CHEMICAL ENGINEERING DESIGN化工設(shè)計2010,20(2)合成氣除炭黑工藝技術(shù)王樂天·史舸中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院吉林13200摘要介紹以渣油或煤為原料生產(chǎn)合成氣的除炭黑工藝技術(shù)。關(guān)鍵詞文丘里洗滌器炭黑離器的方法去除以煤為原料的水煤漿氣化和粉煤1概述氣化生成的合成氣中的炭黑。只是將旋風(fēng)分離器眾所周知,以渣油為原料的氣化和以煤為原放在炭黑洗滌塔的下部,即炭黑洗滌塔下部為旋料的水煤漿氣化及粉煤連續(xù)氣化的生產(chǎn)過程中都風(fēng)分離器,上部起洗滌和降溫的作用。會產(chǎn)生炭黑。中型氮肥廠一般采用二級文丘里洗滌器和一以渣油為原料的部分氧化法生產(chǎn)合成氣是在個洗滌塔流程去除炭黑。不完全燃燒情況下進行的,雖然燃燒速度很快,大型氮肥廠則采用一級文丘里和一個洗滌塔但油霧和氧氣的混合總是達不到理想程度,所以的流程去除炭黑。洗滌塔起到旋風(fēng)分離作用,也一部分油霧在高溫下產(chǎn)生熱裂解而形成的一些游起到一定除塵、降溫作用。洗滌塔多為填料塔,離碳成為炭黑。一般情況下,渣油中有2%-內(nèi)填瓷環(huán),近幾年有的已改用不銹鋼環(huán)。生產(chǎn)實3%的碳生成炭黑踐證明,填料洗滌塔對除炭黑作用不大,而且瓷以煤為原料的水煤漿氣化及粉煤氣化,原料環(huán)易破損、堵塔而引起攔液帶水,淹沒中變觸煤中的碳有1%~5%生成炭黑。媒,影響生產(chǎn)。改用不銹鋼環(huán),將使成本上升這些炭黑混雜在合成氣中,影響氣化爐后設(shè)再加上塔體為不銹鋼材質(zhì),造價和成本高。而且備的正常生產(chǎn),必須將它除去。在生產(chǎn)中,塔內(nèi)易存氧,引起爆炸給生產(chǎn)帶來損般工藝技術(shù)失。這種洗滌塔需用熱水循環(huán)泵,循環(huán)泵易被腐蝕、磨損而影響到生產(chǎn)。渣油部分氧化法及以煤為原料的水煤漿氣填料洗滌塔主要功能是降溫,也起到一些除化、粉煤氣化生成的炭黑顆粒平均粒徑在0.1塵作用,但是它僅能除去1m以上的塵粒,而0.5μm,常壓下呈片膜狀,比表面積為415m2g,加壓下為片粒狀,比表面積為455m2/Bg文丘里洗滌器能除去0.1μm以上的塵粒。小于0.1pm的塵粒文丘里洗滌器也不能除去,因而(1)采用文丘里洗滌器聯(lián)合旋風(fēng)分離器來除去渣油部分氧化法制合成氣中的炭黑。文丘里填料洗滌塔在除塵過程中起的作用不大洗滌器利用高速氣體噴入,使液體霧化而獲得高綜上所述,文丘里洗滌器是除去炭黑過程中效除塵、降溫和吸收效果。在文丘里洗滌器喉管的重要設(shè)備,只要保證工藝操作條件,三級文丘部分噴入水,水滴在喉頸管被高速度氣流撞擊而里洗滌器就可以達到較好的除塵效果。霧化成小液滴,使合成氣中炭黑與水霧滴相碰,2.1氣化過程而凝聚成較大顆粒,凝聚后的水滴和顆粒在旋風(fēng)(1)炭黑塵粒大小是由燃燒反應(yīng)速度決定除塵器中和氣體分離,達到除炭黑的目的。文丘的,隨著氧/油或氧/煤比的增高,燃燒速度變大里洗滌器能除去0.1μm以上的塵粒(霧粒)。而使V中國煤化工徑越大,碰撞(2)一般也采用文丘里洗滌器聯(lián)合旋風(fēng)分機會CNMHG也越高,因此王樂天;工程師。200年畢業(yè)于沈陽化工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)。一直從事化工設(shè)計工作。聯(lián)系電話:(0432)63912453,E-mail: wangletian@ cpene come2010,20(2)王樂天等合成氣除炭黑工藝技術(shù)在氣化過程中控制適當(dāng)?shù)难趿渴呛苤匾?。