粉煤气化灰水系统氯离子平衡模拟计算及“高氯煤”下设备的选材.pdf

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1、第44卷第1期煤化工V01．44No．12016年2月CoalChemicalIndustryFeb．2016粉煤气化灰水系统氯离子平衡模拟计算及“古同氯煤’’下设备的选材杨玉，杜江，朱玉营，黄萍(航天长征化学工程股份有限公司，北京101111)摘要为解决“高氯煤”中cl_对气化装置的腐蚀问题，利用AspenPlus模拟了粉煤气化装置中氯离子浓度平衡的工艺流程，并据此计算出装置灰水系统各工位的氯离子平衡浓度，得到了氯离子浓度的影响因素。结合氯离子对不锈钢腐蚀机理的讨论，分析了“高氯煤”情况下，灰水系统

2、设备的选材，可为今后“高氯煤”项目灰水系统设备材质的选择提供参考。关键词粉煤气化，AspenPlus，氯离子，浓度，灰水，设备材质文章编号：1005—9598(2016)-01—0036-05中图分类号：X703文献标识码：A粉煤气化装置气化反应的原料是水、原料煤、各要成分为c0和H。在激冷室，合成气被激冷并被水饱种助剂及后续工段返回的冷凝液，原料水中氯离子质和，熔渣迅速固化，大块的渣由破渣机破碎，经渣锁斗量浓度一般小于100mg／L，而后续工段返回的冷凝液系统定期排出至捞渣机，脱水后固渣排出界区(1

3、5)，中几乎不含有氯离子，在不添加助剂的情况下，系统黑水(14)通过渣池泵送至真空闪蒸罐闪蒸分离。中氯离子的含量大部分取决于煤质中氯离子的含量。气化炉的合成气进入文丘里洗涤器，气体中的固系统氯离子含量过高时，会对设备和管道造成腐蚀，体被完全浸湿后，进入合成气洗涤塔，粗合成气与来特别是对于不锈钢材质，工艺设计时，应充分考虑。本自变换单元的工艺冷凝液通过错流接触，洗去固体颗研究通过AspenPlus模拟计算了粉煤气化装置灰水粒，送至变换单元。由变换单元送来的高温工艺冷凝系统的氯离子平衡，分析了氯离子浓度的

4、影响因素，液一部分进入洗涤塔的塔盘，另一部分进入塔釜。从讨论了“高氯煤”的情况下灰水系统设备选择哪些材合成气洗涤塔底部抽出的激冷水(2)经激冷水泵送至质，既能保证项目长周期运行的安全可靠性，又能兼气化炉的激冷环。顾项目的技术经济性。从气化炉激冷室(3)和合成气洗涤塔底部(4)来的灰水，在减压后送人高压闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后1灰水系统氯离子平衡浓度模拟计算顶部气体进入汽提塔，与来自除氧水泵的除氧水(9)逆流换热、冷凝降温后，再经高压闪蒸分离罐分离，分1．1粉煤气化装置氯离子平衡浓度的工艺流程模拟离出来的

5、冷凝液送到灰水槽，不凝气送硫回收。汽为研究滞留在工艺循环水中氯离子的分布情况，提塔底部排出的灰水(8)经加压后，送到合成气洗利用AspenPlus软件n，模拟了l套粉煤气化装置氯涤塔。离子平衡的工艺流程，其示意图见图l，图中数字代表高压闪蒸罐底部的黑水(5)送到低压闪蒸罐进一各物流的名称。步闪蒸，闪蒸蒸汽送入除氧器。低压闪蒸罐底部的黑来自煤加压及输送单元的粉煤(1)、预热后的氧水(6)送到真空闪蒸罐闪蒸，闪蒸气体经冷凝后，进入气与一定量的蒸汽混合进入气化炉，生成的合成气主真空闪蒸分离罐，分离出的水送至

6、灰水槽，不凝气排收稿日期：2015—1卜07作者简介：杨玉(1984一)，女，山东青州，工程师，硕士，2006年本科毕业于天津大学化学工程与工艺专业，现从事煤化工工艺设计工作，E-real1：yangyuO812@126．tom。2016年2月杨玉等：粉煤气化灰水系统氯离子平衡模拟计算及“高氯煤”下设备的选材一37一图1粉煤气化装置氯离子平衡流程示意图至大气，真空闪蒸罐底部的液体和固体混合物(7)自氯的情况下，进行模拟计算。渣水中氯离子约99％来流进入沉降槽，进行重力沉降固液分离。沉降槽底部自原料水和

7、原料煤。气化反应后，氯离子有一部分可沉降出的渣浆(11)通过沉降槽底流泵，送至真空带式随固体渣排出装置，另一部分溶滞于工艺循环水中。过滤机，过滤出的滤饼(湿灰)(16)送出界区，滤液根据现场运行情况，一般气化循环灰水中氯离子质量(12)经沉渣池由泵输送返回沉降槽。从沉降槽顶部溢分数要求控制在120×10～150×10。流出的水自流进入到灰水槽。表1某“高氯煤”的煤质分析％灰水槽是整个气化装置水系统的缓冲罐。灰水槽工业分析元素分析回收的灰水由低压灰水泵送出，一部分作为锁斗冲洗HN0StC1d水送至锁斗冲

8、洗水冷却器冷却后，进入锁斗冲洗水．d13．057．2532．7262．48O．553．44O．6l14．580．760．058罐，另一部分送人除氧器。为了维持整个气化工艺水系统的微量组分及固体含量的稳定，一小部分水作为1．2．1废水排放量一定时，灰水系统各工位氯离子废水(10)送至污水处理装置。的平衡浓度系统中设置了除氧器来除去进入洗涤塔及气化模拟计算采用的煤质中，干基氯质量分数为炉的水中的氧气，以避免在洗涤塔及气化炉激冷室发580×10，在单台气化炉废