中高压气化炉常用干法排渣方法的优化

中高压气化炉常用干法排渣方法的优化

李庆堂

内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗  新能能源有限公司  014300

摘要：通过粉体流量计对气化炉排渣量的准确测量，结合料位开关的使用，能最大化地利用变压渣斗和常压渣斗的容积，使与固体接触的阀门经过一次开关就可以达到最大排渣量的目的。

关键词：中高压 流化床  干法 排渣

引言：

中高压气化炉干法排渣中，依靠变压渣锁的变压实现与气化炉和常压渣罐之间的排渣，变压操作依托的是相对固定的时间，导致变压渣锁内部的料位过高或者过低，本方案提供一种优化的中高压气化炉干法排渣装置和方法，能最大限度的利用变压渣锁的有效容积，以解决现有技术的阀门易损坏、使用寿命短，以及气化炉不能稳定运行的问题。

1．目前中高压气化炉常用干法排渣方法及局限性

现有中高压气化炉排渣系统的结构如图1，方法描述如下。渣从1气化炉系统内排到系统外，要完全依赖231排渣阀、232排渣阀、341排渣阀、342排渣阀、233平衡阀、234平衡阀、41排渣阀的动作。3变压锁斗、4常压渣斗体积比较大，渣的温度和压力比较高，器壁比较厚，加之对周围环境的保护，其中渣料位无法测量，料位过高，渣会积在231排渣阀、232排渣阀、341排渣阀、342排渣阀内部，使其无法关闭；过低就会使231排渣阀、232排渣阀、341排渣阀、342排渣阀、41排渣阀的动作过于频繁，影响其使用寿命。

2．本优化方法的简介 

本优化方法依托的装置，主要是在高压渣斗的下渣出口增加了235粉体流量计，准确测量进入到变压渣斗的渣量，和变压渣斗的构造相匹配，即可知道变压渣斗内渣的高度。通过控制阀门的开关，使变压渣斗内渣的高度在不影响与之相连阀门操作的情况下达到可控制的最高限，最大程度的利用变压渣斗的有效容积。

3.本优化方法装置的布置

本优化方法装置，包括上下依次连接的1气化炉、2高压渣斗、3变压锁斗、4常压渣斗和5充压单元。其中2高压渣斗与3变压锁斗之间通过23管道、231排渣阀、232排渣阀、235粉体流量计、233平衡阀、234平衡阀相连；3变压锁斗与4常压渣斗之间34管道、341排渣阀、342排渣阀相连；4常压渣斗通过41排渣阀与1气化炉系统外相连；3变压锁斗、4常压渣斗、23管道、231排渣阀、232排渣阀、34管道、341排渣阀、342排渣阀、235粉体流量计有同一竖直中心轴线；235粉体流量计垂直23管道，位于231排渣阀以下；与23管道的连接方式为法兰连接或者焊接；其最前端与23管道的内壁平齐；与232排渣阀之间的直管段长度不小于23管道内径的5倍；

231排渣阀下法兰中心点与23管道和3变压渣锁的交点连线和水平面的夹角不小于排出渣的安息角；

压力检测3P3位置、52充压管与3变压锁斗相通点位置、32泄压管与3变压锁斗相通点位置在3变压锁斗231排渣阀下法兰中心点与23管道和3变压渣锁的交点连线之上；

233平衡阀、234平衡阀与3变压锁斗相通点位置高于3变压锁斗设计料位的最高点；与2高压渣斗相通点位置高于2高压渣斗设计料位的最高点；

341排渣阀紧邻34管道处安装有343料位开关；41排渣阀紧邻下部管道处安装有42料位开关；

4.本优化方法的实现方案

排渣阀、平衡阀、泄压阀均为至少两个串联组成的阀组，为了描述方便，下文中均以两个或者一个为例来描述；

231排渣阀、232排渣阀、341排渣阀、342排渣阀、233平衡阀、234平衡阀、31泄压阀、51充压阀为开关阀，有开到位和关到位阀位指示，可以知道其全开和全关，结合关联阀门开关的先后顺序，能有效保护阀门；

5储存罐中的介质可以是多种气体的一种或者多种，不要选择对1气化炉内的反应有副影响的气体，其压力要大于1气化炉的压力1P1的值，可以保证能给3变压锁斗充压至1气化炉的压力，也即2高压渣斗的压力；

341排渣阀紧邻34管道处安装有343料位开关；41排渣阀紧邻下部管道处安装有42料位开关，可以有效监控到3变压锁斗和4常压渣斗是否已经排干净，能有效指导341排渣阀、41排渣阀的关闭；

本测量方法，主要包括：

获得渣的安息角¢；

根据渣的安息角，获得3变压渣锁可以盛渣的最大容积Q；

从5储存罐向3变压渣锁内充压，至其内压力3P3等于1气化炉压力1P1后关闭51充压阀，也即和2高压渣斗的压力相一致；后

打开231排渣阀、233平衡阀，确认全打开后，再打开232排渣阀、234平衡阀使2高压渣斗与3变压锁斗连通，渣从2高压渣斗通过235粉体流量计排入到3变压锁斗，从开始打开232排渣阀的那一刻开始计时；

当235粉体流量计通过的渣量等于Q时，关闭232排渣阀、234平衡阀并确认关位置后再关闭231排渣阀、233平衡阀，并确认关位置；此时3变压渣锁已经盛到最大容积Q的渣；为了将3变压锁斗的渣排入4常压渣斗，需要打开31泄压阀泄压，使3变压渣锁内压力等于常压；

打开341排渣阀并确认打开位置后，再打开342排渣阀，这样在重力作用下渣从3变压锁斗排入4常压渣斗，当343料位开关检测无渣时，关闭342排渣阀、31泄压阀且确认关位置后关闭341排渣阀、31泄压阀并确认关位置；

打开41排渣阀，渣从4常压渣斗排出；当42料位开关从有料变成物料时，关闭41排渣阀，并确认关位置。

以上步骤循环，即可以实现1气化炉的渣连续排到1气化炉系统外。

5.结语

本方案通过粉体流量计对气化炉排渣量的准确测量，结合料位开关的使用，能最大化地利用变压渣斗和常压渣斗的容积，使与固体接触的阀门经过一次开关就可以达到最大排渣量的目的，延长了排渣阀的使用寿命；通过高压渣斗和变压渣斗之间排渣阀的布置，使达到最大排渣量时也不能影响到排渣阀的开关，避免由于排渣时间掌握不当影响气化炉的稳定运行，对中高压流动物料的高度测量有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 石文秀.壳牌和德士固煤气化排渣系统[J].当代化工,2009,38(4):426-428,438

[2] 刘振峰,李磊.壳牌煤气化装置排渣系统改造[J].中国高新技术企业,2013,4(247):103-105.

[3]汤中文.干法粉煤气化技术进展及工艺影响因素[J].大氮肥,2003(3):149-152