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半水煤气湿法脱硫工艺改造

文档作者：孔德升文档来源：山东新能凤凰〔滕州〕能源有限公司		点击数：	更新时间： 2024年08月29日
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上一篇：变换装置全低变改造运行小结

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小氮肥　第４２ 卷　第１ 期　２０１４ 年１ 月　
多喷嘴对置式水煤浆气化炉烧嘴技改小结
１　烧嘴头部保护
若合成气夹带的灰渣进入烧嘴室，会腐蚀烧
嘴冷却水盘管，并导致烧嘴拆装困难。对烧嘴头
部冷却水盘管进行保护，使烧嘴室形成相对密闭
的空间，可有效防止气化炉内灰渣进入烧嘴室，既
减轻了烧嘴的腐蚀，又方便烧嘴的拆装，同时可延
长冷却水盘管及外氧管的使用寿命。由于烧嘴头
部处于气化炉内高温区，用于头部保护的材料应
为耐高温、易成型的材料。
２　烧嘴冷却水盘管改造
改造烧嘴冷却水盘管布置和结构形式：烧嘴
冷却水进水管与外氧喷头接管改为９０°弯头，冷
却水进水管先盘绕半圈后经直管和９０°弯头进入
端部冷却水夹套，以提高换热效率和缩小外形尺
寸。通过改进烧嘴冷却水盘管的布置和结构形
式，保证进水管路具有良好的弹性伸缩量和在拆
装过程中不被拉伤。
３　烧嘴喷头间隙的优化
通过对模拟雾化装置的测试，寻找烧嘴的最
佳雾化效果，据此对工艺烧嘴喷头部位各通道的
安装尺寸进行调整后装配。烧嘴头部间隙重新调
整后，达到了最佳的雾化效果，提高了原料煤中碳
的转化率。
４　冷却水盘管焊缝保护
气化炉内反应温度一般约在１ ３００ ℃，在气
化炉运行过程中，烧嘴头部盘管直接面对炉内高
温气流冲刷、高温热辐射及合成气中硫、氢等腐蚀
性气体的共同作用，影响了喷头部位使用寿命，尤
其是烧嘴进、出口盘管焊缝处，由于属角焊，焊肉
薄，国内暂时还没有检测方法，再加上其在恶劣的
环境下工作，盘管使用寿命一般较短。在烧嘴向
火端面焊接１ 块金属挡板，目的是保护水冷盘管
的焊缝，避免直接面对气化炉内高温流体的热辐
射和烧蚀。改进后，有效地保护了烧嘴冷却水盘
管焊缝，其寿命得到有效提高。
５　改造后效果
改造后的烧嘴已成功应用于兖矿国泰化工有
限公司的３ 台多喷嘴对置式气化炉。目前，烧嘴
平均寿命已超过１２０ ｄ，最长运行时间达到１５０ ｄ，
拆下的烧嘴情况良好；拱顶耐火砖使用寿命已超
过１０ ０００ ｈ，减薄速率由原来的０．０２０ ｍｍ／ｈ 降低
至目前的０．０１４ ｍｍ／ｈ；碳转化率从原来的９８％
提高至９９％。
（兖矿国泰化工有限公司
山东滕州２７７５２７　孙西英　朱　敏）
半水煤气湿法脱硫工艺改造
１　存在问题
２０１１ 年，山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任
公司平陆分公司（以下简称平陆分公司）综合氨
产量７５ ｋｔ／ａ。采用Φ２ ６００／Φ２ ８００ ｍｍ 高压锥
形夹套固定层造气炉制气、ＰＤＳ 法脱硫，半水煤气
流量为３０ ０００ ｍ３ ／ｈ（标态），原料煤为阳泉粒度
煤或阳泉块煤，其中１ ｋｇ 原料煤中硫含量约为
２．０ ｇ。由于入炉的原料煤中硫含量不稳定，造成
气柜出口半水煤气中Ｈ２ Ｓ 质量浓度有时达到
３ ｇ／ｍ３ ；脱硫工段脱硫效率低，变换出口气中Ｈ２ Ｓ
质量浓度有时高达６００ ｍｇ／ｍ３ ，使经过变压吸附
脱碳后气体仍含有少量Ｈ２ Ｓ，进入压缩机三段进
口后，造成三段进口腐蚀严重，需经常停机清理三
段进口活门。经分析，清理出来的脏物主要成分
为ＦｅＳ。
２　脱硫工艺
２．１　脱硫工段现状
脱硫工段设计参数：液气比≥２０．０ Ｌ／ｍ３ ，脱
硫塔喷淋密度４０ ～６０ ｍ３ ／（ｍ２ · ｈ）；脱硫液再生
时间理论计算值在１５ ～２０ ｍｉｎ，但生产实践经验
数据一般为４０ ～５０ ｍｉｎ。只要确保上述３ 个运行
参数，脱硫工段运行比较正常。
目前，平陆分公司脱硫工段的液气比为
２１．５ Ｌ／ｍ３，脱硫塔喷淋密度为４０．２６ ｍ３ ／（ｍ２ · ｈ），
脱硫再生时间为１８．５ ｍｉｎ。因此，其液气比、脱硫
塔喷淋密度的理论值与实际值比较接近，但脱硫
液再生时间偏短。
