon from gasification is low-ered to less than 10% , all the indexes reach to design indexes.Key words ;multi -component slurry gasifcation process; slury making; burner; technical reformationdoi:10. 3969/j. isn. 1004 - 8901.2013.02.017某企业30万Va合成氨、30万Va甲醇采用多而废浆槽没有设计抓渣机,因此废浆的处理也成为元料浆气化工艺,自2011年10月开车试运行以来,- -个问题。曾多次发生停车、跳车、泄漏等事故，经过试运行期采取的技改措施是提高煤场管理,加强化工用的摸索，并通过向国内同类装置改造经验的借鉴和煤的存储,减少外水含量,控制内水含量,保证来煤学习,结合自身特点,对工艺装置进行了一系列的总水含量在13%以下,同时在煤斗及磨机进口处安优化改造明显延长了运行周期,减少了停车次数，装空气炮 ,在制浆系统开车时先加水再加煤，停车节约了成本，提高了经济效益。笔者以下简要介绍时先断煤再停水,有效杜绝了架桥堵塞现象。另各项技改措施及效果,供业内参考。外,在废浆池上安装1台竖式渣浆泵,将废浆用水稀释后,直接送至磨机进口做制浆用水，通过对废1改造项目及效果浆的循环再利用，节约了成本,同时改善了环境。1.2烧嘴尺寸改进1.1 制浆系统改造料浆制备对原料煤的水含量有一定的要求,原烧嘴尺寸直接决定煤浆在气化炉内的雾化效料煤含水量高，进入煤储斗及磨机进口时往往造成果,煤浆雾化不好,煤浆不能充分燃烧,灰渣中残碳架桥,不得不停车进行疏通,在气化双套系统运行含量偏高,同时烧嘴同心度偏差还可能造成烧嘴偏情况下，多次导致煤浆中断,气化被迫停车,严重影.喷,炉壁超温。在开车初期运行过程中,烧嘴压差小，响了全系统的平稳运行。同时磨机跑浆后,大量的作者简介:秦超(1984年-),男,陕西合阳人，西北工业大学在读硕煤浆溢流至制浆厂房地面，只能用水冲至废浆槽，土,注册安全工程师,从事煤气化装置生产技术管理等工作。第2期秦超等多元料浆气化工艺的优化改造, 53●灰渣中残碳高,有效气成分偏低,经过与烧嘴制造故隐患,保证了动设备的长周期运行，调整如下:厂商多次沟通，对烧嘴进行改造试用,扩大烧嘴中(1)将气化黑水及激冷水流量计测压点由侧边心管尺寸,调整喷口距离,并在日常的运行中适当转到正上方,避免了因灰渣在膜片上结垢而导致的加大中心氧量的比例,改造后效果明显。烧嘴尺寸指示不准。改进前后运行数据对比见表1。(2)将抽引蒸汽的孔板差压流量计取压管由侧边改为偏离重垂线45的管道上方,提高了蒸汽流表1煤嘴尺寸改进前 后运行数据对比烧嘴压差/MPa中心氧量比例/% 有效气成分/% 灰渣含量/%量测量的准确性。(3)由于锁斗循环泵机封泄漏常会使黑水溅改进前0.106.s72.4641.9至捞渣机电柜,导致断电停车,经过连续的事故教改进后0.2176. 108.41训,将捞渣机电柜移至气化框架二楼,彻底解决了注:以上数据取自日常生产中半负荷下的瞬时值此类问题。1.3渣口堵塞的防 范1.7 灰水 处理系统缓冲罐的改造本套气化装置是按照华亭煤设计,灰分含量控在满负荷运行时,由于气化及洗涤黑水带渣量制在12%以下，灰熔点流动温度要求低于1270C，大,并 在减压1.0 MPa后随即通过缓冲罐进人灰水但是在冬季用煤紧张的情况下,掺烧了一些灰分较处理高压闪蒸罐闪蒸,大量渣水持续对缓冲罐堵板高的混煤,导致气化炉渣口多次堵塞,气化炉拱顶冲刷腐蚀,堵板很快被击穿,大量黑水刺漏,严重威温度超温,并在运行过程中连续出现破渣机上方架胁装置安全平稳运行。经过多次尝试，结合同类装渣的现象，被迫停车进行人工清理。经过论证分置经验 ,将黑水缓冲罐的长度加长至原来的3倍，析,更换使用灰熔点及灰分含量较低的神木锦界从而将使用周期由原来的1周大大延长,一个运行煤,彻底解决了渣口堵塞架渣问题,因此煤种的选.周期后检修时,发现缓冲罐基本完好。择直接影响气化炉的生产运行状况。.8 除氧水泵进口管改造1.4 捞渣机改造由于黑水经过三级闪蒸后温度仍然很高,与变锁斗程序运行过程中,锁斗排渣后,溢流阀很换系统送来的碱性汽提水在除氧水槽内经低闪气快打开,来不及沉降的渣水及搅起的灰渣自溢流阀汽提混合后,大量的Ca2+、Mg2+在泵进口相对静止进入破渣机水箱,这样很容易堵塞渣池泵进口管，的条件 下发生结垢沉降,导致泵进口管严重堵塞，甚至损坏水箱搅拌器,在这种情况下气化炉被迫低甚至卡塞转子,引起泵汽蚀振动损坏，严重时气化负荷运行，锁斗采用手动间歇排渣,并打开人孔修系统停车。改造后，在泵进口重新配管,将原水及理搅拌器，冲洗泵进口管路。上述状况曾多次发低压灰水分别引至各泵进口，保证泵进口压力在生,造成产量不稳定,现场环境受到污染。