德士古气化炉带水原因分析和处理.doc

德士古气化炉带水原因分析和处理
王建军张敬忠张亮(山东兖矿鲁南化肥厂第二氮肥厂) 2001-08-16
    气化炉带水现象在我厂试车和投产以来是一直存在的问题,即加入的激冷水远大于合成气饱和水蒸气带出和排出水的总量,但气化炉的液位仍维持不住,随着负荷由低向高增加,气化炉液位急剧下降,致使整个气化系统操作失控,无法提高系统负荷,而且时刻存在跳车的可能。现将相应的改造经验介绍如下。
1  气化炉带水时的几种现象
    气化炉带水时一般会出现如下几种现象:气化炉液位大范围波动;文丘里压差波动大,压差上升;洗涤塔液位上升,进塔水量大幅度减小后,仍无法控制液位上升;支撑板温度下降;出气化炉的黑水减少,气体洗涤效果下降。
2  原因分析
    因气化炉操作压力较高,高温合成气由燃烧室经下降管进入激冷室迅速冷却,由于下降管和上升管组成的两相流上升环隙及折流挡板的设计,目的是在短时间、最小空间内达到高温气体冷却饱和水蒸气的初除尘,因此,存在以下问题,激冷室示意见图1。  
 
    (1)随着压力与负荷的增加,激冷室内热流强度增加,当其达到一临界值后,传热方式转为低效的膜状沸腾传热,随着变换能力下降,炉内体随之带走大量的水。
    (2)气化炉在高负荷运转条件下,气体流速增大,/s,增加了带水的能力。在气化炉带水的情况下,班产合成氨由110吨降低到70吨左右。
    (3)由于气化炉内下降管和上升管之间尺寸是与原始设计生产能力相对应的,生产能力加大后,两管之间的尺寸没有做相应的调整,容易在水汽过饱和状态下形成水团,被高速气流带走。
    (4)当高温合成气经下降管在激冷室内瞬间冷却,气体和熔渣温度下降很快,熔渣继续下沉,气体夹带少量水沿下降管与上升管之间的环隙继续上升,从合成气出口排出;又因负荷增加,有大量气体冲击上升管下部钟罩,这样气体通过液封继续向上,必定会带走大量的水。
    (5)高效分布板分离合成气夹带的水团时,不能完全而有效地分离气和水,致使水团随气流进入后系统。
    (6)冷激环酸洗效果不好,有大颗粒进入水环板,堵塞水环之间,灰水不能均匀沿下降管流下,造成上升管和下降管受热不均匀,发生严重变形,致使上升气流不匀,易使液位波动。
    (7)操作压力和温度过高,以及操作人员经验少、操作不稳,也是诱发带水的原因。
3  改善方法
    对气化炉带水的问题,着重从工艺和设备改造两个方面进行。   
  工艺方面   
    (1)当气化炉液位下降无法得到有效控制时,最有效的处理方法是适当降低生产负荷,使产生气量下降,降低上升管之间的气体流速,当气化炉液位稳定不再下降或开始上升时,稳定生产负荷10min左右开始缓慢提高生产负荷,但不得超过降低前的负荷。
    (2)气化炉在高负荷情况下,液位不易控制太高,。
    (3)当气化炉出现带水时,文丘里的给水量应随之减少以便于降低文丘里过高的压差和便于控制洗涤塔的液位。
    (4)气化炉出现带水时,应加大气化炉排水调节阀FV212的开度,破坏气化炉带水的条件的形成,但不易排水过大,以防止气化炉液位过低而跳车。   
    (5)经常性校验仪表、控制阀门,防止仪表阀门