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粗煤气洗涤的工艺研究与优化设计

[日期:2018-06-14] 来源:《中氮肥》2018年第3期  作者: [字体: ]

 

李志祥

(神华包头煤化工有限责任公司,内蒙古 包头014000

 

     [摘  要] 针对目前水煤浆气化工艺中存在的粗煤气洗涤效果差、洗涤水水质差、设备磨损严重及粗煤气往后系统带水带灰严重等影响装置长周期、稳定运行的问题,对粗煤气洗涤工艺进行分析与探讨,并结合现有水煤浆气化工艺的特点,综合衡量工艺要求及设备投资的经济性,对粗煤气洗涤工艺进行优化设计,创新性地提出2种新型的粗煤气洗涤塔,以期解决系统存在的上述诸多问题。

[关键词]水煤浆气化;粗煤气洗涤;管线堵塞与磨损;激冷水泵;问题分析;洗涤塔优化设计

[中图分类号]TQ546.5  [文献标志码]B  [文章编号]1004-9932201803-0017-03

 

   目前,水煤浆气化装置制得的粗煤气往往需要经过包括洗涤塔水浴、塔板等在内的多次洗涤除尘后,再经变换、净化系统等处理后用作如甲醇、乙二醇、合成氨、二甲醚等化工产品的生产原料气。而我国部分地域性煤炭煤质由于成分的复杂性与特殊性,高灰分、高灰熔点的煤炭占有较大比例,使得气化反应后生产的粗煤气在洗涤工艺中存在着除尘效果差、洗涤水水质差、往后系统带水带灰严重等问题,导致洗涤后的粗煤气含尘率偏高、带灰严重,很大程度上制约着煤化工项目的经济效益和环保效益。因此,在当今我国大力倡导绿色、环保发展的大背景下,很有必要对粗煤气洗涤工艺进行研究,并对其工艺流程或洗涤设备进行优化设计,以利于气化装置的长周期、稳定运行。

1  粗煤气洗涤工艺概述

水煤浆气化工艺的反应条件为高温(1 350 ℃左右)、高压(6.5 MPa左右),气化反应产生的粗煤气中的有效成分主要为COH2,而粗煤气成分复杂,工业上往往需要对粗煤气进行多次洗涤后才送往后系统。具体工艺流程:气化炉来粗煤气首先经过文丘里洗涤器喷淋(增湿增重),接着粗煤气从洗涤塔中部进入,经洗涤塔水浴和四层固阀式塔盘净化除尘后,经洗涤塔上部的旋流板后于洗涤塔顶部出口送至下游变换系统;洗涤塔底部的洗涤黑水送至气化闪蒸系统处理;洗涤塔水浴中上部较洁净的水,大部分被激冷水泵加压送至激冷环作激冷水,小部分送至文丘里洗涤器作为洗涤水。

2  粗煤气洗涤系统存在的问题

灰分偏高的原料煤,气化产生的粗煤气中含尘量相对较高,同样的工艺条件下,洗涤效率变化不大,经洗涤后的粗煤气含尘量就会随之增大,洗涤水固含量也随之增大。而粗煤气含尘量的增大给后系统带来的危害是巨大的,如变换催化剂活性大大降低以及管线、设备堵塞等;洗涤水中固含量的增加,不仅会增加气化水处理系统(闪蒸系统)的负担,更是对洗涤水输送管线、流量调节阀及闪蒸罐等设备的一大考验。

以某公司气化装置为例,装置正常运行5 a来,粗煤气洗涤系统出现过大大小小的很多问题,其中,2015年、2016年、2017年最近3 a管线堵塞和磨损及泄漏次数统计如表1

    更多内容详见《中氮肥》2018年第3

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