第34卷第8期Vol.34 , No.8河北化z .2011年8月HEBEI HUAGONGAug.201 1CO2氣化劑在殼牌氣化爐中的應(yīng)用王本興，常鐵諾,張麗楠(河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化集團(tuán)公司,河南濮陽457004)摘要:簡述了 CO2氣化劑倒人殼牌氣化爐系統(tǒng)后所產(chǎn)生的影響,并提出了生產(chǎn)中所遇到的問題以及解決方法。關(guān)鍵詞:甲醇;COn;殼牌氣化爐;煤粉;鎖斗;氧煤比;溫度中圖分類號: TQ214文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號: 1003-5095(2011)08 -007-0303Application of CO2 Gasification Agent in Shell GasifierWANG Ben-xing,CHANG Tie-nuo,ZHANG Li-nan(Henan Coal Chemical Industry Group,Zhongyuan Chemical Group Company,Puyang 457004,China)Abstract: To introduce the influence on methanol production of CO2 gasification agent into Shell gasifer,and put forwardthe problems encountered in production and solution methods.Key words:methanol;CO;Shell gasifer;pulverized coal;lock;ratio of oxygen and coal;temperature以CO2作為載體的煤氣化技術(shù)是荷蘭殼牌公司氣化裝置煤粉加壓鎖斗在減壓時可能出現(xiàn)較低溫為適應(yīng)中國煤制甲醇產(chǎn)業(yè)市場而開發(fā)的最新專利度,引起裝置操作的不穩(wěn)定。為分析測試煤粉鎖斗技術(shù)。該技術(shù)是在煤氣化裝置中用CO2作為氣化中高壓 CO2減壓可能出現(xiàn)的減溫問題,根據(jù)現(xiàn)有煤氣劑,在生產(chǎn)過程中輸送煤粉。此前殼牌煤氣化工藝化設(shè)備 及現(xiàn)場條件設(shè)計了CO2減壓試驗?zāi)M裝置,模是以N2作為加壓輸送介質(zhì),此工藝生產(chǎn)的合成氣適擬煤粉鎖斗減壓運(yùn)行時可能出現(xiàn)的減溫情況。用于燃?xì)獍l(fā)電或合成氨生產(chǎn)。由于合成氣中含有煤粉鎖斗在常壓下接受來自常壓煤粉儲罐的煤大量N2,因此,該工藝不適于煤制甲醇裝置。為了粉,煤粉在煤粉鎖斗中通過來自超高壓COx緩沖罐適應(yīng)中國煤制甲醇的市場要求,殼牌公司開發(fā)了以(8.1 MPa, 120。C )減壓(減至4.9 MPa)來的CO2充壓CO2作為氣化劑的新工藝。為了使這一工藝成功應(yīng)至4.4 MPa,與加料罐壓力平衡后,將煤粉下排至加用,我們利用尿素裝置的高壓CO2,設(shè)計了CO:和N2料罐。 卸料后的煤粉鎖斗,排出罐內(nèi)CO2氣體,減壓的加壓卸壓實驗裝置。通過對兩種介質(zhì)運(yùn)行的試至常壓。在此過程中,有2次大的減壓過程,一是驗結(jié)果對比分析,修改了裝置運(yùn)行程序和部分參CO2從8.1 MPa在120 °C下減壓至4.9 MPa(正常工作數(shù),有效預(yù)防了低壓凝結(jié)堵煤事故的發(fā)生,確保了壓力4.4 MPa) ,計算表明減溫約為35。C ,進(jìn)煤粉鎖斗CO:氣化劑在煤制甲醇項目中的成功應(yīng)用。的氣體溫度約為85。C;二是CO2從4.4 MPa在80 °C下減壓至2.0MPa,并進(jìn)一步減壓至常壓,計算表明減溫1煤粉鎖斗工作情況約為45°C,排出氣體溫度約為40°C,罐內(nèi)溫度亦為根據(jù)CO2減壓減溫情況及相關(guān)資料,注意到煤40 °C。證明CO2對煤粉鎖斗的沖壓泄壓以及下料過中國煤化工收稿日期:2011-04-12MHCNMH G作者簡介:王本興(1983-),男, 2007年畢業(yè)于鄭州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè),主要從事She煤氣化技術(shù)工作,E-mail:wbx1228@qq.com.●8.河北化工Hebei Chemical Industry第34卷程不會有影響。