第41卷第8期V01.41 ,No.82012年8月Contemporary Chemical IndustryAugust, 2012Texaco煤氣化爐帶水問題的分析與探討安曉熙'，曹月梅“(1.山東中?？萍脊こ套稍冇邢薰?，山東濟南250013; 2. 兗礦嶧山化工有限公司，山東鄒城273500 )摘要:介紹了Texaco煤氣化工藝流程，針對Texaco煤氣化爐在實際生產(chǎn)情況下出現(xiàn)的帶水現(xiàn)象、危害、原因進行了全面的分析與探討,提出了預(yù)防氣化爐帶水的處理措施，從而有利于Texaco煤氣化爐長周期安全穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞: Texaco煤氣化爐;帶水;處理措施中圖分類號: TQ 541文獻標(biāo)識碼: A .文章編號: 1671-0460 ( 2012 ) 08-0850-04Analysis and Discussion ofEntraining Water Problem of Texaco Coal GasifierAN Xiao-xi'，CAO Yue-mei21. Shandong Zhonghai Science and Technology Engineering Consulting Co，Ltd., Shandong Ji' nan 250013, China;2. Yankuang Yishan Chemical Co.Ltd., Shandong Zoucheng 273500, China)Abstract: The process flow of Texaco coal gasification technology was introduced,Texaco coal gasifier in actual production was analyzed and discussed, including phenomenon of entraining water,hazards and reasons; and some measures were put forward, which can ensure long period safe and stable operation ofthe gasifier.Key words: Texaco coal gasifier; Entraining water; Treatment measuresTexaco煤氣化工藝是目前應(yīng)用范圍最廣、工藝度，氣體被冷卻到該壓力下的飽和蒸汽溫度后從水成熟的氣流床氣化技術(shù)，具有原料選擇范圍寬、浴內(nèi)沿下降管和上升管的環(huán)隙空間均勻鼓泡上升氣化強度大、碳轉(zhuǎn)化率高、粗煤氣質(zhì)量好、、環(huán)境出激冷室，通過文丘里管進人碳洗塔進-一步增濕除污染小等特點，同時操作靈活性好，連續(xù)操作周期塵，最后離開氣化系統(tǒng);水煤氣中夾帶的熔渣冷卻不斷加長，但是在實際生產(chǎn)過程中氣化爐帶水現(xiàn)象固化后沉積到激冷室底部通過鎖斗收集周期性排是一個普遍存在的問題，即加入的激冷水遠(yuǎn)大于合出系統(tǒng)。氣化爐激冷室中黑水和碳洗塔中洗滌黑水成氣飽和水蒸氣帶出和排出黑水的總量,但氣化爐經(jīng)過四級閃蒸處理回收熱量后進入澄清槽進行沉的液位仍無法維持，隨著負(fù)荷由低向高增加，氣化降，清水溢流至灰水槽最終返回系統(tǒng)循環(huán)利用，含爐液位急劇下降，帶水現(xiàn)象越趨嚴(yán)重，嚴(yán)重影響裝渣黑水進行細(xì)渣過濾處理。置的穩(wěn)定運行，常常迫使裝置減負(fù)荷運行，而且時刻存在跳車的可能，嚴(yán)重影響正常的工業(yè)生產(chǎn)。2氣化爐帶 水現(xiàn)象與危害2.1 帶水現(xiàn)象1工藝流程簡述(1)氣化爐液位下降，激冷水浴平衡破壞，Texaco煤氣化工藝流程示意圖如圖1所示。