41)多喷嘴气化炉最易磨损的部位是在拱顶,这也是为什么总是拱顶超温的原因。如果提高拱顶的高度是否可以解决这个问题呢?
对于已经定型的气化炉是没有办法的改的了,那样的难度和费用等太高,但是唯一可以动的地方只有耐火砖了,所以在筑炉的时候,注意耐火砖的排列,最好是将炉顶的耐火砖另做,做成有导流槽类,导引冲刷气流往相对方向,进行对流,这样可以减小冲刷力,也即是减小对炉顶的冲刷。
加大烧嘴以上的空间,是可以避免拱顶耐火砖的磨损的;多喷嘴技术,在流场上和德士古是不一样的,属于对撞流流场,从理论上讲是比德士古流场先进的,原来国泰气化炉超温,典型的拱顶空间不足,引起拱顶耐火砖磨损加剧,超温是必然的,第三台气化炉的运行,不也反应加大拱顶空间的尺寸是对的!
42)激冷水过滤器,在使用的时候一般一个备用,有没有必要,如果有使进水阀开,还是出口阀打开状态?
已备切换激冷水过滤器一投一备是有必要的!!若出现过滤器堵使激冷水流量变小,切换或者是投用备用过滤器还是可以使生产恢复稳定的。 备用激冷水过滤器在没有投用前的进出口阀门必须都是关闭的。不管你开了哪个阀都会使备用过滤器体内形成一个死区,一沉淀就堵了,根本起不到备用作用。
在气化炉运行过程中激冷水是绝对禁止停的,即使很短时间的闪断也有可能造成激冷环烧坏的严重后果,所以为了安全必须要设置备用设备。
43)系统在试车阶段,仪表要做联锁调试,锁斗在这时候应该做哪些调试。
1.锁斗程序运行调试;
2.锁斗进渣阀和锁斗出渣阀的连锁调试;
3.气化炉液位低,锁斗安全阀连锁“关”测试;
4.锁斗液位低,出渣阀连锁“关”测试;
5.锁斗运行、锁斗保持、锁斗手动/自动方式测试;
6.锁斗与气化炉压差高、低所引起的阀门动作测试。
44)煤制气对煤质的技术要求是什么?
不同气化技术有不同的煤质要求吧。粗略情况大致是:
1。固定床气化技术的灰熔点不能低于某个温度,因为是固态排渣;高灰分无所谓
2。干粉煤气化技术的灰熔点不能高于某个温度,煤灰在气化过程中熔融后再极冷固态排渣;较高灰分无所谓(至少理论上市这么讲的)
3。水煤浆气化技术的灰熔点要求在上两者之间(??);高灰分好像就不行了
45)一般资料上会提到水煤浆气化反应的最佳温度要高于灰熔点(T4)50℃,这是一个理论数据,在实际生产中应该有一个确定的反应温度,在试车过程中,该反应温度应该采取何种试验方法确定?
现在使用GE Texaco气化炉的生产厂通常都是根据经验来确定氧煤比和运行温度的,通常的做法是:
1.开车初期热电偶能够正确指示气化炉内的温度期间,做出一条合成气中CH4含量和温度的对应曲线,作为以后运行的指导依据之一。
2.热电偶失效后,有几个指标可以帮助确定氧煤比从而改变运行温度:(1)合成气中CH4和CO2含量;(2)气化炉渣口压差;(3)排渣状态(好像用的很少)。不过最近发现一个比较有意思的现象,通常液态排渣炉要求在灰熔点以上50~100度运行,但现在实际很多水煤浆气化炉的运行温度低于灰熔点,运行中也没有出现堵渣的问题,但耐火砖的使用寿命却可以大大延长。这个问题值得研究研究。
需要考虑的煤渣性能主要有灰熔融性温度、灰成分、灰形态等方面。对于灰熔融性温度过高的煤种,要加入助熔剂来降低煤浆的灰熔融性温度,这一方面为了熔融态排渣的需要,同时考虑在较低的炉温下操作以保护耐火砖的使用寿命。德士古气化工艺要求气化炉操作温度在煤灰熔融性温度以上50 ℃~100 ℃,以确保气化炉排渣顺利。根据实践证明,其控制气化炉操作温度的原则并不科学,因为有些煤种存在着低灰熔融性温度、高粘度的情况。即使在其灰熔融性温度100 ℃以上仍不能够顺利排渣,因为其灰渣的粘度过大,所以根据国外传统经验选择操作温度,结果并不理想。后来总结出以液态炉渣粘度为控制目标的原则来控制气化炉温度,即气化炉最佳的操作温度应使其对应的灰渣粘度μ在25 Pa·s~40 Pa·s 范围内。为了反映灰渣在不同温度下的熔融流动性,这就需要对所用煤质进行煤灰粘温特性分析,结合灰渣粘度控制范围寻找出最佳气化炉操作控制温度。煤浆中加入适量的助熔剂石灰石可以降低灰熔融性温度,同时改变了灰中的酸碱比例,改变了渣的形态(玻璃渣、加入适量的助熔剂降低了气化炉的操作温度,但是其操作温度的弹性大小要根据具体分析确定。在有条件的情况下,还应对渣的具体形态和物理化学结构进行分析,了解其熔融聚合性能及物理磨蚀性能,为渣系统的稳定运行提供丰富的理论依据。
46)气化炉出来的渣水怎么处理?除了用三级闪蒸、四级闪蒸的,还有什么方法,哪种相对来说效果好点?
