亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)介質調整運行總結

        2021-12-04 09:32:24于振海童維風耿恒輝
        氮肥與合成氣 2021年12期
        關鍵詞:粉煤載氣合成氣

        于振海,童維風,耿恒輝

        (安徽晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

        安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能公司)原料路線改造工程,即二期航天爐采用了具有國內自主知識產權的HT-L航天粉煤加壓氣化技術。HT-L航天粉煤加壓氣化技術以干煤粉為原料,以純氧及少量水蒸氣為氣化劑在較高溫度(1 550 ℃)及4.0 MPa壓力下對粉煤進行燃燒,采用激冷流程生產粗合成氣,激冷后的粗合成氣溫度降至200 ℃左右送至后工序。

        HT-L航天粉煤加壓氣化裝置(簡稱二期航天爐)設計生產體積流量為123萬m3/d合成氣,日處理原煤800 t,運行壓力為4.0 MPa。2009年項目開工建設,2011年6月單體試車,2011年12月系統(tǒng)聯(lián)動試車,2012年1月4日二期航天爐第一次投料開車運行。2012年2月5日合成氨系統(tǒng)檢修、消缺完成,2月5日20:05:00二期航天爐投料成功,逐漸加負荷運行;2月7日一期合成氣向二期合成氣系統(tǒng)串氣生產合成氨。

        1 粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)工藝簡介

        粉煤給料罐是把粉煤源源不斷送入氣化爐粉煤燒嘴燃燒的重要設備。從粉煤給料罐下部3個充氣錐通入適量的輸送載氣,使粉煤處于流化狀態(tài),通過控制合適的粉煤給料罐與氣化爐壓差把粉煤送出充氣錐,粉煤屬于密相輸送。粉煤出充氣錐后進入粉煤加料器,由粉煤流量調節(jié)閥控制粉煤質量流量,并參照合成氣中的CO2(一般體積分數(shù)為3.0%~15.0%,干基)或者甲烷(體積分數(shù)<0.1%)進行調節(jié)。由粉煤流量調節(jié)閥控制加入粉煤加料器的CO2(或N2)的流量來調節(jié)粉煤懸浮速度,然后懸浮粉煤進入粉煤燒嘴[1]。

        燒嘴是二期航天爐的關鍵設備之一,由于燒嘴長期處于高溫狀態(tài),容易出現(xiàn)龜裂,造成冷卻水泄漏,進而影響到二期航天爐的穩(wěn)定。為解決這一問題,在燒嘴上通入了1路CO2(或N2)作為燒嘴的保護氣,起到降低燒嘴頭部溫度、延長燒嘴使用壽命的作用。該保護氣進入二期航天爐,部分CO2會參與燃燒反應。

        二期航天爐設計為水冷盤管結構,水冷盤管與航天爐殼體之間形成的環(huán)隙稱為環(huán)腔。為了消除由水冷盤管熱膨脹帶來的變化,將水冷盤管出口留有膨脹余量,從而形成了環(huán)腔口。二期航天爐的燃燒反應過程中產生的煤灰、灰渣會進入環(huán)腔,導致環(huán)腔積灰,造成設備的損害。為了盡可能地避免煤灰、灰渣進入環(huán)腔,在環(huán)腔內部設置了2路環(huán)腔保護氣。保護氣持續(xù)通入,使得環(huán)腔與氣化爐內保持一定的壓差,環(huán)腔壓力始終微高于氣化爐壓力。該保護氣進入二期航天爐后部分參與反應,大部分直接進入合成氣中,成為合成氣的組分。

        綜上所述,以上3部分氣體是外部氣體進入二期航天爐的主要部分,成為影響合成氣成分的重要因素。

        2 二期航天爐內的主要反應

        二期航天爐爐膛內部主要是干煤粉和O2發(fā)生的反應,生成以CO+H2為主要成分的粗合成氣。氣化爐內進行的反應相當復雜,主要分為三步進行,即煤的裂解和揮發(fā)分的燃燒、燃燒和氣化反應、還原反應。

        2.1 煤的裂解和揮發(fā)分的燃燒

        粉煤和O2進入高溫二期航天爐后,粉煤受熱速度極快,粉煤中的殘余水分瞬間快速蒸發(fā),粉煤發(fā)生裂解并釋放出揮發(fā)分,生成半焦和氣體產物;裂解產物及易揮發(fā)組分在高溫、高氧濃度的條件下迅速完全燃燒,放出大量的反應熱,維持氣化反應的進行。該過程進行得相當短促。由于二期航天爐內溫度超過1 000 ℃,因此在合成氣中幾乎不含焦油、酚類和高分子烴類。

        2.2 燃燒和氣化反應

        煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的O2發(fā)生燃燒反應,生成CO、CO2等氣體,放出反應熱;另一方面,煤焦又和水蒸氣、CO2等發(fā)生氣化反應,生成CO和H2。