水不能維持正常的氣化爐操作;煤漿和來自空分的氧氣通過工藝燒嘴進行混合、霧(2 )激冷室內(nèi)的水被合成氣夾帶進人碳洗塔,化，進入氣化爐進行氧化還原反應(yīng)生成水煤氣，水氣化爐底部出水量減少，黑水管線溫度降低;煤氣及夾帶的熔渣經(jīng)渣口、激冷環(huán)、下降管進人氣(3)碳洗塔液位升高，向塔內(nèi)補水量逐漸減化爐激冷室水浴，激冷水是從下降管頂部的激冷環(huán)少，水系統(tǒng)失衡;處并沿下降管周邊均勻分布向下流至激冷室水浴,(4)出碳洗塔合成氣流量增大且波動，溫度激冷水在下降管內(nèi)壁形成水膜避免高溫氣流與下偏高，文丘里壓差增大且波動;降管直接接觸保護下降管，同時也逐漸降低氣體溫(5)變換中國煤化工量明顯增大。YHCNM HG收稿日期: 2012-04-26男，河北唐山人，工程師，碩士研究生，2009年7月畢業(yè)于山東科技大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，研究方向:從事潔凈煤作者簡介:技術(shù)的開發(fā)與研究工作。E-mail: anxx_ _8208@163.com。第41卷第8期安曉熙，等: Texaco煤氣化爐帶水問題的分析與探討_851下降管內(nèi)表面形成水膜流下，與合成氣并流直接接5變換1序.-風(fēng)。低壓灰水.觸進行傳熱傳質(zhì)過程，合成氣中熔融態(tài)灰渣發(fā)生聚16并與凝結(jié)。_燃燒室.回下降管激冷環(huán)05成氣出口4:升管細(xì)濟圖1 Texaco 煤氣化工藝流程示意圖激冷室黑水出口Fig.1 Schematic diagram of process flow of Texaco coalgasification technology1.氣化爐2.鎖斗沖洗水罐3.鎖斗4.撈渣機5.碳洗塔6.高壓閃蒸分離器7.灰水加熱器8.高壓閃蒸器9.低壓閃蒸冷凝器10. 低壓閃蒸器圖2 Texaco 氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖11. 1#真空閃蒸冷凝器12真空閃蒸器13. 1#真空閃蒸分離器14. 2°真Fig.2 Schematic diagram of Texaco gasifier空閃燕分離器15. 2°真空閃蒸冷凝器16.除氧器 17.灰水槽 18.澄清槽19.細(xì)渣過濾機高溫合成氣通過輻射和對流將熱量傳遞給水膜，使水膜內(nèi)的水-部分汽化并進 入合成氣主流，2.2帶水的危害(1)氣化爐帶水后，激冷水對合成氣的洗滌其汽化熱消耗了高溫合成氣釋放的絕大部分熱量,效果下降，激冷室內(nèi)水質(zhì)變差，合成氣夾帶灰分量合成氣溫度急劇降低并增濕。與此同時，激冷水要增加，帶水嚴(yán)重時將導(dǎo)致氣化爐減負(fù)荷運行，甚至保持足夠水量，雖然水膜內(nèi)不斷有水汽化，但水膜造成系統(tǒng)停車;依然存在且均勻分布在下降管的內(nèi)表面，水膜的溫(2)由于氣化爐的帶水改變了黑水中灰渣顆度基本保持不變，保護下降管避免高溫?fù)p壞"。合粒的分離過程，含有大量灰渣顆粒的黑水進人閃蒸成氣和水蒸氣沿下降管進人液池中與冷卻水形成系統(tǒng)，使整個灰水處理系統(tǒng)的固含量大大增加，將沸騰傳熱繼續(xù)冷卻降溫，大部分碳黑和凝渣與氣體加劇設(shè)備及管道的磨損、結(jié)垢、堵塞問題，嚴(yán)重影分離留在液池黑水中由下部的渣鎖斗定期排放，合響系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行;成氣出下降管后流動方向急劇改變，向上穿過水.