德士古的工艺,Texaco水煤浆气化工艺灰水处理流程一般采用高压闪蒸配真空闪蒸流程,由于气化压力等级和闪蒸汽用途不同,闪蒸压力和流程设置不尽相同,目前现有的流程主要有二级闪蒸、三级闪蒸加汽提和四级闪蒸。高压闪蒸的目的是废热回收,闪蒸汽热量一般用于循环灰水的脱氧和加热用。相比较而言,四级闪蒸或汽提工艺后被浓缩的灰水温度较低,有利于灰水的澄清,因此,灰水处理工艺采用四级闪蒸较好,其中高压闪蒸将气化炉黑水和碳洗塔黑水分开进行,澄清槽沉淀、真空过滤机分离细渣。
47)四喷嘴气化炉的氧气流量调节问题,是投串级好还是自调好啊
氧气流量和水煤浆流量调节是一个以氧煤比设定系数为给定值的双交叉调节系统,理论上该调节系统能满足工艺要求,同时保障气化炉不过氧,即提升负荷时,水煤浆流量先增,氧气流量后增;降低负荷时,氧气流量先减,水煤浆流量后减;保证水煤浆“增在前,减在后”以防止气化炉过氧。
据一般企业经验,气化炉负荷不会经常变动,因此氧气调节和水煤浆调节分别用单回路调节也有存在,此时氧煤比需要人工判定。如设定水煤浆流量,按氧煤比计算出氧气流量给定值,然后调节氧气流量。
48)四烧嘴气化炉,两烧嘴跳车,如果要联投,要不要氮气吹除,如果需要,怎么吹除
多喷嘴气化炉共四对烧嘴,每两对烧嘴功用一套联锁系统,两套联锁系统互不干扰!其中一对烧嘴跳车,仅这对烧嘴跳车,通中压氮气稍许保护;另一对烧嘴正常工作,气化炉仅减负荷,如果不是烧嘴原因,跳车的烧嘴马上可以投料,这也是最大的优势!
