气化激冷室至中压闪蒸罐管线的优化.pdf

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1、气化激冷室至中压闪蒸罐管线的优化李庆春张志刚冯明艾李彦强王乐天刘亮(内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司，内蒙古017313)摘要：本文分析了气化激冷室至中压闪蒸罐管线堵塞的原因，并针对堵塞原因做了相应改造，并在实际生产中取得了较好的效果。关键词：激冷室；黑水角阀：三通：堵塞Abstract：Inthispaper，thereasonsofthepipelineblockageinthegasificationquenchchambertothemediumpressureflashtankareanalyzed

2、，andthecorrespondingimprovementismadeinthepaper．Keywordschillingchamber；blackwateranglevalve；threeway；plug1两段式气化炉煤气化1．1气化炉介绍煤气化系统是我公司煤制甲醇的核心，采用国内自主研发的两段式干煤粉加压气化炉(气流床)煤气化工艺。气化工段工艺流程为煤粉、氧气在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程，产生以Hz和CO为主的合成气。

3、⋯气化工艺采用干煤粉加压进料方式，纯氧作为气化剂，反应温度为1400。(2～1600℃，压力4．OMPa，碳转化率高达98％以上，氧耗低，冷煤气效率高，液态排渣，产品气体洁净。本煤气化装置由磨煤与干燥单元、煤粉加压输送单元、煤粉气化单元、除渣单元、湿洗单元、灰水处理单元及公用工程单元组成，其中灰水处理单元、公用工程等单元为煤气化系列共用。【211．2煤气化工艺原煤经过磨煤机磨成粉状后，由氮气加压输送至煤烧嘴，煤与氧气通过煤烧嘴进入气化炉，在气化炉内发生不完全化学反应生成CO和H：等气体，产生的煤渣则由除渣系

4、统排到系统外。气化炉内生成的粗合成气温度较高，经过减温水降温后，温度降至7500C左右。高温粗合成气(700。C～9000C)的降温是通过激冷罐来实现的，粗合成气经过下降管进入激冷水罐，激冷水罐内装满激冷水，粗合成气在流过激冷水的过程中发生传质传热被降温至180℃～190。C之间，同时携带的大部分灰渣被激冷水冷却固化，细灰渣随着激冷罐底部管线排出的黑水进入灰水处理单元。气化反应流程见图一。2运行中出现的问题2．1由于压力的变化，造成污水对管道和阀门冲刷，致使管道和阀门经常发生泄露。合成气中带有大量的灰渣颗粒

5、，经过减温水后会使大量的灰融润灰渣颗粒固化，然后随着合成气通过导管一同进入激冷室进行降温洗涤，激冷罐底部黑水经管线由黑水角阀减压后进入中压闪蒸罐。激冷罐排污压力约3．5Mpa，经过黑水角阀减压后压力约为O．8Mpa，排放污水经过阀座的速度约1．2米／秒。污水从阀座出来后，由于压力迅速降低，速度被提高至25米／秒以上，且其中混合着大量的坚硬颗粒物质，很容易对阀后管道、弯头及黑水角阀进行冲刷，进而磨损。管道被磨穿后，会导致大量污水及有毒有害气体外泄，甚至造成气化炉停车。图一气化反应工艺流程2017年04月北毒虿

6、鳕l189图二排放黑水管道被磨穿泄露后的现场情况黑水角阀介绍：我公司所用的黑水角阀阀芯直径约50ram，由特殊耐磨耐高温碳化钨材料制成，硬度和耐磨性极强。作用是通过改变阀芯到阀座的距离，来调节污水排放量。排放黑水管道被磨穿泄露后的现场情况见图二。2．2激冷室底部黑水排污管线经常堵塞原设计中，激冷罐底部排污管线经黑水角阀排放至中压闪蒸罐，排污管线直径为DNl50。由于激冷室内部容易形成渣块，渣块脱落后，极易堵塞管线。2．3水中Cl_对设备和管道造成腐蚀黑水管道、弯头及黑水角阀进行磨损，破坏其不锈钢表面的氧化膜

7、，当氧化膜被损坏后，黑水中含有的大量Cl一离子会腐蚀设备和管道。3维修与改进措施(1)对黑水角阀后方的弯头改为等径三通形式，三通的材料使用更耐磨的铬钼钢，并对管道进行加固加厚处理，使管道壁厚达到20mm以上。同时在三通底部焊接两层厚度约为20mm的钢板，并在三通下层预留信号孔。三通中心距三通底部距离约为管道直径的8倍以上。当水高速的从阀芯处往三通底部喷射后，减速反向三通处，这时又与新送来的黑水碰撞，相互抵消速度及能量，以渣抗渣的方式减少黑水对管道的冲刷。同时两层底板及信号孔可以更早发现底板被磨破，择机检修，

8、避免因泄露事故导致系统的停车。示意图见图三：些醺连前易冲鄹孽位图三三通内水流示意图(2)原黑水去中压闪蒸槽管线直径为DNl50，现将其改为DN200，减小了黑水角阀前后压差，降低了黑水流速。(3)原设计激冷罐底锥上部有两个DNl00的预留孔，现将一个预留孔与到黑水角阀管线连通，当发生堵塞时，打开此管线，确保煤泥能从此管线排出，减少激冷罐底部堵泥量。(4)在黑水从激冷室至中压闪蒸罐管线上增加DNl5或DN25的冲洗