(3)由于出氣化爐合成氣的灰分夾帶量增加，層，當(dāng)氣體通過鼓泡到達(dá)氣液自由表面時由于液體這將使碳洗塔的水質(zhì)情況變差，也影響出碳洗塔合表面張力的作用使得氣泡的殼體發(fā)生破裂，同時激成氣的洗滌效果，同時碳洗塔水質(zhì)惡化將影響供氣發(fā)出大量泡沫和液滴，隨著氣體夾帶液滴向上運動化爐激冷環(huán)激冷水的水質(zhì)，長期運行會加劇激冷環(huán)過程中，部分液滴聚并凝結(jié)落回液池，最后合成氣的結(jié)垢問題;和大量飽和蒸汽沿下降管與上升管環(huán)隙上升經(jīng)折(4)氣化爐帶水導(dǎo)致碳洗塔液位升高，操作不流擋板離開激冷室進人后續(xù)工段。穩(wěn)，造成碳洗塔帶水，嚴(yán)重時導(dǎo)致變換系統(tǒng)帶水,甚通過以上對氣化爐激冷室工作過程分析可知,至導(dǎo)致變換觸媒被淹失活，嚴(yán)重影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行;高溫合成氣在激冷室的激冷過程屬于二相流的沸(5)氣化爐帶水,操作環(huán)境惡化，很難維持騰傳熱過程。液體沸騰傳熱是一個較為復(fù)雜的過系統(tǒng)高負(fù)荷穩(wěn)定運行，單爐生產(chǎn)能力降低,將影響程。根據(jù)流體沸騰傳熱理論，液體的過熱程度取決整個甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。于加熱面的溫度tw和飽和蒸汽溫度t,之間的溫度差3氣化爐帶 水問題原因分析At=tw - ts。其熱負(fù)荷Q=a:F. △t(其中a為傳熱系數(shù),F為傳熱面積)，則熱流密度Q/F=a.Ot。 當(dāng)At較3.1理論分析小時,熱流密度較小,液體僅出現(xiàn)輕微的沸騰現(xiàn)象，高溫合成氣從氣化爐燃燒室出來進入激冷室,稱為自然對流傳熱;當(dāng)At 增大時，傳熱系數(shù)與熱在激冷室中進行激冷降溫、除塵并獲得飽和蒸汽。流密度也隨之增加，此階段為泡核沸騰傳熱;當(dāng)△氣化爐激冷室結(jié)構(gòu)如圖2所示，循環(huán)冷卻水泵從碳t增大至某中國煤化工多，眾多氣洗塔底部把激冷水送人激冷環(huán)經(jīng)分配室小孔噴射泡匯成- -片,膜，傳熱系進入激冷環(huán)室，再由一定寬度的環(huán)形槽縫流出，沿HCNMH數(shù)急劇下降，傳熱雙平志劇r降，此r段稱為膜狀852代化工2012年8月沸騰傳熱，這時氣相中夾帶大量的水膜造成激冷室會造成燒嘴頭部磨損、偏噴,引起氣化流場不均勻，出現(xiàn)帶水問題”。因此，為避免氣化爐帶水，應(yīng)將這樣會加劇氣化爐帶水現(xiàn)象;氣化爐渣口堵塞使合激冷室流體沸騰傳熱狀態(tài)控制在泡核沸騰傳熱階成氣偏流，也會加劇氣化爐帶水;氣化爐排渣系統(tǒng)段下操作，即將熱流密度控制在臨界值以下;根據(jù)不暢也會對氣化爐帶水造成影響，氣化爐激冷室液熱流密度Q/F=a.At, - -方面，如果△t減小，QIF池中的灰渣如果不能及時的分離出去會使激冷水將隨之減小，即可改善激冷室內(nèi)沸騰傳熱情況，在溫度升高、水中固含量增加，影響傳熱傳質(zhì)效果，工業(yè)生產(chǎn)中一般是通過加大激冷水量或降低激冷造成嚴(yán)重的帶水問題，同時還會向后系統(tǒng)帶灰，影水溫度來完成的;另- -方面，增大傳熱面積F,也響后系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。綜上所述，針對氣化爐帶水可使QIF減小，在生產(chǎn)中可以通過提高激冷室液位現(xiàn)象，要進行綜合分析判斷并采取相應(yīng)處理措施才來實現(xiàn)，但同時減小了激冷室上部的氣液分離空能維持氣化爐的穩(wěn)定運行9。間，不利于緩解帶水問題，所以要綜合考慮二者之4氣化爐帶 水問題處理措施間關(guān)系以達(dá)到最佳工況狀態(tài)甲。3.2實踐操作過程分析4.1工藝方面(1)氣化爐負(fù)荷的影響在工藝操作過程中，要盡量嚴(yán)格控制氣化爐負(fù)氣化爐負(fù)荷的高低對激冷室?guī)泻艽笥绊?