而且氣化爐的負(fù)荷越高，產(chǎn)出的CO2棒是精密陶瓷材料,而合成氣經(jīng)過濾棒去濕洗時所量越充足,CO2壓縮機(jī)四段出口壓力就越高,煤粉鎖斗帶出的飛灰會粘在濾棒上,由于飛灰具有--定的粘的沖壓速度就越快,從而有效保證了對氣化爐煤粉的性,所以對反吹氣壓力和溫度要求均較高,要求反供應(yīng)。吹壓力是氣化爐壓力的1.8~2.0倍,反吹溫度不得低于180 °C。當(dāng)氣化爐負(fù)荷為85%時,CO2壓縮機(jī)四2 CO2對氧煤 比的影響段出口壓力既可達(dá)到7.5 MPa,除去-部分壓降,到達(dá)(1)N2倒CO2煤粉管線用N2作為輸送煤粉的高溫高壓飛灰過濾器的實際壓力也能達(dá)到7.0 MPa,載體時,煤粉密度的修正值約為341.25 kg/ m;如果- -般正常生產(chǎn)時氣化爐的壓力為3.6~ 3.7 MPa,所改用CO2作為輸送煤粉的載體時,煤粉密度修正值以CO2倒人氣化爐系統(tǒng)后濾棒的反吹壓力符合要約為536.25 kg/m";CO2與N2作為載體導(dǎo)致煤粉管線求;當(dāng)煤粉鎖斗兩個系列進(jìn)行沖壓時,反吹氣最低密度上的差異是因為CO2的分子量比N2高,這樣就壓力為6.5 MPa,當(dāng)飛灰排放罐與煤粉鎖斗兩個系列會造成氧煤比實際高。應(yīng)適當(dāng)調(diào)低氧煤比,否則同時沖壓時應(yīng)以煤粉鎖斗為先,避免把濾棒反吹壓會造成氣化爐溫度高,造成后系統(tǒng)積灰。(2)CO2倒力拉得太低,影響反吹效果。CO2經(jīng)過反 吹氣加熱N2如果系統(tǒng)因為跳煤燒嘴或其它原因而導(dǎo)致負(fù)荷器加熱到235~245°C進(jìn)入超高壓N2/CO2緩沖罐,降低時,為了保護(hù)CO.機(jī)組,防止發(fā)生喘振損壞設(shè)而超高壓N2/CO2緩沖罐的出口閥與氣化爐壓力是備,有必要將CO2倒為N2,但是倒成N:之后氧煤比是自動加串級來實現(xiàn)控制的,所以經(jīng)過超高壓N/ CO2虛高,應(yīng)適當(dāng)調(diào)高氧煤比,防止氧煤比過低造成系緩沖罐的出口閥對壓力調(diào)整之后,到達(dá)反吹氣緩沖統(tǒng)堵渣,從而影響穩(wěn)定運(yùn)行,降低經(jīng)濟(jì)效益。罐的實際溫度為215~225°C,高于反吹氣溫度要求3飛灰排放罐的工作情況的180°C。因此,CO2倒人氣化爐系統(tǒng)后對高溫高飛灰排放罐沖壓時在頂部有兩路CO2,在底部壓飛灰過濾器基本無影響。有一路純N2作為流化N2。在這里CO。對飛灰排放罐5氣化爐停車后 的處理的影響較小,原因有3點(diǎn):(1)飛灰排放罐正常生產(chǎn)時由于CO2屬于酸性氣體,Nz是惰性氣體,所以當(dāng)?shù)臏囟冗_(dá)到180C以上即可,而低錐流化氮溫度為氣化爐系統(tǒng)事故跳車或因故停車,特別是需要較長240。C時一直有量,而CO2只有在沖壓時用,所以沖時間停車時,要對正常生產(chǎn)時使用CO2的設(shè)備和管壓時CO2對飛灰排放罐溫度影響不大;(2)灰是由煤道用純N2進(jìn)行置換。最好要置換3次以上,然后沖粉在氣化爐里高溫燃燒形成的,經(jīng)分析灰的全水以人純Ne保護(hù),防止CO2對設(shè)備和管道造成腐蝕,影響及內(nèi)水含量幾乎是0,所以泄壓時飛灰排放罐泄壓設(shè)備和管道的正常使用壽命。也不會對灰有影響;(3)飛灰排放罐下灰管的管徑6經(jīng)濟(jì)效益較大,均為DN200的管子,很少出現(xiàn)架橋現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)情況,CO2壓縮機(jī)開車正常(10月104高溫高壓飛灰過濾 器的工作情況，日)后,將煤粉輸送介質(zhì)倒為CO2,運(yùn)行4天后(10月當(dāng)CO2倒入氣化爐系統(tǒng)后,高溫高壓飛灰過濾18日),CO2壓縮機(jī)振動高跳車,停CO2。在運(yùn)行中因器的24組濾棒的反吹氣會用到CO2,由于這24組濾CO2壓縮機(jī)振值高,N:沒有完全切出來。CO.投用前附表CO。投用前后合成氣組分?jǐn)?shù)據(jù)對比項目CO/%Hy%CO2/%Ny%Ar/%HS/% CH(x10)_ 粗醇產(chǎn)量10月 15日N.輸送55.619.36.7718.30.010.044710月17日CO。輸送53.916.512.57.120.065110月18日CO輸送65.016.111.67.185210月19日N.輸送5.616.75.2122513.74610月20日N輸送58.118.56.180.059.9048后合成氣組分列于附表。降到最低3 000m/h,每小時多產(chǎn)甲醇3~5t。