度?液體被分散成細(xì)滴而被氣流帶走,使之不(2)塵粒的易濡性對塵粒的捕集效率關(guān)系能均勻地分布在整個斷面上。實踐證明,液體的很大,易濡性表示物質(zhì)對水的親和力,對于加壓噴射速度為6m/s較為合適,此時集塵效率最下生成的炭黑比表面積大,與水接觸面積大,易佳;若超過75m/s,增加液體噴射速度會使氣除掉。對常壓操作下生成的炭黑捕集效果較差。流速度相對說來較慢,液體沒能分散成細(xì)小液(3)如果氣體溫度高,能將霧化后附著于滴,可能落在收縮管管壁上而從氣流中分離出塵粒外面液層氣化,使顆粒無法增大,不利于來,降低集塵效率。集塵。5文丘里洗滌器(4)由于在塵粒附近氣膜粘度增高,降低文丘里洗滌器的收縮管和擴散管的角度、喉了Re數(shù)值,對集塵亦不利。(5)實踐證明廢鍋流程比激冷流程更易除管的長度、液體噴射方式、噴嘴孔徑與除塵效率有很大關(guān)系。實踐證明:掉炭黑。(1)收縮管為25°,長度為2d,擴散管為2.2液氣比7°,長度為2d,液體以逆流噴射,噴嘴出口內(nèi)般說來,當(dāng)進氣量一定時,給水量愈大,徑一般在2-8mm之間,使液滴與塵粒具有足夠給水壓力越高則除塵效率愈好。實踐證明,液氣的接觸時間,以提高除塵效率比為1L/m,給水壓力大于氣體壓力03MPa時,(2)當(dāng)塵粒直徑大于0.1um時,滿足上述除塵效果較好,超過這個值,提高水壓及給水工藝操作條件,文丘里洗滌器的除塵效率可達量,效率幾乎沒有變化,而且給水量過大,會使9%-99%。氣流阻力增大。當(dāng)液氣比降低至04L/m3,效率就會降低。3計算示例23喉管速度以渣油部分氧化生成的炭黑為例,計算合成因為高速氣流撞擊噴入的液體而使之霧化,氣經(jīng)三級文丘里后(包括急冷室)氣體中炭黑所得液滴的平均直徑為含量。一般急冷室除塵效率為90%,文丘里洗585G1000滌器除塵效率按97%計算。d1十已知:出氣化爐生成氣中炭黑含量為式中,d為液滴直徑,pm;a為液體表面張力,8.65g/Nm3干氣,則急冷室后的炭黑含量為dyn/cm;u為氣體對液體的相對運動速度,cm865-865×90%=0.865g/Nm3s;p為液體密度,g/cm3;μ為液體粘度,P;一級文丘里管后炭黑含量為:Q為液體流量,cm3/s;Q氣為氣體流量0.865-0.865x97%=0.026g/Ncm/s。二級文丘里管后炭黑含量為:從上式可以看出,當(dāng)系統(tǒng)的性質(zhì)確定后,即0026-0026×9%=78×10-g/Nm3=0.78mg/Nm3Q/Q~比值一定時,d隨著υ值的增加而減小,一般合成氣下游生產(chǎn)單元,如合成氨生產(chǎn)中這就是說在喉管截面處,氣體流速越大,液滴直的變換單元、甲醇生產(chǎn)中的部分變換單元或合成徑越小,數(shù)量越多,炭黑塵粒也就越容易收集。氣下游凈化單元等要求合成氣中炭黑含量在實踐證明,喉管處氣體流速應(yīng)大于100s2mg/Nm3以下,1mg/Mm3以下最好。從計算結(jié)較合適,一般為120m/s高于這個速度,氣流果可知,三級文丘里后合成氣中炭黑含量僅為阻力過大。低于這個速度液體霧化不好,除塵效0.38mgNm,足以滿足要求。果較差。為了充分發(fā)揮集塵性能,應(yīng)保持喉管斷4結(jié)語面處液滴分布均勻,同一水量、同一噴射壓力,噴孔多并具有適當(dāng)間隔時,效果較好。中國性化風(fēng)分離器使用CNMHG2.4液體的噴射速度才能(下轉(zhuǎn)第32頁)液體的噴射速度與集塵效率有關(guān)。液體的速CHEMICAL ENGINEERING DESIGN化工設(shè)計2010,20(2)(2)供氣管道應(yīng)明敷。璃儀器等。