荷、爐溫、激冷水循環(huán)量、系統(tǒng)壓力等各項工藝指標(biāo)一方面， 隨著氣化爐負(fù)荷的增加，激冷室內(nèi)熱流強以保證氣化爐激冷室內(nèi)氣液傳熱傳質(zhì)工況良好，如果度增加，當(dāng)達(dá)到臨界值后，傳熱方式轉(zhuǎn)為低效的膜氣化爐運行達(dá)到一-定周期應(yīng)及時更換工藝燒嘴,以避狀沸騰傳熱，傳熱傳質(zhì)速率下降，合成氣帶水量明免物料偏噴、霧化效果差等現(xiàn)象發(fā)生，同時保持系統(tǒng)顯增大;另一方面，氣化爐負(fù)荷增加會使合成氣流排渣順暢及時將灰渣從液池中分離出去,這樣可以在速不斷增大，當(dāng)氣流對合成氣中液滴的夾帶能力超最大程度上減少或避免氣化爐帶水現(xiàn)象的發(fā)生。過其自身重力就會被帶出激冷室,造成氣化爐帶水4.2 氣化爐激冷室內(nèi)件改造現(xiàn)象。與此同時，如果氣化爐提負(fù)荷過快或者幅度(1)設(shè)置氣液分離構(gòu)件，在氣化爐合成氣出過快都會加劇氣化爐帶水，所以氣化爐加負(fù)荷應(yīng)該口位置增加一氣液分離裝置，將氣體中夾帶的液滴遵循“少量多次”的原則平穩(wěn)加負(fù)荷，這樣有利于分離下來重新回到液池中，這樣可以有效減輕帶水問題;緩解氣化爐帶水問題。(2)適當(dāng)增大上升管的直徑，上升管直徑增(2)氣化爐操作溫度的影響爐溫是氣化爐操作需要嚴(yán)格控制的一項指標(biāo),大相當(dāng)于增加了氣液分離空間，減弱了合成氣對液滴的夾帶能力，可以有效抑制帶水;正常操作爐溫應(yīng)該控制在所用煤種灰熔點以上50(3)調(diào)整下降管下部鋸齒的數(shù)目和大小，因C左右。如果爐溫偏低，氣化反應(yīng)速率降低，碳轉(zhuǎn)為鋸齒的存在可以使氣流更加平穩(wěn)，分布更加均化率降低，渣中可燃物增加，煤炭利用率降低，道勻,也可以減輕帶水。成資源浪費;爐溫偏高，氣化爐激冷室內(nèi)熱流強度增加，熱負(fù)荷增大，加劇氣化爐帶水。所以控制合5結(jié)論適的爐溫對提高氣化爐發(fā)氣量、提高碳轉(zhuǎn)化率、緩( 1)根據(jù)理論分析，氣化爐激冷室氣液傳熱解帶水問題等有著至關(guān)重要的作用。傳質(zhì)工況變差是造成氣化爐帶水的重要原因，所以(3)激冷室液位及系統(tǒng)壓力的影響通過降低激冷水溫度、加大傳熱面積都有助于改善氣化爐激冷室液位也是氣化爐操作過程中至激冷室傳熱傳質(zhì)效果，這樣可以在一-定程度上減緩關(guān)重要的一-項指標(biāo)， 液位過高會使液面以上分離空氣化爐帶水;間變小，造成氣相中夾帶的小液滴不容易分離，引(2)在工藝操作過程中，氣化爐溫度、負(fù)荷、起氣化爐帶水，所以應(yīng)該平衡二二 者之間關(guān)系，找出激冷室液位、系統(tǒng)壓力等工藝指標(biāo)的非正常波動也最佳控制液位;與此同時，系統(tǒng)壓力的波動也會加是造成氣化爐帶水的重要原因，所以在實際生產(chǎn)中劇氣化爐帶水問題，在實際生產(chǎn)中應(yīng)最大程度的保應(yīng)嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)以保證氣化爐穩(wěn)定運行;持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定以維持氣化爐的穩(wěn)定運行。( 3)進行合理的氣化爐激冷室內(nèi)件改造，如(4)其他因素的影響設(shè)置氣液分離中國煤化工調(diào)整下降管除上述幾個原因之外，引起氣化爐帶水問題還下部鋸齒的數(shù)iLE上都可以減YHCN MH G_有一些其他因素:如果工藝燒嘴運行周期過長可能少或避免氣化辦市小何心(下轉(zhuǎn)第855頁)第41卷第8期鮑光發(fā)，等:高壓DTA凝液泵機械密封失效分析及改進855速升溫和溫度變化對密封的動靜環(huán)的要求很高，原沉積。