煤化工联合导气技术的研究

发表时间:2020/10/28   来源:《科学与技术》2020年6月第18期   作者:关维鹏
[导读] 通过优化改造,解决了气化装置试生产运行中存在的问题,对以后气化装置安全、平稳、长周期运行具有重要的作用,也实现了气化装置节能降耗、节约成本的目的。
        关维鹏
        中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 广东 揭阳 515200
        摘要:随着时代的发展,目前,气化车间采用的是水煤浆加压气化技术,目前,该工艺是国际公认的较成熟的、先进的、可靠的、洁净煤气化技术,此技术主要是以煤为原料,通过把被煤浆制备工序生产出来的合格水煤浆与空气分离装置生产出来的氧气,共同送进气化炉内部,进行部分氧化反应,生成合成气,然后经过复杂的增湿、除尘、降温后,把这些合成气送入进下游的变换工序,同时,将在系统中同时产生的黑水送入系统,进行闪蒸、沉降处理,这样就可以达到灰水再生、循环使用及回收热量的目的,过程中产生的大量粗渣及细渣会被送出到界区外。
        关键词:煤化工;导气技术;甲醇
        引言
        通过优化改造,解决了气化装置试生产运行中存在的问题,对以后气化装置安全、平稳、长周期运行具有重要的作用,也实现了气化装置节能降耗、节约成本的目的。
        1煤化工气化技术简介
        1.1原理
        煤化工气化技术,主要是用来进行煤气燃料的生产。通过多种气化方式,能够满足多种行业的生产需求,如电力行业、化工行业等,其价值与作用非常深远。在煤化工气化工艺与设备的研究中,国外的技术与理念相对成熟,也具有代表性。如美国与德国,经过多年的实践与摸索,我国研发出了高效的气化技术。煤化工气化过程,是一个物化反应,其整个过程非常复杂繁琐。主要是水煤浆和氧气进入气化炉后,在高温的环境下,煤炭等材料就会瞬间升温发生反应,进而生成水分、残渣等,最终生成一氧化碳和氢气。
        1.2特点
        煤化工气化技术的应用范围比较广,能够适用于各种材料与资源,比如煤炭、沥青等。其进料方法分为干粉与水煤浆两种,每种都有着其独特的价值。使用煤化工气化技术,不仅可以提高生产效率,保障生产安全,还具有操作简单、灵活,可达到节能环保的目的。在气化中,经过高温的作用,还可以降低产物的有害物质,只需经过简单的处理,就可以进行排放,保护了生态环境。
        然而,不同的气化技术有着不同的优势与缺点,因此也有着相应的劣势。比如整个气化过程必须在高温的环境下,因此,炉膛内部就会长期受到高温的侵蚀,导致使用时间较短,需要定期进行检修更换,增加了成本。再加上多喷嘴对置式水煤浆气化技术的喷嘴属于消耗物品,需要经常更换。其寿命在两个月左右,增加了维护成本。此外,水煤浆的含量还必须得到有效控制,否则就会出现材料与资源浪费严重的现象,对大气污染的力度也比较大。每一种技术都有着其优势与不足,在实际应用中,必须做到具体问题具体分析,加大研发与投入力度,才能加快更新改革的速度,推动煤化工行业的高速发展。
        2造气工艺流程
        原料焦炭经破碎、筛分后,由皮带运输机送到煤气发生炉顶部焦炭料仓里,由加料斗经自动加焦机连续加入固定床煤气发生炉。蒸汽和氧气连续进入炉中,焦炭和氧气进行不完全燃烧产生大量的热量,温度升高,供蒸汽在炽热的炭中分解,制得水煤气。水煤气出来进入废热锅炉,将水煤气由约700℃(<750℃)降至280℃左右。经过过热蒸汽预热器再次回收热量后约170℃进入洗气箱、煤气洗涤塔将水煤气冷却至35℃送往气柜,经缓冲后进入除尘器,经过除尘后送入电滤器将其焦油和灰尘脱除至3mg/m3(标)以下,送入煤气增压系统。废热锅炉副产的2.5MPa蒸汽外送,造气炉夹套副产的蒸汽供造气自用。


