气化炉带水现象在我厂试车和投产以来是一直存在的问题,即加入的激冷水远大于合成气饱和水蒸气带出和排出水的总量,但气化炉的液位仍维持不住,随着负荷由低向高增加,气化炉液位急剧下降,致使整个气化系统操作失控,无法提高系统负荷,而且时刻存在跳车的可能。现将相应的改造经验介绍如下。
1 气化炉带水时的几种现象
气化炉带水时一般会出现如下几种现象:气化炉液位大范围波动;文丘里压差波动大,压差上升;洗涤塔液位上升,进塔水量大幅度减小后,仍无法控制液位上升;支撑板温度下降;出气化炉的黑水减少,气体洗涤效果下降。
2 原因分析
因气化炉操作压力较高,高温合成气由燃烧室经下降管进入激冷室迅速冷却,由于下降管和上升管组成的两相流上升环隙及折流挡板的设计,目的是在短时间、最小空间内达到高温气体冷却饱和水蒸气的初除尘,因此,存在以下问题,激冷室示意见图1。
(1)随着压力与负荷的增加,激冷室内热流强度增加,当其达到一临界值后,传热方式转为低效的膜状沸腾传热,随着变换能力下降,炉内体随之带走大量的水。
(2)气化炉在高负荷运转条件下,气体流速增大,由设计值1.1m/s增大到1.6m/s,增加了带水的能力。在气化炉带水的情况下,班产合成氨由110吨降低到70吨左右。
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