德士古水煤浆气化的运行及改造.pdf

第 3 3卷 化肥丁业 第 4期 德士古水煤浆气化的运行及改造 李峥陶美玲李彩艳 山东兖矿鲁南化肥厂 滕州2 7 7 5 2 7 摘要分析了德士古水煤浆加压气化装置在运行过程 中存在的问题 进行 了相关技术的改造 使第三台气 化 炉设计更合理 关键词德士古水煤浆气化装置改造 Op e r a t i o n a n d Re n o v a t i o n o f Ga s i fic a t i o n o f Co a l W a t e r S l u r r y b y Te x a c o Pr o c e s s L i Z h e n g T a o Me i l i n g a n d L i C a i y a n Ab s t r a c t T h e p r o b l e ms a r e a n a l y z e d i n t h e o p e r a t i o n o f t h e T e x a c o c o a l w a t e r s l u g a s i fi e r H a d e r pr e s s u r e a n d r e l e v a n t t e c hn i c a l r e n o v a t i o n i s c a n e d o u t t o ma k e t h e d e s i g n o f t h e t hi r d g a s i fie l mo r e r a t i o n a 1 Ke y wor ds Te x a c o c o o l wa t e r s l u g a s i fie l r e n o v a t i o n 兖矿鲁南化肥厂的德士古水煤浆加压气化装 置是国内第一套示范装置 该项 目于 1 9 8 9年开工 建设 1 9 9 3年 4月建成投人试生产 1 9 9 3年 6月 通过国家技术 鉴定 1 9 9 5年全面投 产 2 0 0 1年 l 2月新建 了国产化第三台气化炉 气化炉运行方 式改为2开 l 备 同时配套增建第二套闪蒸系统 2 0 0 4年新增第三套闪蒸系统 达到了3台气化炉 配套3套闪蒸系统运行 在生产中 积累了丰富 的经验 德士古工艺过程采用激冷流程 由4部分生 产区域组成 1 煤的研磨和煤浆制备 2 煤浆储运 3 气化 激冷及合成气洗涤 4 渣水处理系统 对长周期运转和相关技术改造从煤浆制备及 储运 气化和渣水处理 3 个方面进行阐述 l 煤浆的制备及储运 1 1 煤的合理配比 本文作 者的联系l 也话 0 6 3 2 2 3 6 2 3 0 3 德士古煤气化工艺的特点之一是对煤种的适 应性广 但从国内生产装置运行情况看 要保证 系统长周期 稳定运行 煤质的好坏有很大的影 响 确切地说灰分低 灰熔点低 粘温特性好的煤 比较适应德士古气化 鲁南化肥厂用煤为鲁南地 区几家煤矿的烟煤 煤种的灰熔点 灰分 固定碳 含量 水分等都各不相同 通过对不同煤种的合 理配比 确保所用原料煤的灰分控制在 1 7 一 2 0 灰熔点在 l 2 5 0 1 3 0 0 气化反应状况 良好 1 2 煤浆中杂质的避免 煤浆中如有铁丝 大颗粒等杂物 对煤浆泵的 影响很严重 轻则单缸不打量 重则会导致因煤浆 泵流量过低造成气化炉停车的事故发生 在上煤 工序增加了电磁铁的数量并提高其功率 加强对磨 煤机滚筒筛和煤浆振动筛的运行维护 做到了不因 人为因素导致煤浆波动现象的发生 同时适当抬 高位于煤浆槽底部的高压煤浆泵人口管线 避免煤 浆槽底部淤积的大颗粒进人煤浆泵人口管线 通 过上述措施 保证了煤浆制备和储运的稳定 