摘要:结合工程设计对 8.7 MPa 德士古水煤浆气化装置中工艺、 管道材料选择、 关键设备、 阀门选型及管线设计等方面进行了探讨。
关键词:德士古水煤浆气化;管道材料选择;锁斗;锁斗阀
南化公司大化肥装置的原料由原沥青 +渣油改为水煤浆 ,采用德士古水煤浆加压气化工艺 ,是目前世界上德士古水煤浆气化装置中压力最高、 单炉产量最大的项目。该装置气化压力 8.7 MPa ,操作温度1 400 ℃ 左右 ,单台气化炉容积25.5 m3(900 立方英尺) ,产气量( H2 + CO) 87 500 m3/ h ,单炉产量满足日产千吨氨的要求。德士古水煤浆气化技术自1993 年在山东鲁南化肥厂实现工业化以来 ,国内先后在上海焦化厂、 陕西渭河化肥厂、 安徽淮南化肥厂投入工业化运行 ,压力等级为4.0 MPa 或6.5 MPa ,积累了大量的工程经验和操作经验。但因本项目的气化压力等级高、 单炉产量大 ,由此带来了一系列工艺、 设备、 仪表等方面问题,因而存在相当大的技术难度和风险。本文结合工程设计 ,就德士古水煤浆气化工艺、 管道材料选择、 关键设备、 阀门选型及管线设计等方面作一探讨。
1 工艺概述
新建气化装置采用美国德士古( TEXACO) 发展公司的专利气化技术 ,选择部分氧化法、 工艺气激冷流程以及四级闪蒸灰水回收工艺。气化装置主要由 3 部分组成:原料准备、 气化、 灰水处理。
1.1 原料准备
原料煤通过管式皮带机输送到磨煤机。磨煤机采用湿式棒磨机 ,设计能力 45.2 t / h ,正常操作能力39 t / h ,共 2 台。来自灰水处理单元的灰水送到棒磨机中,加入助溶剂 ,制成质量分数 63 %～65 %的水煤浆,煤浆粒度小于 8 目。为降低黏度 ,水煤浆中可加入化学添加剂。63 %～65 %的水煤浆通过低压煤浆泵打入煤浆槽。
1.2 气 化
高压煤浆泵将水煤浆加压后通过工艺烧嘴送入气化炉 ,与经工艺烧嘴中心管和环隙进入气化炉中的 99.5 %纯氧发生部分氧化反应 ,生成合成气 ,主要成分为 H2 ,CO ,CO2 ,H2O ,少量 CH4及未反应的炭粒子。
气化炉燃烧室内产生的合成气在激冷室中与来自碳洗塔的激冷水接触冷却 ,从激冷室出来的 8.6MPa ,256 ℃ 的灰水送到灰水处理部分闪蒸。从激冷室出来的 8.6 MPa ,269 ℃的粗合成气送到碳洗塔用水洗涤 ,脱除固体颗粒并被水蒸汽饱和。合成气洗涤水来自 CO 变换工段的工艺冷凝液。清洁的饱和合成气被送到 CO 变换装置 ,该装置产生的工艺冷凝液大部分可回收并用于合成气洗涤。气化反应中产生的熔渣进入激冷室冷却后 ,温度降至 95 ℃,炉渣经破渣机、 锁斗阀进入锁斗 ,最终冷却到 61 ℃。锁斗中的渣水每隔 30 min 排入渣池中。粗渣由捞渣机捞出后装车外运 ,灰水溢流至渣池中的灰水仓 ,经渣池泵输送至灰水处理工段。
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