來的鑲嵌式靜環(huán)不能滿足溫度變化補償，根據(jù)該泵4改進的成效的具體工況條件，我們改用了整體式靜環(huán)，并設(shè)計定位銷對其定位，其主要特點如下:高壓DTA凝液泵自2011 年5月開始使用改造(1)通過定位銷實現(xiàn)精確定心。后的機械密封，從現(xiàn)場情況來看密封效果非常好,(2)整體式靜環(huán)避免了因溫度變化而引起的密運行至今仍沒有任何泄漏跡象，使用壽命已經(jīng)達(dá)到封面的變形。了1年以上。原機封每套價格為2 230元，-年內(nèi)另外對動環(huán)也進行了改造，將動環(huán)的固定環(huán)與僅機封備件費就節(jié)約1萬余元，同時也大大降低了尾座做成一體，從而減少了一個泄漏點;改變了軸維修費用，經(jīng)濟效益是顯而易見的。也保證了聚乙套形式，原先動環(huán)的固定環(huán)是通過頂絲和軸套進行烯裝置長周期環(huán)保、安全地平穩(wěn)生產(chǎn)。徑向固定，現(xiàn)根據(jù)密封壓縮量(4 mm), 在軸套上5結(jié)論加工一個臺階，用柔性石墨墊來密封，密封動環(huán)尾座通過6個軸向螺絲固定在軸套臺階，上,從而避免通過對高壓DTA凝液泵機械密封的合理改造,了機封在軸套上作軸向滑移，引起密封泄漏。同時結(jié)合選用合適的摩擦副、輔助0型圈材質(zhì),提高了也很好的控制了密封的安裝尺寸要求，方便了鉗工機械密封的使用性能,延長了機械密封的使用壽命,師傅的安裝維修。降低了設(shè)備維護和維修費用，保證了裝置的連續(xù)穩(wěn)3.3改變沖洗 條件定生產(chǎn)。由于泵體介質(zhì)中含有雜質(zhì)和結(jié)焦物,原機封的參考文獻: .沖洗難以達(dá)到預(yù)期的目的,滿足機械密封的要求,故[1]杜邦8萬噸/年聚乙烯裝置線性聚乙烯裝置I藝控制手冊(G]天津?qū)ν鉀_洗液的換熱器進行了擴能,增加了換熱面積,和平翻譯公司翻譯. 1990-11: 26- 29.并經(jīng)過改造回水線從而增加了換熱器冷凝水的流[2]顧永泉.流體動密封[M].北京:石油大學(xué)出版社，1990.量,降低了沖洗液的溫度，避免了雜質(zhì)和結(jié)焦物的[3] 高慎琴機械密封J].化工機器,1994, 12(5):7- -50.(.上接第852頁)力2000.203):197-199.參考文獻:[1]趙永志， 顧兆林，李云水煤漿氣化爐激冷室下降管內(nèi)流動與傳熱[4] 曾慶純，廣鎖，施軍民.激冷室內(nèi)黑水循環(huán)量分析[J,煤化1.1999():48- -49.數(shù)學(xué)模型J.化工學(xué)報003.4)1)115-118.[2]吳韜,何元,王輔臣,等.Texaco氣化爐激冷室熱質(zhì)傳遞過程模擬[D]。[5]趙永.水煤漿加壓氣化爐帶水的原因分析及預(yù)防措施[J].煤化工20004):44-46.華東理I大學(xué)學(xué)報1997.231):25-32.[3] 王旭賓.水煤漿氣化爐激冷室?guī)畣栴}的探討[D]煤氣與熱澳大利亞PVC業(yè)淘汰含鉛穩(wěn)定劑澳大利亞聚氯乙烯(PVC)行業(yè)已基本不在PVC產(chǎn)品中使用含鉛穩(wěn)定劑。根據(jù)澳大利亞乙烯基協(xié)會(VCA)上月發(fā)布的201 IPVC產(chǎn)品管理計劃進展報告，自2002 年首次推出旨在降低PVC對環(huán)境和健康影響的行業(yè)計劃以來，該國PVC行業(yè)已將此類穩(wěn)定劑的使用量減少了9%。澳大利亞PVC行業(yè)在2002年自發(fā)啟動了這一-計劃。該計劃考慮到了PVC在生產(chǎn)、使用和處置中對環(huán)境和人類健康帶來的影響。澳大利亞約有80%的PVC制造企業(yè)，外加一些重要的原料和添加劑供應(yīng)商和多家PVC產(chǎn)品進口商都在該計劃上簽字。該計劃的管理方是成立于1998年6月、總部位于墨爾本的VCA。中國煤化工MHCNMH G