3 3 维普资讯 第 3 3 卷 化肥工业 第4 期 2 气化 2 1 去掉破渣机和捞渣机 破渣机和捞渣机都是根据德士古公司提供的 条件订货的 实际正常运行中并无大的渣块 设 置破渣机的目的是为了防止一旦操作不正常时产 生的大块熔渣或耐火材料坍塌卡住锁斗阀门 致 使安全系统无法运行的恶性事故发生 只要精心 操作 完全可以避免大块熔渣的产生 耐火砖的脱 落与否 也可以通过表面热电偶对气化炉表面温 度的检测 控制好炉面温度 因此 在新上的第三 台气化炉装置中 取消了破渣机 锁斗排出的渣水 直接进人框架西侧的大渣池 在原有2台气化炉 的第一渣池顶部增设三通阀 锁斗排出的渣水也 进人大渣池 大渣池接收气化及闪蒸系统排出的 渣水 由于系统的高负荷运行造成碳燃烧不充分 渣中可燃物含量仍然较高 在大渣池内沉降后 固体渣被捞出送往新建的热电装置掺烧 而渣池 的水则通过自流进人原来的气化污水站 处理后 返回煤浆制备系统 2 2 烘炉蒸汽调节阀的改造 气化炉烘炉时中压蒸汽调节原设计为手动调 节 在烘炉期问 当发生炉温波动较大时 均由总 控通知现场人员到框架七楼进行调节 特别是弛 放气压力波动较大 造成炉温波动频繁 大大增加 了现场人员的工作量 而且炉温波动大 对耐火砖 会造成不同程度的损害 烘炉质量差 对耐火砖 的使用寿命影响较大 特别是耐火砖的低温区的 升温 恒温 烘炉中压蒸汽用量无法控制 严重时 造成气化炉回火和熄火 延长 了气化炉投料时间 为此增设了中压蒸汽遥控 自调阀 由原来的现场 人员手动操作改为总控遥控调节 改为中压蒸汽 自调后 中压蒸汽用量由原来的4 6 t d 降至3 6 t d 炉温较为稳定 避免了回火和熄火现象的发生 减少了现场人员的工作量 投人使用后 在整个 烘炉期间耐火砖的升温 恒温质量都比以前有很 大提高 可延长耐火砖的使用寿命 2 3 激冷水管线的改造 气化炉激冷水管线易结垢 特别是洗涤塔循 环泵进出口管线附近 系统长时间运行后 管道 流通面积减小 造成激冷水流量下降 激冷水流 量降低又加快了管道的结垢速度 形成恶性循环 影响系统长周期运行 为解决此问题 系统在运 3 4 行半年左右就要停车清理 1 次 每次清理都要割 开弯头和管道 这样处理工作时间长 清理质量难 以保证 对洗涤塔循环泵人 E l 出E l 管线改造是 将原来的泵进出口9 o 弯头改造成带法兰的 T 形弯头 改造后 利用系统停车时进行清理时只 需打开法兰盖 就可直接清理 既确保了开车时 间 又保证了清理质量 3 闪蒸系统的长周期运行 闪蒸系统的主要任务是对气化炉和洗涤塔排 出的黑水进行处理 通过 闪蒸出黑水中酸性气达 到回收热能 灰水循环利用的目的 满足环保排放 要求 2 0 0 4年新建 l 套闪蒸系统 3台气化炉分 别配套3套闪蒸系统 缓解了气化炉及闪蒸系统 高负荷运行所带来的一系列问题 当l 套系统需 要检修时 如气化炉换耐火砖 闪蒸系统清理 另外 2套系统可以维持 2 5 0 0 r mi n负荷运行 避 免引起后系统负荷大的波动 在氧气足够的情况 下可以实现 3台炉同时运行 3 1 去火炬安全阀排放管线的改造 原有 2 套闪蒸系统共用 l 条去火炬安全阀排 放管线 D N 1 0 0 m m 当其中 l 条管线不通畅时 另一系统就要受到影响甚至出现憋压现象 新建 的闪蒸 系统增设了 l 条 D NI 5 0 mm的管线 将原 l 闪蒸的酸性气管线并人 3 个闪蒸系统的酸性 气管线目前互相间的影响很小 3 2 增设中压闪蒸罐顶部压力表 德士古原设计闪蒸系统中 中压闪蒸罐的罐 顶没有压力指示 当中压闪蒸的气相管线发生堵 塞时 操作人员仅能依据其它工艺指标来估计 容 易造成判断错误 