童维风，于振海，韩伟，秦中良
（安徽泉盛化工有限公司，安徽 定远 233290）
［摘 要］安徽泉盛化工有限公司320 kt/a氨醇装置原料和动力结构调整项目气化装置采用航天炉粉煤加压气化工艺，项目设计之初在气化装置设置了旋风分离器对粗合成气进行净化。简介本航天炉粉煤加压气化装置的工艺流程设计及旋风分离器系统的设计参数，详细介绍旋风分离器投运后的运行情况及存在的问题，后续通过工艺上不断地优化调整，最终实现了旋风分离器的稳定运行和良好的分离效果，保障了航天炉粉煤加压气化装置的安全、稳定、长周期运行。
［关键词］航天炉粉煤加压气化装置；旋风分离器；设计参数；应用情况；运行问题；优化调整
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）06-0014-02
1 概 述
安徽泉盛化工有限公司（前身为定远县化肥厂，始建于1969年，2008年7月被安徽晋煤中能化工股份有限公司全资收购后更名为现名，简称泉盛化工）是一家以合成氨生产为龙头集化肥化工产品为一体的化工生产企业，主要产品有尿素、甲醇、双氧水等。为淘汰落后产能、提升企业的竞争力，泉盛化工2019年10月启动320 kt/a氨醇装置原料和动力结构调整项目，改造的核心内容是采用先进的航天炉粉煤加压气化工艺实现原料路线调整和工艺技术升级——采用HTL-4/S-38/38-Ⅱ/Y型航天炉，单炉投煤量2 000 t/d，气化炉运行压力4.0 MPa，气化炉设计产气2 760 km3/d。泉盛化工航天炉粉煤加压气化装置包括磨煤干燥、粉煤加压及输送、气化、渣水处理、公用工程5个单元。在气化单元，HTL-4/S-38/38-Ⅱ/Y型航天炉采用4条煤线进料，配置2条氧管线，气化炉开工烧嘴与煤烧嘴各自独立，点火开工采用单独的标准点火开工一体化油烧嘴，开车便捷、灵活，输煤载气及保护气为高压CO2气，提升了气化装置的操作弹性，有利于气化装置的稳定、经济运行；合成气净化设置有旋分除尘器，（粗）合成气除尘、洗涤更彻底，气体更洁净；渣水处理单元采用三级闪蒸工艺，通过优化设备布置和工艺设计使闪蒸气回收系统能量利用更科学、合理。
泉盛化工320 kt/a氨醇装置原料和动力结构调整项目气化装置2019年10月开工建设，2022年2月气化装置进入吹扫、试车阶段，2022年6月气化装置进入联动调试、试车阶段；2022年7月25日16:30气化炉点火，当日18:34一次投料成功，2022年7月30日18:10氨合成系统接气，标志着装置全流程打通，正式进入开车运行状态；之后经过优化调整，气化装置氧负荷逐渐加至35 000 m3/h，各项指标及运行参数正常，总体运行平稳。
2 旋风分离器的应用
2.1 应用背景
航天炉粉煤加压气化装置采用传统的粗合成气洗涤流程，普遍存在合成气固含量高、影响洗涤设备使用寿命、影响激冷水水质等问题。为此，设计院通过Aspen Plus模拟试验在泉盛化工320 kt/a氨醇装置原料和动力结构调整项目气化装置工艺流程设计中增设了旋风分离器，理论上能大幅降低合成气的含尘量，提高合成气的洗涤效果；在理论的指导下，旋风分离器在泉盛化工航天炉粉煤加压气化装置中得以应用，取得了较为明显的成效。
2.2 气化装置工艺流程设计
粉煤与氧气+蒸汽混合气经粉煤烧嘴喷入气化炉，经部分氧化反应生成主要成分为CO、H2、CO2的合成气（另含少量H2S、COS、N2、Ar、CH4等）。未反应的熔渣与合成气一起进入激冷环经下降管进入激冷室水浴，合成气被激冷水冷却并饱和后，向上进入上升管和折流板分离器进行初步气液分离，分离后的合成气经文丘里洗涤器增湿除尘（采用高压灰水）后进入旋风分离器（旋风分离器锥部设置有冲洗水，以免含固量高的黑水在锥部沉淀而结垢），旋风分离器分离出的含固量相对较高的黑水排至高压闪蒸系统闪蒸处理，经分离除尘后相对清洁的合成气进入洗涤塔，进一步洗涤、除尘后较为清洁的合成气饱和一定的水蒸气后送入变换系统；合成气中的熔融态灰渣沿下降管进入激冷室水浴中冷却固化并落入激冷室底部，经破渣机破碎除去大块渣后由渣锁斗排入捞渣机中。
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