        2.3 還原反應

        經過前兩步反應后,二期航天爐中的O2已基本消耗殆盡。這時主要進行的是煤焦、甲烷等與水蒸氣、CO2之間的還原反應,生成CO和H2[2]。

        2.4 化學反應

        煤的部分氧化反應:

        (1)

        煤的燃燒反應:

        (2)

        煤的裂解反應:

        (3)

        CO2還原反應:

        (4)

        碳的完全燃燒反應:

        (5)

        非均相水煤氣反應:

        (6)

        (7)

        甲烷轉化反應:

        (8)

        逆變換反應:

        (9)

        還可能發(fā)生以下副反應:

        (10)

        (11)

        (12)

        (13)

        2.5 二期航天爐內的流動過程

        二期航天爐內煤粉和O2的流動特性屬于受限制的射流反應,按流動過程可將二期航天爐燃燒室分為3個區(qū)域,即射流區(qū)、回流區(qū)和管流區(qū)。

        2.5.1 射流區(qū)的反應

        粉煤和O2剛進入二期航天爐內時,O2濃度相當高,隨著燃燒和氣化反應的進行,O2濃度逐漸降低直至完全消耗。因此,該區(qū)域內進行的反應可分為2種類型:一種是有氧反應,主要進行的是煤的部分氧化反應、煤的燃燒反應、煤的裂解反應及碳的完全燃燒反應,這些反應成為一次反應;另一種是無氧反應,主要進行的是CO2的還原反應、非均相水煤氣反應、甲烷轉化反應及逆變換反應等,這些反應成為二次反應。射流區(qū)主要分布在二期航天爐的中上部。

        2.5.2 管流區(qū)的反應

        進入管流區(qū)的介質為來自一次反應區(qū)的燃燒產物,以及甲烷、殘?zhí)?灰渣中的碳元素及其化合物)及水蒸氣等,在管流區(qū)內繼續(xù)進行射流區(qū)的二次反應。管流區(qū)主要分布在二期航天爐的中下部。

        2.5.3 回流區(qū)的反應

        由于射流作用,在燒嘴附近形成相對低壓區(qū),造成大量的高溫氣體被卷吸回流,形成一個回流區(qū)?;亓鲄^(qū)的介質主要是從射流區(qū)卷吸來的燃燒產物、殘?zhí)?、水蒸氣及少量O2,所以其反應包括一次反應和二次反應,形成一次反應和二次反應的共存區(qū)。由于回流區(qū)的存在,造成了二期航天爐內物料的停留時間不一樣,即表示二期航天爐內存在返混現(xiàn)象?;亓鲄^(qū)主要分布在氣化爐的頂部。

        由此可見,航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)使用的介質不同,對氣化反應過程中部分產品的生產起到抑制或加速的作用。

        3 保護氣使用情況

        航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)保護氣使用分布見表1。

        表1 航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)保護氣使用分布

        4 保護氣調整運行情況

        4.1 N2運行現(xiàn)狀

        二期航天爐生產合成氨,設計粉煤系統(tǒng)及航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)輸送介質為N2。使用N2作為航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)載氣及保護氣期間,二期航天爐運行工況總體可控,但爐溫經常波動偏大,相對于一期氣化爐最顯著的缺點是合成氣有效氣體積分數(shù)總體偏低,在85%左右,而一期合成氣有效氣體積分數(shù)在88%左右;對裝置的產量有一定的影響,煤耗相對偏高。

        在二期航天爐開車過程中,由于氣化爐裝置提前運行,后系統(tǒng)聯(lián)合車間裝置和老系統(tǒng)尿素系統(tǒng)無法提供充足的CO2作為開車氣體,所以一般氣化爐運行初期航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)必須使用N2;待低溫甲醇洗系統(tǒng)解吸出CO2氣體后,此部分CO2又被送至尿素車間(2套尿素系統(tǒng))作為原料氣使用,對于航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)就沒有富裕的CO2,所以一直以來二期航天爐使用N2。2018年二期航天爐生產甲醇期間,N2作為惰氣影響甲醇合成的反應,二期航天爐輸送載氣需要調整為CO2,中能公司由于產品結構調整,停運了1套尿素系統(tǒng),CO2有所富余,平衡了氣化裝置使用的高壓CO2氣量供應;通過管線技改,粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)保護氣由N2切換到CO2,二期航天爐使用CO2期間合成氣有效氣體成分得到一定改善,同時爐況的穩(wěn)定性也得到了提高,之后一直采用CO2輸送,相對提高了裝置的產量,降低了消耗,提高了裝置的運行效率及經濟效益。

        4.2 技改優(yōu)化措施

        將聯(lián)合二期CO2壓縮機進口低壓N2管線閥門關閉,加盲板隔離,使用CO2作為壓縮氣體供二期航天爐使用。開車期間,聯(lián)合甲醇洗未出CO2產品氣之前CO2壓縮機仍使用N2作為壓縮氣體,CO2充足后改為CO2。