49)水煤浆添加剂的使用
水煤浆流变性是影响水煤浆雾化和燃烧特性的重要性质,优质水煤浆不仅有较高的浓度,还有良好的剪切稀化效应,以保证浆体具有良好的泵送和雾化特性,从而降低水煤浆的输送能耗,提高水煤浆的燃烧效率。由于煤是疏水性的,添加剂的主要作用是改善煤表面亲水性,降低煤水表面张力,使煤粒充分润湿和均匀分散在少量水中,改善水煤浆的流动降低水煤浆粘度,同时使煤粒在水中保持长期均匀分散。在水煤浆中,不同煤种使用的添加剂不相同,而且添加量、添加方式也都不相同。
添加剂通常包括分散剂、稳定剂以及其他一些辅助化学药剂。分散剂和稳定剂是水煤浆制备中不可或缺的。分散剂可以促进分散相在分散介质中均匀分散,其作用是降低粘度,分散剂的作用机理则可以从润湿分散作用、静电斥力分散作用及空间位阻与熵斥力分散作用等三个方面进行考虑。分散剂大都是一些表面活性剂,由疏水基和亲水基两部分构成,溶于水后,亲水基受到水份子的吸引,疏水基则受到水份子的排斥,结果疏水基被排向水面定向排列,将疏水端伸向气相,亲水端伸入水中。当水中含有煤粉这样的疏水物质时,它同样会在煤粉表面定向排列,从而对煤粉颗粒起到很好的分散作用。分散剂能够显著地降低水的表面张力,提高煤粒表面的润湿性。稳定剂的作用则是为了确保水煤浆的稳定性,即保证水煤浆在储存与输送过程中性态均匀的特性。水煤浆是一种由固液两相组成的粗分散体系,分子布朗运动作用力、颗粒之间的范德华力、颗粒之间的静电引力,都不足以阻止颗粒的沉淀。而稳定剂却可以使水煤浆中已分散的颗粒与周围其他颗粒及水之间结合成为一种较弱、但又有一定强度的三维空间结构,这种空间结构对颗粒沉淀形成机械阻力,从而保证水煤浆的稳定性。通常,使用无机盐、高分子有机化合物等作为稳定剂。目前,我国已成功地开发了三类可以改变煤炭表面性质、促进添加剂分子更好地在煤粉表面吸附的化学药剂,用作水煤浆制备中的稳定剂。
50)水煤浆气化高压氮平时最主要的作用是什么?是作为气化炉热偶氮保护吗?
1.用来作为煤浆和氧气管线的吹扫
2.作为密封氮
3.作为气化炉导压管线的吹灰气
高压氮气即指:压力12MPa的氮气。
正常生产时,一、炉头取压管除氮气用来吹除气化炉带出的灰渣,同时起到降温效果;二、测温点处用来保护热偶的;三、便是在开停车用来吹扫氧气和煤浆管线的,并吹除炉内煤气,同时对气化炉进行部分置换;四、在气化炉停车时,部分用于起到隔离氧气的,防止因泄露发生危险。
还有,在引氧之前,就是经过部分减压(6.5MPa)的氮气起到稀释氧气的作用,不过这不是高压氮气了。再有,系统停车后的置换用的也不是高压氮气,此时氮气的压力基本为5.9MPa.
51)6.5兆帕压力下德士古水煤浆2.8米气化炉,碳洗塔设计出口温度是多少?实际运行时碳洗塔出口温度是多少?出口温度与气化炉那些操作因素有关?
6.5MPa气化炉出气化装置的合成气温度一般都在240度左右,水汽比是在1.4左右.
6.5MPa气化炉出气化装置的粗煤气再文丘里洗涤器和洗涤塔二级洗涤除尘后,温度约241.9℃、压力6.28MPa(G)、水蒸汽/干气约1.5送至变换工序。
在6.5MPa,工艺气经充分润湿换热,出碳洗塔工艺气温度约为243℃,达到水的饱和蒸汽压,此时水汽比应该在1.4左右。如果是激冷水量不够,出气化炉工艺气温度高,可能带水更多。
水汽比理论上是1.4,但实际上最多能达到1.2.主要原因应该是大部分厂家将急冷水量开的比设计值大得多,为了防止急冷环烧坏,所以将合成气的热量大部分转移到黑水系统,搞得脱氧槽和澄降槽有很多蒸汽出来,泥浆沉降不下来。
52)气化炉下降管平衡孔的作用是什么?要不要有何区别 ?
平衡孔可以形成漩涡,使聚集在破泡条上面的炉渣被冲刷下来。
最初的设计思想应该是取消破渣机后,靠这个旋流作用减少大渣的产生。但个人觉得在激冷室的条件下,下降管内外不会有太大的压差,恐怕很难形成高速的旋流,个人觉得这四个孔是鸡肋。
53)氧管的炉头阀是否可以取消?
主要出于安全考虑,有些厂家氧气入气化工段阀还是用手动阀,人工现场开启,个人认为很危险。
而氧管炉头阀因为如下原因,可以考虑取消:
1、停车后充氮阀打开;
2、氧气两切断阀间氮塞形成;
3、氧管二切后有小流量氮吹。
系统压力卸至常压,氮气置换后已经拔烧嘴了,有无炉头阀实际没有多大影响。
54)气化炉内壁销钉对于挂渣起着什么样的作用?销钉的大小,布置及其角度对于挂渣的程度地影响,在销钉布置上,是否加以改进能够取得更好的挂渣效果?