        3问题的提出
        甲醇系统开车导气过程如下,先将从气化车间输送过来的粗煤气引至变换入工段前,后开入工序均压阀,对一变炉前管线进行暖管,利用一变炉前放空阀控制系统压力,当粗合成气温度达到150℃时,开一变炉入口阀变换炉开始均压接气,待变换炉床层温度调整至正常指标后,将变换气送往净化岗位进行脱硫脱碳,待压缩进口总硫连续2次分析小于0.1%时,合成开始接气,系统投入正常运行,从变换开始接气到合成产出粗甲醇大约需要4~5小时左右,该过程调整时间较长,造成大量有效气体放空。
        4问题的解决
        4.1优化安装流程
        在煤化工气化工艺与设备安装中,必须遵循相应的流程、原则与标准,才能充提高工艺精度,发挥设备价值。优化安装流程,就成为了重要的一个步骤。首先,安装人员应严格遵循行业标准与规范,然后参照设备说明书,遵循由内到外、由小到大的原则,展开有计划的安装施工,才能缩短安装时间,降低施工成本,提高设备的质量。其次,作为安装人员,必须与设计人员、施工人员展开定期的交流互动,并且积极主动参与到教育培训中,强化自身的综合实力,保障安装工作的有序进行。最后,对于大型设备的安装,还要借助相应的仪器设备,做好场地布局。在地面构件的表面,还要进行防腐、防潮等材料的涂抹,对于其他设备的表面,还要进行防触电、防火层处理,来保障后期的使用安全。
        4.2注重矫正偏差
        只有严格遵循相应的安装流程与标准,注重设备的矫正偏差,才能提高工艺的精度。首先,在安装中,需要及时寻找构件中的尺寸偏差,然后分析原因,进行矫正。其次,采用合理的矫正方法。可以采用钢板拼接的方法,来进行矫正,直到符合实际要求。最后,必须遵循相应的标准,进行尺寸的核实对比,还要借助精准的、专业的仪器设备。
        4.3增加高闪分离器至火炬排放管线
        灰水高闪分离器闪蒸气排放至变换汽提塔,另外设有就地放空管线,当汽提塔需要隔离检修或更换填料时,高闪分离器闪蒸气不能送至汽提塔,只能通过就地放空泄放至大气。闪蒸气含有大量H2S、CO等有毒有害气体,严重污染环境,易于导致人员中毒,存在较大安全隐患。
        停车需进行高闪及高闪分离器置换,置换有毒有害气体排放至大气,同样造成上述不良影响。在高闪分离器顶部气相增加一条管线泄放至火炬系统,该管线增设手阀,并在手阀前增设盲板。当高闪及高闪分离器停车置换或变换汽提塔检修隔离时,有毒有害气体可通过该条管线排放至火炬系统,杜绝就地泄放。
        4.4沉渣池污水排放管线改造
        沉渣池污水排放通过渣水泵经过地管直接送至南区污水厂。由于沉渣池污水含灰量较大,污水厂不能正常处理,制约沉渣池污水排放。
        对沉渣池污水排放管线优化改造,切断沉渣池至南区污水厂地管。在渣池泵出口配管至澄清槽,通过澄清槽絮凝沉降,清液流至灰水槽,通过低压灰水泵顺利送至南区污水厂。该流程既有利于南区污水厂处理废水,也解决了沉渣池污水排放问题。
        结语
        煤化工造气技术的发展对于我国的化工业有着极为重要的意义,并且由于其对于不可再生能源有着极大的消耗因此煤化工造气技术发展在未来必将以节能减排,利用最少的不可再生能源创造出更多的煤化工产品从而提高生产效率降低生产成本。这一方面是符合了企业自身的利益追求,另一方面也在配合我国如今提出的可持续发展战略与节能减排倡议。然而在煤化工造气技术发展的过程中还有着许多亟待解决的问题,例如本文所提到了这几个问题,这些问题都需要被重视且尽快的解决,只有这样才能够在最大程度上保持煤化工造气技术的健康科学发展。
        参考文献
        [1]孙盛杰.煤化工造气技术发展过程中的三大问题[J].黑龙江科技信息,2016.
        [2]赵永刚.探析煤化工造气技术发展过程中有关关键环节应注意的问题[J].黑龙江科技信息,2016.
        [3]田守国.深入分析煤化工造气技术发展过程中的三大新问题[J].小氮肥,2017.
        [4]牛国芳.现代煤化工项目煤气化技术的应用和探讨[J].当代化工研究,2018(01):57-58.
       
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