２．２　脱硫工艺改造
改造前脱硫工艺：从脱硫塔出来的碱液进入
脱硫富液槽，经脱硫再生泵加压后碱液进入脱硫
再生槽和变脱再生槽，再生后的碱液进入贫液槽，
再经脱硫泵加压后进入脱硫塔；从脱硫再生槽和
变脱再生槽出来的硫泡沫经硫泡沫机后，残液进
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　小氮肥　第４２ 卷　第１ 期　２０１４ 年１ 月　
入贫液槽。
此次改造后，脱硫工艺残液经泵送至造气循
环水系统，
３　改造后效果
经过改造后，入炉煤种不变，半水煤气中的
Ｈ２ Ｓ 和其他硫化物含量未发生变化，前、后各工段
工况明显好转：①进脱硫塔的半水煤气中Ｈ２ Ｓ 质
量浓度从原来的２．５ ～３．１ ｋｇ／ｍ３ 下降至１．５ ～
２．１ ｋｇ／ｍ３ ；②需清理压缩机三段进口活门脏物次
数明显减少（三段进口气体中Ｈ２ Ｓ 几乎未检测
出）；③生产系统更加稳定；④彻底消除了甲醇催
化剂因Ｈ２ Ｓ 而发生慢性中毒现象。
４　结语
目前，造气循环水的主要工艺参数为：氧气在
水中的溶解度为０．０３１，造气循环水碱度为２．３ ～
３．０ ｇ／Ｌ，造气循环水循环一次时间为１ ｈ 左右。
综上所述，半水煤气中部分Ｈ２ Ｓ 在造气洗气塔中
被造气循环水脱除，造气循环水中的Ｓ２ －在长达
１ ｈ的循环中被溶解在造气循环水中的氧气氧化
成单质硫，最后单质硫沉淀在造气循环水的沉淀
池中。改造后，进入脱硫塔半水煤气中的Ｈ２ Ｓ 含
量明显降低，清理压缩机三段进口活门的脏物次
数明显减少，生产更趋稳定，联醇工段的催化剂使
用寿命延长。
（山西阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司
平陆分公司　山西运城０４４３００
王小宁　崔文科　郭仁义）
废水管线沉积堵塞原因及处理措施
１　存在问题
山东新能凤凰（滕州）能源有限公司采用四
喷嘴水煤浆气化技术，对废水外排量要求严格。
原始开车时，Φ２００ ｍｍ 的废水管线的外排量≥
２００ ｍ３ ／ｈ，而近期废水外排量持续降低，仅为
５０ ｍ３ ／ｈ，且无法提高，造成系统水平衡被破坏，直
接影响系统的稳定运行。经检测，发现废水管内
存在沉积堵塞现象。
２　堵塞原因分析
（１）气化车间的废水仅靠废水管线外排。研
磨水池检修时，为了方便，将研磨水池泵出口管线
直接与废水管线连接，用于排出研磨水池内的水。
由于研磨水池内水中的含固量高，大量固体杂质
被带入废水管线，造成堵塞。
（２）为减轻废水处理负荷，确保外排水达到
环保要求，将废水外排流量控制较低，致使废水在
管线内停留时间过长，灰渣自然沉降，逐渐沉积，
造成废水管线堵塞。
（３）在气化车间外排废水管线上设有拦截废
水中的灰渣的过滤袋，废水中的灰渣极容易积累，
且不利于冲洗。
（４） 废水换热器经常堵塞，使用周期多为
１ 个月左右，频繁地采用高压水枪清洗，致使较多
列管损坏，且采取两端堵塞的方式处理损坏的列
管，导致废水管线阻力增大。
３　处理措施
（１）提高废水管线压力。配置了新管线，用
于连接低压灰水泵出口与废水管线，废水泵和低
压灰水泵同时运行，提高了废水管线压力，利用增
大压差的方法将废水排出。增大废水流量，既可
缩短废水在管线内的停留时间而减少继续沉积，
又可将已经沉积的灰渣带出管线，对减轻沉积堵
塞有较积极作用。
（２）降低废水管线阻力。同时投运２ 台废水
换热器，在保证废水处理工段能接受的废水温度
前提下，尽可能开大废水换热器旁路阀，全开废水
处理入工段阀、废水流量调节阀及其旁路阀，以降
低废水管线阻力。
（３）避免废水管线继续出现沉积。确保废水
泵入口分散剂管线畅通，并增大分散剂加入量。
禁止将研磨水池内的水直接送入废水管线。新配
临时管线，将系统内积累的灰水通过研磨水池泵
直接排往污水井，确保正常的废水外排量和新鲜
水补入量，保证系统水质和生产正常运行。
（４）新配废水管线，与旧废水管线并行。新
配置的废水管线不设过滤袋，外排废水可更顺畅
地排至废水处理系统。新配置的废水管线现已投
入运行，废水流量已提高至≥２００ ｍ３ ／ｈ，系统运行
恢复正常。
（山东新能凤凰〔滕州〕能源有限公司
山东滕州２７７５００　孔德升）
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