浙江晋巨化工公司现有煤气炉共15台,Φ3200 mm炉8台,Φ3600 mm炉3台,Φ2650 mm炉4台,目前合成氨可达到30万t/a的生产能力,该工艺采用固定层间歇制气法。其中8台Φ3200 mm煤气炉是在2009年由Φ3000 mm炉进行流程改造而来。在流程改造中进行了取消燃烧室,改用除尘效果更佳的旋风除尘器、煤气炉本体改造、取消洗气箱等项目。
公司的吹风气回收装置投用后,为了降低入炉煤耗,上行煤气温度进一步降低,以减少气体带出显热损失,将热量最大限度地贮存在燃料层中,提高气化效率。降低炉上行煤气温度后,燃烧室其回收热量的功能丧失,仅仅作为除尘装置使用,除尘效果较差;再加上设备年久老化,耐火砖多次脱落堵住出灰口。因此,在进行流程改造中用高效旋风除尘器取缔了燃烧室。改造后,旋风除尘器的除尘效果明显,大幅减少了细灰等带出物进入后系统。但运行一段时间后又出现了新的问题:旋风除尘器顶部及侧面内衬铸铁板、浇注料因冲刷脱落,掉入底部,堵住了下灰通道,同时,耐热铸铁板脱落后,旋风除尘器本体磨损加大,极易造成煤气泄漏,且一般检修无法解决,必须熄火处理,严重影响了生产。
分析其原因,主要是因为带有大量直径为0.1~1 mm细灰的高温气体以12~25 m/s的速度沿切线方向进入圆筒体内,含尘气体对迎风面处的铸铁板有较大的冲刷,当运行较长时间后,部分连接铸铁板的螺栓、螺帽脱落,造成铸铁板固定不牢掉入底部,另外,随着耐热铸铁板和浇注料掉落后,旋风除尘器外壳(普通钢板)也随之磨损,导致大量煤气泄漏。
为解决旋风除尘器防冲刷问题,公司吸取了煤气炉顶部浇注经验,并经过详细调研分析后,发现解决旋风除尘器泄漏的根本方法是解决旋风除尘器内衬耐高温、耐磨的问题,而东方科力的DK-2#高温耐磨材料具有气硬性、固化快,在1400 ℃以下有很高的抗折、抗压能力等特点,具有很强的防冲刷、防磨能力,于是公司决定采用DK-2#高温耐磨材料对1#~8#煤气炉旋风除尘器进行了整体浇注。具体施工步骤如下:
1.先拆除旋风除尘器顶盖的阀门及管道,将顶盖割开与中心管一起整体吊下。
2.再安装中心管:预先焊好支撑框架,固定好位置后将中心管吊入指定位置,在中心管与旋风除尘器本体处焊角钢整圈固定。
3.由东方科力公司负责在中心管及本体之间焊接耐热圆钢,再进行制模、浇注,顶部厚度约100 mm,侧面厚度约60 mm。
4.恢复顶盖及顶盖上部的阀门和管道。
5.按烘烤要求进行48 h烘烤。
造气旋风除尘器采用DK-2#高温耐磨材料进行浇注后,到目前为止未出现过煤气泄漏和浇注料掉落细灰堵住出口的现象,效果较为明显,延长了煤气炉设备的使用寿命,对稳定公司的合成氨生产有较大贡献。