浅析神宁炉合成气洗涤系统优化过程

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1、浅析神宁炉合成气洗涤系统优化过程摘要：针对西门子GSP气化装置合成气夹带细灰量较多的缺点，神华宁煤集团通过原料气液分离罐增加塔盘、增加鼓泡塔及气化炉激冷室内设置下降管等一系列改造优化，最终形成了气化炉燃烧室高温合成气和熔渣经下降管进入激冷室水浴，经水浴冷却除尘之后进入后续一级文丘里+分液罐+二级文丘里+洗涤塔进行分级洗涤的“神宁炉”气化技术关键词：GSP气化；文丘里洗涤系统；合成气带灰；磨损；神宁炉DOI：10.16640/j.cnki.37-1222八.2017.01.0320前言西门子GSP煤粉加压气流床气化技术［1］是国内首套商业化运行的GSP气流床气化工艺。在经历了六年的

2、商业化运行至今，气化装置因气化炉合成气带灰量大、文丘里洗涤系统磨损严重、变换系统原料气加热器和保护床堵塞等原因导致系统停车频繁，严重影响了装置的稳定及长周期运行。因此，通过对生产过程中合成气洗涤系统问题的分析及研宄，并制定相应技改措施，降低了合成气的含尘量，有效地提高了系统运行的长周期及稳定性。“神宁炉”气化技术［2］的合成气洗涤系统就是基于此装置的历次技改优化，联合屮国五环工程有限公司研发而来，现经神华宁煤煤制油项冃运行验证，合成气洗涤效果良好，含尘量小于0.5mg/m3。1西门子GSP粉煤加压气流床气化技术1.1合成气洗涤系统工艺流程简述合成气洗涤系统的工艺意图，是通过两级文

3、丘里，由洗涤水对合成气进行强化洗涤，把夹带的煤灰和气相水溶性杂质从合成气中脱除，得到符合变换装置工艺要求的气体。气化炉激冷室出来的合成气，进入第一文丘里T-101,与泵P-101A/B送过来的洗涤水，跟合成气按照一定的比值关系，进行强化接触和洗涤。第一文丘里直接连接到下游的气液分离罐D-101。进行气液分离后，合成气进入第二文丘里T-102。带有煤灰的洗涤水，通过管道与第二文丘里气液分离罐出来的洗涤水混合后，排往激冷水罐。从泵P-101A/B过来的洗涤水进入第二文丘里，按照跟合成气流量的比值关系，对合成气进行强化接触和洗涤。洗涤完毕后，第二文丘里直接连接到下游的气液分离罐D-10

4、2进行气液分离。之后合成气通过部分冷凝器E-101后进入原料气分离罐D-103。带有煤灰的洗涤水，汇合到总管后送往激冷水罐。来白子变换装置的工艺冷凝液经换热器E-102预热进入原料气分离罐D-103的底部，保持一定的液位作为缓冲，供往P-101A/B,再到第一和第二文丘里洗涤器作为合成气的洗涤水。正常生产时，如果工艺冷凝液的流量不足，将打开经换热器E-103预热的脱盐水进行补充。1.2合成气洗綠系统技改背景1.2.1合成气带灰量大，变换系统堵塞严重根据西门子工艺设计，合成气含尘量小于lmg/m3,但由于气化反应过程中产生的细灰含量大，合成气带灰严重，合成气含尘量在10-16mg/

5、m3之间，造成变换系统原料气加热器、变换保护床堵塞，导致气化系统停车频繁。1.2.2合成气带灰量大，文丘里洗涤水带灰渣大，造成系统磨损严重GSP气化炉激冷室采用喷嘴进行激冷降温除灰渣，在实际运行过程中，因为细灰含量大，气化炉激冷室的除渣效果不好，激冷室出门合成气带灰渣量较大，造成文丘里洗涤系统洗涤分离后的洗涤水中固含量高，造成排液管线堵塞、阀门磨损，导致气化系统停车频繁。1.3文丘里洗涤水系统的技改基于上述影响气化装置长周期运行的瓶颈问题，对气化装置文丘里洗涤系统及黑水闪蒸系统进行一系列的技术改造。1.3.1技改内容（1）第一阶段技改。1）将原料气分离罐D-103原设计除沫器取掉

6、，增加了3层塔盘。2）增加一二文丘里分离罐的长度，并内件进行改造，增大气渣分离空间，减少分离罐底部的积渣。3）—二级文丘里气液分离罐的洗涤水不再进入激冷水罐，改为进入旁路闪蒸进行处理，改善激冷水水质。4）在气化炉内合成气出口增加折流板[3],合成气从下往上流出时经过由原先一个喷头改为四个喷头的激冷喷头的进一步洗涤。通过此次改造，合成气尘含量降到了5.0mg/m3[4]以下，达到了预期效果。（2）第二阶段技改。1）新增鼓泡塔D-105,通过水浴式洗涤分离气化炉出口合成气中的大颗粒灰，达到初步净化合成气。2）增加洗涤塔循环泵P-101C。3）将原料气分离罐D-103改造成洗涤塔，具体

7、将原料气分离罐简体加长2.4米，同时内部新增三层泡罩塔盘，每层塔盘安装有393个泡罩，以进一步提高除尘效果。4）一二级文丘里气液分离罐的洗涤水不再进入旁路闪蒸，改为直接进入洗涤塔。5）泵P-101出口的洗涤水不在做为一二级文丘里洗涤器的洗涤水，而是进入鼓泡塔对合成气进行洗涤，一二级文丘里洗涤器的洗涤水改为黑水装置循环水泵过来的高压循环水。通过此次改造，合成气尘含量降到了0.5mg/m3以下，达到了预期效果。1.3.2技改流程气化反应产生的合成气首先进入鼓泡塔屮，在水浴屮将合成气屮