四煤直接液化主要设备及其注意问题

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1、四煤直接液化主要设备及其注意问题1高压煤浆泵高压煤浆泵的作用是把煤浆从常压送入高压系统内，除了有压力要求外，还必须达到所要求的流量。煤浆泵一般选用往复式爲压柱塞泵,柱塞材料选用的是窩硬度的耐磨材料,柱塞泵的进出口煤浆止逆阀的结构形式必须适应煤浆中固体颗粒的沉积和磨损，，因此一般采川两个串联的圆球止逆阀结构。注：实验期间多次出现煤浆泵堵塞现象，修理过程中清理的小钢珠即为止逆阀。2煤浆预热器煤浆预热器的作用是在煤浆（或煤浆+氢气）进入反应器前，把煤浆（或煤浆+氢气）加热到反应器入口的温度，即接近反应温度。煤浆在预热器中的轴向流动可分为三个区域：I原料刚进入

2、预热器，固体尚未溶解，煤浆-气体混合物为两组份两相牛顿型流体，温度增高时，黏度平稳下降，当黏度达到最低时,此阶段结朿；II次区域主要发牛煤粒的溶胀和聚结，并发牛溶解，因此黏度急剧增大，达最人值，且能稳定一段时间，其流型为层流；【【I此阶段发生化学变化，煤发生解聚和溶解，流体黏度急剧卜降，在预热器出口前，温度升高黏度平稳下降，此混合物是非牛顿型流体，可能出现涡流现象。煤浆预热器运行过程中可能出现结焦堵塞和矿物质沉积现象。煤浆结焦产牛的原因可能是煤浆浓度过高,流速过慢，在煤浆高粘度阶段如果传热强度过高，因此时传热系数较低,也可能因炉管内壁局部温度过高而结焦

3、。还有一种解决预热器结焦堵塞的办法是取消预热器，采川高压换热器升温再进入加热炉。如果反应器采用的是强制循环反应器，可以省去煤浆加热炉，煤浆加热到340°C左右直接进入反应器。在工艺上，对采用部分循环氢气与煤浆一起进入预热器的方法来提高传热系数，这样一方而提高了流动速度，改善了流动状况，从而提高了传热系数；另一方而是溶剂中有溶解氢,有利于对煤的口由基供氢。3反应器煤加氢液化反应器是煤液化的核心设备，它操作于高温高压临氢环境下，且进入反应器内的物料中往往含有硫、氮等杂质，将与氢反应分别形成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另夕卜,由于加氢反应是放热反应，在反应过程中

4、其反应热较人，要防止出现局部过热现象，同时也要保证液、固、气三相传热、传质，因此对反应器设计的要求较高。反应器的结构形式可分为冷壁式和热壁式两种形式。冷壁式反应器是在耐压筒体的内部山隔断保温材料，保温材料内侧是耐高温、耐氢蚀材料，但不耐压，所以在反应器操作时保温材料夹层内必须冲氮气至操作压力。热壁式反应器的隔热保温材料在耐高压筒体的外侧,所以实际操作时反应器筒体壁是处丁•高温下。热壁式反应器因耐压筒体处在较高温度下，筒体材料必须采用特殊的合金钢。反应器内件设计性能的优劣是除催化剂性能外影响加轼工艺水平的乂一重要因素。由于加氢过程存在着气、液、固三相状态

5、，所以反应器内件特别是流体分配盘的设计，关键是要使反应进料有效接触，防止煤屮矿物质和催化剂固体在床层内发生流体偏流；以及针对加氢反应放热的特点，在反应塔高度方向上还应设置有效的控温结构（如冷氢入口）以保证安全生产。本次试验中采用的是三相鼓泡床反应器，此外还有美国HTI工艺的带有外循环的三相沸腾床反应器。当前开发煤加氢液化反应器的一个热点是研究采用内循环的三相浆态床反应器，研究的重点是提高反应器内循环动力，改善浆态床反应器内固液循坏状况，防止反应器内固体颗粒，增加加氢反应能力。对于反应温度的控制，一般采用向反应器内注入冷氢的方法来控制温度。冷氢木身的热容

6、量有限，注入氢气主要是增加气相的体积，从而增加液化油中轻组分的蒸发量，来达到吸收热量、控制温度的ri的。如果反应热没有及时移出，反应温度就会上升，温度升高乂使反应速度增加，从而放出更多的热量，这又进一步使温度更快上升，这就发生飞温现象。飞温现象一旦发牛，这能采取紧急泄压的措施以防止更大的事故。煤液化反应器由于是气、液、固三相悬浮鼓泡床，煤粉颗粒以及煤中无机矿物质会发生因团聚而沉降的现象，从而导致反应器下部结焦。防止结焦的措施有多种，最原始的办法是在反应器底部定期排出沉积物，（木实验屮采取的方法）较先进的办法是改善反应器内的流动状况，即通过循环泵增加液相

7、的流速，使团聚物不沉积而及时从顶部排出。4高温高压气体分离器（高温分离器）反应产物和循环气的混合物，从反应塔出来，首先进入高温高压气体分离器。在高温分离器中，氢气、硫化氢、一氧化塔、二氧化碳等气体和蒸汽态的碳氢化合物与未反应的固体煤、灰分和固体催化剂组成的固体物和凝缩液体分开。为了防止在液体出來和排除残渣时漏气，在分离器底部自动地维持一定的液血。（本实验中维持液位在30%左右）5减压阀煤直接液化装置的高温分离器底部出料时压力差很大，必须从数十兆帕降至常压，阀门间隙处的流速很高，并H-物料中含令煤屮无机矿物质及催化剂等固体物质，所以排料时对阀芯和阀座的腐

8、蚀相当严重，因此减压阀的寿命成了液化装置的一个至关重要的问题。解决办法一是采取两段以上的分级减