经与设0.2 MPa以上，这样降低了因泵人口压力低打量少,计院协商,将2个溢流阀进口管的高度分别提高约系统无法正常运行的停车风险,同时对工艺操作做800 mm,以保证只有上层的清液进入水箱。另根据出如下规定。设备厂家的建议,对捞渣机的操作做了如下规定:(1)提高真空闪蒸罐液位，由开始控制的45%①不允许将链条张得过紧;②严禁将接链环焊死，提高至75%,延长黑水停留时间,降低黑水温度。刮板梢子使用专门的钢丝,并按要求打弯;③尽可(2)现场每小时测1次轴承温度及振动情况,若能使捞渣机在低速度下运行;④每次检修时打开捞温度涨至70 C以上或振幅大于10 mm/s ,应立即停泵。渣机人孔检查内壁减薄情况,并清理残渣及异物。(3)泵进口过滤器2天清洗1次,并复位记录。.5 气化冲洗水改造(4)严格按照规定对系统添加絮凝剂及分散在日常运行过程中,气化系统耗水量较大,为剂，并记录添加量。防止有害物质的累积，灰水处理系统外排量较大,经过一系列的改造和工艺调整，泵进口压力稳因此将原设计煤浆回流管及黑水过滤器冲洗水由定,汽蚀情况消失,滤网结垢也较轻,并逐渐将除氧水原水改为低压灰水,不仅减少了灰水外排,而且也泵的运行周期由原来的不到1个月延长至2个月。解决了原水压力过低无法到达气化炉炉头的问题。1.9低压灰水综合利用的改造1.6 气化相关电仪的改造由于外排水量大,且水中氨氮含量高,致使污电仪是系统操作的关键，在试运行阶段经过试验水处理不达标,需要补充大量原水进行置换。由于及事故教训,对相关的电仪做了一些调整,消除了事制浆系统冲洗及制浆水要求不高,因此将低压灰水●54●化肥设计2013年第51卷配管至制浆水泵出口及现场,有效利用了低压灰2.3灰水管线结垢水,在运行初期取得了- -定的效果。尽管灰水管线较之前结垢现象减轻,但是仍然存在,尤其是在低压灰水泵出口配至制浆系统的管2尚待改进的问题线,在运行半年后发现磨煤水量加不上去，拆开发经过一年多的试运行,工艺逐渐趋于平稳,但现管线严重结垢堵塞。是仍然存在许多问题，得不到有效解决,尚待进一2.4变 换汽提塔汽运行不理想步实施技术改造。汽提塔用来回收脱氨塔出口的稀氨水,经汽提后2.1气化炉出 口合成器带水严重出口水温控制过高,导致后面分离器液位涨高;控制虽然已经加粗了。上升管尺寸,带水现象也有所过低汽提效果差,又为灰水处理结垢提供了条件。改善,气化炉液位也较之前提高了，但是带水现象2.5氨变换原料气换热 器易堵塞仍然存在。对气化炉及洗涤塔进行水量衡算,气化氨变换原料气换热器堵塞后，其管程进口与壳炉带水约227 m'/h,占到激冷水量的49%，汽化水程出口压差上涨至1. 0 MPa以上,引起前系统气化量约71 m'/h。满负荷条件下气化炉与洗涤塔运行压力升高,氨变换后期压力低,不能将各分离器及参数见表2。脱氨塔出口的水与甲醇变换的水汇至一起,经常导致液位涨满。表2气化炉与洗涤塔 运行数据液位外排黑水激冷水 高压灰水 塔盘冲洗水3总结/9/m’●h-' /m' .h-' /m' .h-! /m’ ●h-1(1)本套气化装置经过一年的试运行与改造，气化妒30165463洗涤塔492098到目前为止达到满负荷90 m'/h运行，合成气中有效气含量大于75% ,比氧耗419 m/km' (CO +H2),注:此表数据取自气化炉运行某-时间点的瞬时值比煤耗为640 kg/km'(CO + H2),气化残碳降低至2.2气化炉炉头大法兰泄漏10%以下,各项指标均达到设计值。在开车初期,气化炉炉头大法兰泄漏表现并不(2)随着装置运行时间的增长,将不可避免地明显，但是在后期运行中,投料并气后发现大法兰出现堵塞结垢、设备管道磨损等问题,一些潜在的泄漏,甚至着火,给气化框架埋下不安全隐患,多次隐患也会逐渐暴露出来,还有待后期进一步地观紧固后效果并不理想，而且有逐渐发展的趋势。察探索和改造优化。收稿日期: 2013. 03-19行业信息青海盐湖实施新增100万t/a氯化钾项目青海盐湖工业股份有限公司新增年产100万I氯化钾项目近日获得国家发展和改革委员会正式批复。该项目总投资272437万元,在该公司现有200万t氯化钾装置技术的基础上,充分依托现有给排水、污水处理、供电、道路、采输卤、盐田、老卤排放等工程,采用企业自主研发的低品位固体钾矿,新建100万Va氣化钾生产装置.将不可采的钾矿资源变为可利用资源，提升钾资源的利用率,同时提高盐湖资源开发利用水平。该项目建成投产后,该公司的氯化钾总产能将达到300万Va氯化钾,将进步提高其市场占有率和抗风险能力。(汪家铭)晋煤集团拟建甘肃庆阳煤化工项目2012年12月11日,甘肃省庆阳市政府与山西晋煤集团签署了煤化工合作协议,山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司拟投资100亿元在甘肃省庆阳市建设2座600万Va现代化大型矿#.同时利用煤炭加工转化，在长庆桥I业园区投资22亿元建设40万Va合成氨.60万Va尿素项目,计划2013年开工,2014年建成投产。同时,投资约50亿元，建设年产10 ~20亿m2煤层气抽采项目。