該技由以上數(shù)據(jù)可知,用CO。輸送,合成氣中N%含術(shù)的運(yùn)用中國煤化工1合成氣完全符合量明顯下降,有效氣含量上升,這樣就降低了甲甲醇合成YHCN M H G而使煤氣化甲醇醇合成回路的循環(huán)量,降低了合成氣機(jī)組的蒸裝 置在滿負(fù)何運(yùn)行狀態(tài)卜每大增產(chǎn)甲醇200 t。汽消耗,90%負(fù)荷下馳放氣量由最高35000m/h(下轉(zhuǎn)第20頁)20●河北化工Hebei Chemical Industry第34卷到無菌稀釋液需要2.5~3h,難過濾的批次往往需塊需降污,導(dǎo)致該批收率異常。這可能是由于清洗要4 h。后丁醇頂洗量不夠,使情況不充分,三合一罐內(nèi)水對設(shè)備優(yōu)化改進(jìn),轉(zhuǎn)化液由壓縮空氣壓料改為分偏高,從而導(dǎo)致結(jié)晶放料后青霉素溶解或造成局離心泵打料,合理安排轉(zhuǎn)料進(jìn)度,縮短壓料時間。部粉子黃塊,造成收率偏低。2.2 三合一丁醇頂洗對罐式三合一洗罐后的丁醇頂水操作進(jìn)行了青霉素易溶于水,為防止對鈉鹽成品質(zhì)量造成優(yōu)化,將三合一和放料管道內(nèi)的水徹底置換,減少影響,用純化水對三合-進(jìn)行清洗。 經(jīng)過對2009年了溶解損失。各月低收率批次統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),收率異常批次多為3生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計三合一清洗后的第1批,此現(xiàn)象在4個生產(chǎn)班組均有發(fā)生;而且清洗后第1批鈉鹽粉子表現(xiàn)為:粉子重2010年初對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)實驗,對生產(chǎn)量較正常批次明顯減少;三合一罐內(nèi) 出現(xiàn)局部顯黃收率數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤并與改進(jìn)前做對比,結(jié)果見附表。附表改進(jìn)前后收率對比2009年改進(jìn)前2010年改進(jìn)后月份生產(chǎn)總批數(shù)/批> 92.3%/批< 87%/批1841834322S7898683024029525647953()8:t2228038o742811356412)496合計6810143944(比例1%29.56.738.93.從附表可看出,經(jīng)過設(shè)備改進(jìn)和工藝優(yōu)化，通過改進(jìn)壓料操作,將壓縮空氣壓料方式改為2010年收率> 92.3%的批次明顯增多,其所占比例離心泵壓料, 大大縮短了壓料時間,使總壓料時間較2009年提高9.4%,收率<87%的異常批次明顯降減少了1 h,并減少了料液降解。低,其所占比例下降2.8%;2009年青鈉平均收率為改進(jìn)三合- -清洗操作,丁醇頂水由原來的1次.90.95% ,改進(jìn)后2010年青鈉平均收率為91.57% ,收用300 L,改為400 L分2次進(jìn)行頂水操作,可將三合率有了明顯提高。一中的水進(jìn)行徹底置換,減少了青霉素粉子的溶4經(jīng)濟(jì)效益解,同時也避免了三合一烘烤過程中粉子產(chǎn)生黃根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)對其改進(jìn)后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)塊,減少了降污,提高了收率及產(chǎn)品質(zhì)量。行測算(按每月75 t青霉素鈉計算):收率提高后年通過本次工藝及設(shè)備改進(jìn),鈉鹽收率同比提高增產(chǎn)5.58 t,年增效益83.4萬元。0.62% ,同時鈉鹽含量也略有提升,年增效益83.4萬元。5分析及結(jié)論(上接第8頁)7結(jié)語且負(fù)荷越高效果越明顯。國內(nèi)生產(chǎn)甲醇廠家較多, .實踐證明,CO2氣化劑在殼牌氣化爐煤制甲醇甲醇產(chǎn)量+中國煤化需要以降低成本項目中可以成功應(yīng)用。CO2倒人氣化爐系統(tǒng)后不僅來提高競TDHCN M H a中原大化集團(tuán)公可以改善N2用量大時, N2壓縮機(jī)三段四段出口壓力司CO2氣化劑在煤制中厚壩日中時成功應(yīng)用,得到了低的問題,還可以提高甲醇產(chǎn)量,提高經(jīng)濟(jì)效益,而殼牌專家的認(rèn)可和贊揚(yáng),可廣泛推廣和應(yīng)用?！?/p>