水冷壁管外壁上只所以栽有许多销钉,作用在两个方面:
1、固定耐火衬里。
2、及时将耐火衬里表面热量传导水冷壁管移走,以达到耐火衬里恒温作用(耐火衬里的导热系数一般只有金属销钉1/5)。
shell的工艺特点就是以渣抗渣。渣钉一般有10多厘米长,是用于挂熔渣的。
在运行过程中要把握渣的流动性,温度过高,渣流动性增加会使扎厚度降低(如果石灰石过多会增加渣的粘度),使渣钉裸露而被烧坏。
温度过低,气化反应碳的转换率会降低。
55)壳牌在气化炉压力升压至1MPa时投煤,是建立一定的压力后投料,炉压波动小吗?为什么选1MPa这个点?
与压缩机还是有很大关系的。
1.主要是考虑到投煤时需足够的激冷气量冷却投煤后产生的熔融飞灰。
2.Shell的激冷压缩机采用单级悬臂式,其低压下启动轴向推力较大,一般应带压启动。目前国产仿制的类似机器因此问题未能很好地解决而迫不得已才低压或常压启动是有缘由的。
3.按激冷压缩机的性能曲线,应在0.6Mpa以上一般在0.8~1.2Mpa区间时其打量能满足投煤时需要的基本激冷气量。
4.如果SUB能挺至2.0Mpa或更高,其时投煤也是可以的,此时粉煤输送更稳定,炉压也更稳,对SUB的要求也更高。
5.如果想在更低的压力如0.8Mpa下投煤,此时的粉煤输送也能满足要求。如欲低压投煤一般情况是SUB未充分调试--信心不足--抢投--以防SUB失败,但操作的强度会大大增加,很短的时间内要做许多的检查、准备工作。
6.综上理由,考虑在0.8~1.2Mpa投煤较合适,一般1.0Mpa投煤。
56)壳牌煤气化联锁12US-0105、12U5-0106从其操作手册及控制说明中都说是超压保护,不知其保护的是哪个设备,在哪种状态下进行保护用的(即是否是在排放或充压等过程,还是不管这些过程)?
这是一个供煤线上的隔离联锁,目的是确保高低压系统不连通。安全联锁就是禁止不该开启的阀门错误打开。虽然顺控已经按照高低压隔离的原则设计,但这个安全联锁的作用是:在任何时间、条件(手动、其它联锁)下确保开阀以前条件满足,否则关闭,实现高低压隔离。
12US-0105、12US-0106 是两个相互作用有相反的逻辑程序,12US-0105是当V1201的下料阀和V1204的泄压阀关的信号没有出现的话,则V1205与V1204的联通阀与V1204的下料阀则关;12US-0106则与12US-0105相反的;主要目的保护V1205的压力不会卸掉,也就是保护煤管线的压力,防止跳车。
57)德士古气化工艺中灰水处理的一些换热器如冲洗水冷却器、灰水加热器等多数采用的是浮头换热器,目的是为了容易清理过程流体产生的结垢,但采用这样的型式有结构复杂、耗费的金属多成本高、占地面积大等缺点,能否采用U型管式换热器?灰水槽以及除氧器后的灰水结垢有那么厉害吗?
取消灰水换热器会是热量有大的损失,闪蒸气的显热就不能得到利用,要使除氧器的温度达到108度左右,就会消耗掉大量的水蒸气。采用浮头式换热器使换热的壳程增加,换热的更加彻底,是热量得到最大程度的回收。我感觉除氧器和灰水槽的结垢并不是很严重,检修的时候冲洗一下就可以了。
其实加用灰水加热器是有道理的
1、系统结垢是必然的,别指望分散剂能解决所有问题
2、为了保证系统长时间稳定运行,减少停车时间
3、一个灰水加热器的价钱才几十万,如果真的停车除垢最少需要3个月,还清理不净,哪多哪少就知道了。
该厂在项目实施前期考察了国内多家加压气化装置的运行情况,当时了解到激冷室带灰带水现象严重是个普遍存在的现象,而且这一工况是影响气化炉长周期安全运行的主要因素之一。针对这种情况,有人提出造成这种现象的原因之一是激冷室内热负荷过大,于是提出了降低入炉灰水温度的设想,最终决定取消灰水加热器。
至于取消该加热器造成的除氧器蒸汽消耗增大问题,当时认为高压闪蒸器排出的蒸汽较脏,没有合适的用途,用于除氧也未尝不可。实施以上改造后,气化炉运行还是很稳定的,带灰带水现象鲜有发生。
58)德士古造气,用半焦做原料可以吗?有什么优点和缺点?