(3)實驗室分析一般采用電加熱,室內(nèi)不3)設(shè)備臺要求能承重,寬度一般不小于宜敷設(shè)燃料氣管道750mm,高度一般為500~850mm。放置分析儀(4)由系統(tǒng)外管引入實驗室的氣體管道應(yīng)器的設(shè)備臺不應(yīng)靠墻布置,要距墻500設(shè)切斷閥、過濾器和壓力表。800mm,以便于氣路安裝、電路檢修、儀器維修(5)從系統(tǒng)外管引人的氣體管道宜采用無等;放置加熱設(shè)備的設(shè)備臺要求堅固、耐熱,高縫鋼管,儀表空氣可采用鍍鋅鋼管,但引入到儀度應(yīng)適宜操作;放置天平的設(shè)備臺應(yīng)采取防震器分析室后應(yīng)轉(zhuǎn)換成與鋼瓶氣體管道材質(zhì)保持一措施。致的不銹鋼或紫銅管,但乙炔氣管道不得用紫(4)通風(fēng)柜內(nèi)襯及工作臺面按其使用性質(zhì)銅管。應(yīng)具有相應(yīng)的耐腐蝕、防火、耐高溫及防水等性(6)鋼瓶氣體管道宜采用球閥、截止閥,能,個別情況下還需要防爆。通風(fēng)柜的面板玻璃嚴(yán)禁使用閘閥。要求使用安全玻璃,每個通風(fēng)柜應(yīng)有獨立的風(fēng)道(7)氫氣管道不得穿越不使用氫氣的房間。開啟裝置(8)管道與鋼瓶或設(shè)備連接時宜采用金屬(5)藥品柜分為普通藥品柜、有毒藥品柜、管道,如為非金屬管道,宜采用聚氟乙烯管或聚劇毒藥品柜,藥品應(yīng)按不同性質(zhì)分別存放,劇毒氯乙烯管,不得采用乳膠管。藥品柜應(yīng)由專人負(fù)責(zé)看管。(9)對氫氣管道不得采用銅質(zhì)的閥門和管件。4結(jié)語(10)氫氣、氧氣或乙炔氣管道所用管件和1)化工廠實驗室的設(shè)計是一項系統(tǒng)工程,儀表必須是該介質(zhì)的專用產(chǎn)品,不得代用它涉及建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水、物理(11)氫氣管道不宜采用螺紋連接,應(yīng)采用和化學(xué)等多專業(yè)知識。焊接連接。高純氣體管道應(yīng)采用承插焊接。(2)設(shè)計應(yīng)以人為本,全面規(guī)劃,綜合考3.6家具慮多方面因素,確保實驗人員和儀器尤其是貴重現(xiàn)代化的實驗室在追求環(huán)境舒適、安全的同的精密儀器的安全。時,應(yīng)滿足實驗室的功能性、堅固性、耐腐蝕(3)均衡實驗室的人力負(fù)荷,合理安排布性,以及安裝布置的靈活性。實驗室家具通常分局,適度考慮方便操作、使用和管理,同時兼顧為實驗臺、實驗用柜和通風(fēng)柜等。實驗室家具不實驗室的整齊美觀。同于一般家具,它常與水、電氣、化學(xué)物質(zhì)以及儀器設(shè)備相接觸,因此對家具的構(gòu)造和材質(zhì)提出更高的要求。1劉珍,化驗員讀本(上、下冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社(1)實驗臺一般為寬度750~800mm,高度2駱巨新,分析實驗室裝備手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)800~900mm,長度根據(jù)實驗室大小來定,最好出版社,2003選擇組合式,以便施工安裝方便。3陸軫,實驗室建筑設(shè)計[M].北京:中國建筑工業(yè)(2)實驗臺臺面要求平整、耐酸、耐堿、出版社,1981耐溶劑腐蝕、防火、易于清潔,并且不易碰碎玻(收稿日期200-12-09)(上接第13頁)(2)對于急冷流程,包括急冷室的三級文求,成本,還能保證安全生產(chǎn)。丘里洗滌器可達到除炭黑效果,可以取消最終洗中國煤化工期20-01-1滌塔和洗滌塔循環(huán)泵,這樣既可以達到生產(chǎn)要CNMHG