新建闪蒸系统增加了法兰式远 程温度测量 从而在 D C S上就可以显示中压闪 蒸罐顶的压力参数 3 3 液位计测压口的改造 三级闪蒸的各闪蒸罐液位计测压口管线原设 计都很细 开车后 因管线堵塞而使指示不准确 原液位计冲洗水管线不起作用 新增闪蒸系统液 位计管口改为 4 5 倾斜向上 有利于保持管线畅 通 有了准确的压力和液位指示 操作人员更能 准确地判断闪蒸系统的运行情况 从而确保系统 的长周期运行 3 4 加设闪蒸罐内耐磨板 维普资讯 第 3 3卷 化肥 二 业 第 4期 对于闪蒸界区内管线 易磨损处 都进行 了加 厚处理 调节 阀后采用 陶瓷衬里短接 管线盲板 处增加锰钢耐磨板 与折流板采用焊接 在 3个 闪蒸罐内黑水入 口折流挡板处增加 4 0 m m厚 的 锰钢耐磨板 与折流板采用螺栓连接 黑水进入 闪蒸罐首先 冲刷耐磨板 从而保护折流挡板 停 车大修时检查耐磨板是否需要更换即可 3 5 沉降槽管线的改造 沉降槽底部含 固量较大的黑水 德士古最初 的设计是通过压滤机给料泵加压送到压滤机 滤 饼经运输带送出 滤液进入 滤液槽再由滤液泵送 往磨煤系统 采用上述流程的 目的是为了尽量减 少水的外排 减少热量损失 但是实践 中发现该 流程有下列缺陷 黑水中的固体不能完全沉降 沉 降槽底流管线堵 塞严重 当该管线堵塞时 固体 颗粒被带往整个水 系统 导致系统被迫停车 后 对闪蒸系统进行 了改造 去掉 了压滤机 滤液泵 滤液槽 沉降槽底部污水通 过排污管送 往第一渣 池 清液溢流到第二渣池 在渣池上方配有轨捞 渣机 定期打捞底部沉淀的细灰渣 由于气化炉 锁斗排渣管线直接排人大渣池 因而捞渣机停用 所以沉降槽底流污水通过排污地沟流人大渣池 然后转入煤浆制备系统 3 6 增设备用排放管线 在压力闪蒸分离罐液相及换热器液相增加去 地沟管线 在系统超压或者出现漏点时 闪蒸后 的黑水可以通过此管线排向大渣池 以便进 行有 关工艺处理 从而避免不必要 的停车 3 7 絮凝剂和阻垢剂添加位置的更改 德士古原设计絮凝剂和真空闪蒸罐闪蒸后的 黑水在沉降槽下泥筒 内混和 为了更好地达到黑 水沉降的效果 絮凝剂改到了真空闪蒸罐液相去 沉降槽的管线上加入 运行效果 良好 而阻垢剂 则在高压灰水泵人 口管线上加人 通过实际运行 发现 闪蒸系统结垢现象有了明显的改观 收稿 日期2 0 0 5 1 l l 4 上接第 3 2页 l o o 8 0 静6 0 髓 翟 4 0 2 0 0 l 0 2 0 3 0 4 0 5 0 络合刺 s 0 分手比 图4 络合剂用量对脱除率的影响 4 成本估算 1 盐酸消耗 1 m 洗盐水约需浓 H C 1 7 5 k g 按 1 t 原盐需 洗盐水 1 m 估算 则吨原盐消耗 H C 约为3 0元 工业盐酸按 4 0 0元 t 计 2 络合剂再生碱消耗 净化 1 r n 洗盐水所用络合剂约需用 4 0 液 碱 4 k g 进行再生 则吨原盐消耗液碱约为 2 4元 4 O 液碱按 6 0 0元 t 计 3 洗盐水排污消耗 洗盐水 排污量按 2 估算 则吨原盐损耗为 2 5元 原盐按 3 5 0元 t 计 5 结语 在最佳条件下进行实验 用不含 S O 一 的饱 和盐水洗原盐 可 以把原盐 中 9 8 的 S O 一 脱除 掉 实验结果令人满意 吸附法具有与钡法相近 的脱除效果 且无毒 污染少 成本低 废液主要为 N a s O 吸附剂可以再生循环使用 只需一次性 大量 投 入 而 且 吸 附 和 脱 附 时所 用 的 H C I和 N a O H都较为廉价 吸附剂经过再生后的吸附效 果令人满意 参考文献 1 韩 体明 关于我厂盐水系统 S 0 一 问题的讨论和建议 氯碱