胡 震，董立波，王志青

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所，山西太原 030001

0 引言

床層固體顆粒含量的分布情況是流化床尤其是氣固流化床反應(yīng)器操作過程中最核心的參數(shù)之一，一般依據(jù)壓差法由沿床層軸向各處的床密度計算而得。因?yàn)闅怏w密度遠(yuǎn)小于固體密度，氣體密度可忽略，所以床內(nèi)單位體積固體顆粒的含量即為所測的床密度。測壓時，引壓管線暢通無阻才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確。為此每個引壓管須引入反吹氮?dú)?，不斷進(jìn)行吹掃，各引壓管線反吹氣量應(yīng)相等。吹掃系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是保證引壓管線暢通的基本條件。本文結(jié)合我單位灰熔聚流化床氣化工藝中試現(xiàn)場氮?dú)夥创笛b置的實(shí)際運(yùn)行狀況，對該裝置運(yùn)行中遇到的問題及改進(jìn)效果進(jìn)行了分析評估。

1 目前測量方法及改進(jìn)建議

目前我們測量氣化爐床層密度采用的方法如圖1所示：反吹氮?dú)饪偭髁坑少|(zhì)量流量計b控制，各引壓管線的氮?dú)饬坑上蘖骺装錭、c1……來限制。而氣化爐與氮?dú)夥謿飧谆虻獨(dú)饪偣艿赖膲毫τ墒謩涌刂?。床層密度由d測量輸送到dcs中。

圖1

實(shí)際操作過程中，氣化爐內(nèi)壓力和氮?dú)夥謿飧讐毫Φ牟环€(wěn)定，給穩(wěn)定反吹氮?dú)鈮毫υ斐韶?fù)面影響。尤其是當(dāng)?shù)獨(dú)夥謿飧紫蚱胶舛烦鋲簳r，會在短時間內(nèi)將氮?dú)夥謿飧字械牡獨(dú)獯罅砍涞狡胶舛分?，從而?dǎo)致氮?dú)夥謿飧字械膲毫^低。這時如果流化床在高壓下操作，很容易使流化床內(nèi)壓力高于氮?dú)饪偣軌毫?，?dǎo)致流化床內(nèi)物料反吹到床密度測量系統(tǒng)、堵塞引壓管線，從而影響床層密度的測量結(jié)果。

為了穩(wěn)定氮?dú)夥创迪到y(tǒng)的壓力，單獨(dú)設(shè)立一個氮?dú)夥创捣謿飧?，如圖2所示。氮?dú)夥创捣謿飧讱庠从傻獨(dú)饪偣艿拦┙o，建立了反吹氮?dú)夥謿飧着c氣化爐壓差的自動控制系統(tǒng)A，來保證此壓差的穩(wěn)定。引壓管線的氮?dú)夥创盗客ㄟ^限流孔板c、c1就能保持穩(wěn)定。最終達(dá)到測量結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠。

圖2

圖3

另在氣化爐全床壓差的測量過程中，壓差的基準(zhǔn)點(diǎn)由環(huán)管引出。環(huán)管中通有蒸氣。測量中發(fā)現(xiàn)引壓管中有冷凝水出現(xiàn)，嚴(yán)重影響全床壓差的測量結(jié)果。經(jīng)研究決定，在環(huán)管取壓口管線處增加一套氣水分離系統(tǒng)，如圖3。在實(shí)驗(yàn)中氣水分離器需要定期排放。投入運(yùn)用后效果顯著。如有條件可以建立自動控制系統(tǒng)從而將氣水分離器中的冷凝水實(shí)現(xiàn)自動排放。

2 反吹氮?dú)庀蘖骺装宓脑怼⒆⒁馐马椉坝嬎悖?/h2>

限流孔板的計算：

式1中：

W-流體的重量流量，kg/h； C-孔板流量系數(shù)；do-孔板孔徑，m；D-管道內(nèi)徑，m；

P1-孔板前壓力，Pa； P2-孔板后壓力或臨界限流壓力Pa； M-分子量；Z—壓縮系數(shù)。

根據(jù)流體對比壓力(Pr)對比溫度Tr查氣體壓縮系數(shù)圖求??；

T-孔板前流體溫度，K； K-絕熱指數(shù)，k=Cp/Cv； CP—流體定壓比熱容，kJ/(kg·K)；

CV-流體定容比熱容， kJ/(kg·K)。

美國石油學(xué)會的《煉廠儀表和控制系統(tǒng)安裝手冊》推薦反吹氣流速 0.23m/s～0.93m/s，我國一般采用 0.5m/s～1m/s，流量通常用限流孔板控制，反吹氣流量及限流孔板可按下式進(jìn)行計算。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，引壓管線采用DN10不銹鋼管材，限流孔板的前后壓差為0.05MPa～0.08MPa，系統(tǒng)按3.0MPa設(shè)計、反吹氣為氮?dú)狻Ｓ嬎阆蘖骺装宓目讖剑?/p>

比較 PAC吸附和 Fenton試劑降解對 HHCB與AHTN的去除效果可以發(fā)現(xiàn)，在適宜的條件下，F(xiàn)enton試劑比PAC吸附對HHCB與AHTN的去除效果更好，但Fenton試劑反應(yīng)受pH值的影響更大。

絕壓 P1(Pa）-3100000

壓差 ΔP(Pa）-50000

降壓后壓力 P2(Pa）-3100000—50000=3050000

定壓比熱（KJ/KgK）-1.088

定容比熱（KJ/KgK）-0.747

絕熱指數(shù) K-1.088/0.747= 1.456492637

氣體分子量 M-28

溫度 T（K）-293

氣體密度（KG/M3）- 35.7091

氣速（m/s）-1

管內(nèi)徑D（m）- 0.01

截面積（S）- 0.0000785

重量流量（KG/h）-0.0000785*1*3600* 35.7091=10.0913917

壓縮系數(shù) - 0.9948

根據(jù)式1得出孔板孔徑：

流量系數(shù)C取0.6，孔徑為do =0.0017818m。

以上建議是本人在工作當(dāng)中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不足之處請領(lǐng)導(dǎo)、各位同事提出。希望能在我們即將建立的多段床粉煤氣化裝置上，改進(jìn)和完善流化床床層密度測取系統(tǒng)。

[1]王永鋒.殼牌煤氣化工藝流程中合成氣反吹系統(tǒng)方案優(yōu)化的探討[J].廣州化工，2004，14(2)：49-51.

[2]卻麗娟.灰熔聚流化床粉煤氣化爐常見事故分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2012，14：145-146.

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[4]梁寶劍, 蘇志強(qiáng).淺談殼牌氣化中節(jié)能技術(shù)[J].廣州化工，2010，38(2)：28-30.

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