        技改前后高壓CO2(N2)流程分別見圖1和圖2。

        圖1 高壓CO2(N2)流程

        圖2 技改后高壓CO2(N2)流程

        4.3 技改前后參數(shù)變化

        N2和CO2作為航天爐載氣期間的O2體積流量及氣體成分見表2,工況參數(shù)對比見表3,其中,2016年—2017年以N2作為載氣,2018年—2020年以CO2作為載氣,2020年數(shù)據(jù)取1月—3月的平均數(shù)據(jù)。

        表2 N2和CO2作為載氣期間O2體積流量及氣體成分

        表3 N2和CO2作為載氣期間工況參數(shù)對比

        由表2、表3可以看出:CO2作為載氣和保護氣輸送期間有效氣體成分CO+H2較N2輸送提高有效氣的體積分數(shù)1.74百分點;甲烷平均體積分數(shù)下降266×10-6,主盤管水密度較為穩(wěn)定,爐膛水冷壁掛渣情況較好,工況總體穩(wěn)定,提高了裝置運行的穩(wěn)定性和經濟效益。

        5 經濟效益

        按二期航天爐設計有效氣體積流量為58 317 m3/h,年產合成氨20萬t,年設計運行300 d,計算出每生產1 t氨耗有效氣2 100 m3/h。改為CO2作為載氣輸送后有效氣體積分數(shù)提高1.74百分點。

        實際每年運行按350 d計算,則每年多產合成氨約4 106 t,提高了裝置的運行效益,實現(xiàn)了航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)的經濟運行[3-4]。

        6 結語

        具有以下優(yōu)點:

        (1)顯著提高了二期航天爐合成氣有效氣體積分數(shù)(增加了1.74百分點),提高了裝置的運行效率及經濟效益。

        (2)有利于減少氮化合物的生成,改善了灰水水質,為裝置長周期穩(wěn)定運行奠定基礎。

        (3)解決了聯(lián)合CO2壓縮機壓縮N2導致超溫、超壓的問題,提高了壓縮機的運行效率。

        從行業(yè)中的航天爐裝置運行情況來看,粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)使用N2輸送,有效氣體積分數(shù)偏低,同時N2參與反應導致灰水系統(tǒng)的氨氮含量升高,影響污水處理系統(tǒng)的運行負荷及穩(wěn)定性。將航天爐粉煤輸送及氣化保護氣系統(tǒng)保護氣由N2改為CO2,有利于提高裝置運行效率,可實現(xiàn)航天爐裝置的經濟穩(wěn)定運行。

        猜你喜歡
        粉煤載氣合成氣
        不同載氣對GaN薄膜外延生長影響的研究進展
        BiZrOx/ZSM-5催化合成氣直接芳構化的研究
        分子催化(2022年1期)2022-11-02 07:10:44
        粉煤鎖斗運行架橋問題的探討與分析
        聚丙烯裝置載氣壓縮機安裝質量控制
        甘肅科技(2020年21期)2020-04-13 00:33:32
        合成氣余熱回收器泄漏原因分析及維修方案
        氣相色譜儀的故障問題分析及解決辦法
        粉煤氣化爐斷煤的原因分析及處理措施
        中氮肥(2018年4期)2018-01-30 03:05:10
        高壓下不同載氣多原料超濃相氣力輸送機理及流動特性研究
        科技資訊(2016年4期)2016-06-11 06:26:56
        粉煤加壓氣化新局難破
        能源(2015年8期)2015-05-26 09:15:44
        醋酸甲酯與合成氣一步合成醋酸乙烯
        先锋影音最新色资源站| 日韩一区二区三区熟女| av一区二区三区在线| 东北女人毛多水多牲交视频| 久久精品中文字幕第23页| 久久久国产精品粉嫩av| 风流熟女一区二区三区| 不卡av电影在线| 国产精品亚洲日韩欧美色窝窝色欲| 国产精品久久久久久久y| 国产一品二品三区在线观看| 国产av国片精品有毛| 国产成人综合久久精品免费| 欧亚精品无码永久免费视频| 亚洲成人激情深爱影院在线| 亚洲香蕉成人av网站在线观看| 激情亚洲一区国产精品| 国产成人精品一区二免费网站| 手机在线观看av资源| 欧美真人性野外做爰| 91免费永久国产在线观看| 日韩有码中文字幕av| 激情综合五月婷婷久久| 97精品国产手机| 亚洲欧美在线视频| 国产人妻久久精品二区三区老狼| 综合色就爱涩涩涩综合婷婷| 荡女精品导航| 91麻豆精品一区二区三区| 成人日韩精品人妻久久一区| 夜夜未满十八勿进的爽爽影院| 国产熟女精品一区二区三区| 91色综合久久熟女系列| 国产午夜伦鲁鲁| 亞洲綜合一區二區三區無碼| 四虎在线中文字幕一区| 国产av无码专区亚洲版综合| 躁躁躁日日躁| 秋霞国产av一区二区三区| 亚洲处破女av日韩精品中出| 久久久午夜精品福利内容|