德士古气化炉带水原因及措施

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1、德士古气化炉带水原因及措施作者/来源：聂成元，朱冬梅(兖矿鲁南化肥厂，山东滕州277527)日期：2001-6-161 气化炉带水的现象及危害   气化炉带水可分为两种：一种是由气化炉来的合成气进入洗涤塔后，由于温度降低，在洗涤塔内冷凝；另一种是气化炉操作异常时，合成气夹带的水团，沿合成气管线进入洗涤塔。前者带水是正常的，量极少，后者是不正常的，量大。本文讨论的是后者带水。1.1 气化炉带水现象      (1)气化炉液位急剧下降，激冷水浴不能形成，不能维持正常的气化炉操作；   (2)气化炉底部出水

2、量剧减，逐渐降为零，激冷室水夹带在合成气流中，带入洗涤塔；   (3)洗涤塔液位居高不下，洗涤塔补水量逐步降为零，水系统失调；   (4)出洗涤塔温度偏高，合成气量偏高，这是由于气化炉液位降低，高温合成气通过激冷水浴时间短，导致换热量少而引起的；   (5)文丘里压差变大，且波动频繁。1.2 气化炉带水的危害   (1)气化炉带水导致气化系统水平衡的破坏，洗涤塔液位居高不下，系统无法补水，灰水罐液位剧降。带水严重时，会迫使气化炉停车。   (2)洗涤塔液位过高，就会引起后工序变换系统带水，水淹变换催化

3、剂，不仅导致后工序停车，而且使催化剂失活。   (3)由于气化炉带水改变了黑水中灰渣颗粒的沉降过程，含有大量灰渣颗粒的黑水进入闪蒸系统，使整个水系统的含固量大大增加，加速设备及管道的磨损，增加结垢、堵塞的可能性，不仅影响系统安全、稳定、长周期运行，而且大大增加维修费用，使产品成本上升。   (4)由于气化炉带水，操作环境恶劣，使气化炉不能维持高负荷生产，单炉生产能力下降，影响整个合成氨系统经济运行。2 气化炉带水原因分析   由燃烧室出来的高温合成气，沿下降管高速进入激冷水浴中，饱和了大量水汽后沿上升

4、管上升，在高速气流作用下，激冷室的液体呈膨胀状，下降管液位较低，而上升管液位较高，气流经过下降管后沿上升管与下降管间的空隙迅速上升，将液体迅速包围、分散，使液体分散成众多大小不均的液滴，并使其获得了一定速度随气流上升，此时液面上鼓，当气体流速波动剧烈时，还会出现环流现象，气流夹带大量水团上升，但夹带的液滴和水团由于自重还有一个沉降过程，当气流夹带液滴的速度大于液滴和水团的沉降速度时，即：   气速+液团速度>液团的沉降速度气化炉带水现象就发生了。随着液体环流的增强，带水逐渐严重，形成惯性带水后，大量水

5、团及液滴被气流带入洗涤塔，使洗涤塔液位居高不下，无法补水。当然气化炉正常运行时，气流夹带过饱和水汽入洗涤塔后冷凝时，不足引起带水。导致气化炉带水主要有以下因素。2.1 气速   当气化炉高负荷运行，或者炉温控制偏高时，均能使气化炉发气量迅速增大，从而使气速增大，气流对液体分散作用加强，液体环流现象加剧，这样就导致了带水。2.2 负荷      由于生产的需要，气化炉基本处在高负荷状态(为原设计负荷的140％左右运行，压力、温度较高，气量也相应大，但气流通过的间隙未改变，气速的增加也会使气化炉带水；在低

6、负荷时，虽未形成剧烈的环境，气流分散的液滴速度大于液滴沉降的速度，仍会使气化炉带水。另外，负荷增减频率快及调节幅度过大也会引起带水。2.3 液位   气速一定，若气化炉液位控制较高，气流通过激冷水浴的时间长，气流对液体的分散作用就会加剧，环流现象加强，从而导致了气化炉带水。因此，高负荷生产中，气化炉的液位不可控制过高，否则极易引起带水。2.4 炉温   气化炉操作中，炉温的控制相当关键。维持较高炉温，对气化反应，气化炉的发气量、碳转化率等是有利的。但是，炉温偏高，在激冷水浴中饱和的水蒸气也多，气量增大

7、，气速也就相应增大，同样也会引起带水。2.5 压力   压力过高，会使合成气的气速增加，压力波动也会引起带水。3 预防气化炉带水的措施   3.1 炉温控制   炉温一般根据煤浆灰熔点的高低来确认。根据我厂的生产实践证明，炉温控制在高于灰熔点100℃左右，对气化反应最为有利，而且也可避免气化炉带水。3.2 负荷调节   为使系统经济运行，气化炉均在高负荷状态下运行，但是，不能超出气化炉设计负荷太多。根据我厂长期实践，维持在设计负荷的130％为宜。高负荷运行时，尽可能少加减负荷。而且，调节幅度不宜过大，

8、这不仅能防止气化炉带水，而且对系统长周期、稳定运行也有好处。3.3 液位控制   由于气化炉超设计负荷运行，气化炉液位不可控制太高，以减少气体通过的时间，降低气体对液体的分散作用，而且，处理带水时，可适当降低液位，破坏生成的环流。待带水得到控制后，再逐步提高液位，但液位控制不可过低，过低会改变渣的沉降过程，增加黑水的含固量，而且也会使气化炉停车。3.4 氧压及系统压力   应保持氧压及系统压力稳定，不可过高，稳定的氧压及系统压力对防止气化炉带水是有利的；