优点:固定炭含量高,如果灰熔点低的话,制成含碳量高的水媒浆用于煤气生产,可提高利用率,降低氧耗、煤耗。
缺点:因为轻组分,也就时挥发分损失,投料时不易燃烧,会造成投料失败。
严格来讲,半焦做原料是有难度的。大概有以下几个原因:1、挥发份低,由于半焦已经将挥发份脱除,会导致反应活性下降,碳转化率较低;2、半焦成浆相对困难,难以破碎,对磨机的要求太高。3、半焦易于吸水,内水含量高,制浆浓度上不去。4、楼上所说的石油焦和半焦完全是两个概念,石油焦的反应活性比半焦好得多。
59)德士古气化炉带水的现象、原因及处理方法
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。
带水的原因分析:
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 , 炉内气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 , 增加了带水的能力。
3 、由于气化炉内下降管和上升管之间尺寸是与原始设计生产能力相对应的 ,生产能力加大后 ,两管之间的尺寸没有做相应的调整 ,容易在水汽过饱和状态下形成水团 ,被高速气流带走。
4 、当高温合成气经下降管在激冷室内瞬间冷却 ,气体和熔渣温度下降很快 ,熔渣继续下沉 ,气体夹带少量水沿下降管与上升管之间的环隙继续上升 ,从合成气出口排出;又因负荷增加 , 有大量气体冲击上升管下部钟罩 , 这样气体通过液封继续向上 , 必定会带走大量的水。
5 、操作压力和温度过高 , 以及操作人员经验少、操作不稳 , 也是诱发带水的原因。
带水的预防及处理方法:
1 、当气化炉液位下降无法得到有效控制时 ,最有效的处理方法是适当降低生产负荷 ,使产生气量下降 ,降低上升管之间的气体流速。
2 、气化炉在高负荷情况下 , 液位不易控制太高。
3、 当气化炉出现带水时 , 文丘里的给水量应随之减少以便于降低文丘里过高的压差和便于控制洗涤塔的液位。
4、 气化炉出现带水时 , 应加大气化炉排水调节阀的开度 , 破坏气化炉带水的条件的形成 , 但不易排水过大 , 以防止气化炉液位过低而跳车。
5、 操作时应以稳定运行为主 , 防止盲目增加生产负荷。增加生产负荷时 , 要稳步提升 , 严禁幅度过快、过大 , 操作温度要根据煤的灰熔点来确定 , 不可过高。
60)鲁齐炉操作温度达到灰熔点会造成哪些影响?鲁齐炉排渣系统是否会受到影响?会否造成装置停车?如果操作温度太低,影响情况又如何?
按理来煤的灰熔点不可能完全均一,因为灰熔点受煤中夹矸的类型、多少及煤本质构成等多种因素影响,完全可能出现局部区域燃烧层的温度高过灰熔点,但此时只要汽化剂流通顺畅、均匀、流速足够,熔融灰受冷结渣,不会粘结成团,而是形成细小结渣,排渣依然能保障顺畅。从鲁齐炉实际运行的排渣物中存在小块团聚物,可间接说明此判断存立。
温度带到灰熔点后,煤很容易结渣,特别是粘结性较强的煤极容易造成炉内架桥、蓬料、排灰困难。排灰不及时又会造成炉体灰层上移,从而引起出口温度高,严重时引起氧突破,处理不当很容易造成装置停车!
操作温度太低的化,煤不可能燃烧不完全,只是生成的co2含量会升高,因为没有足够的热能来支持气化反应c+co2=2co的进行,从而使得有效组分CO和H2减少,浪费资源。另外温度太低也可能造成O2突破。
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