水煤浆气化变换系统技术改造
水煤浆气化技术的后起之秀
水煤浆气化技术的后起之秀水煤浆气化技术的后起之秀——晋华炉，目前已成为世界上最先进的煤气化技术之一。
预计在“十三五”期间，为满足新装置建设和老装置改造的需要，为适应不同原料煤制成的水煤浆，各种类型的晋华炉均会有一个良好的发展空间，其应用推广前景值得期待。
标签：水煤浆气化技术;后起之秀;晋华炉1 水煤浆气化技术的优势水煤浆气化是一种简单、成熟、经济、环保的煤气化技术，在煤化工行业得到广泛应用。
其优势主要表现在如下方面。
1.1技术成熟：采用激冷流程的水煤浆气化工艺已经有50多年的历史，原料可以采用重油、渣油、水煤浆和多元料浆等，技术简单而成熟。
1.2设备简单：气化炉结构相对简单，其后续流程中的几台关键设备的结构也较简单。
1.3投资低：相对于粉煤气化，水煤浆气化装置投资低，对设备材质的要求不高，设备制造相对容易。
1.4原料易得：水煤浆是由煤、水和煤浆添加剂按一定配比磨制而成的混合物，原料易得，煤浆流动性和稳定性较高，易于储存。
1.5操作安全：水煤浆属于非易燃流体，相对于油、气、煤粉等易燃、易爆介质来说，其安全性很高。
1.6产品成本低：产品水煤气[粗合成气，以有效气（CO+H2）计]的生产成本较低。
1.7污水处理容易：水煤浆气化产生的外排灰水较容易处理。
2 晋华炉的发展历程和特点2.1Ⅰ型晋华炉Ⅰ型晋华炉属耐火砖气化炉，原称为“非熔渣-熔渣分级气化技术”，其主要特点是采用分级给氧与向下喷射的喷嘴。
由于氧气采用分级水平供给，气化炉主喷嘴供氧量与反应需氧化学当量脱离约束，减轻了主喷嘴的氧气负荷，改善了主喷嘴的工作环境，延长了其运行周期。
在此过程中，高温区自喷嘴端部下移，喷嘴处于相对低的温度区域，并提高了出渣口区域的温度，同时提高了气化室内平均温度，使气化效率得到提高，还增加了氧煤的混合，延长了物料平均停留时间，提高了有效气成分，降低了渣中的含碳量。
由于氧气分级供给，比不分级气化炉轴向温度更均衡，其高径比可加大，突破了国内外关于水煤浆气化室截面出力的限制。
多喷嘴水煤浆气化装置真空闪蒸系统改造总结
的可操作液位可调高，但真空闪蒸分离罐的可操 作液位 调 高 存 在 难 度———在 真 空 度 较 高 的 情 况 下，真空闪蒸分离罐无法排液，导致罐内满液， 继而液体进入真空泵，影响整个真空闪蒸系统的 稳定运行。
真空闪蒸系统工艺流程：经高压闪蒸、低压 闪蒸浓缩后的黑水，进入真空闪蒸罐进行真空闪 蒸，大量溶解的气体释放出来，黑水进一步浓缩 （含固量增大） 且温度进一步降低；从真空闪蒸 罐底部出来的黑水自流进入澄清槽，出口闪蒸气 经真空闪蒸冷凝器冷凝后，在真空闪蒸分离罐中 进行气水分离，分离出的冷凝液依靠重力流入灰 水槽，分离出的气相与真空泵相连 （放空）。
３ 改造思路与方案
３１ 改造思路 要想降低真空闪蒸罐的操作温度，工艺操作
上可采取的有效、可靠措施是提高系统的真空 度，而系统的真空度受制于两个方面：一是提供 真空度的原动力———真空泵的能力；二是真空闪 蒸罐和真空闪蒸分离罐液位的可操作高度。
首先，分析真空泵的能力。系统所用真空泵 为水环式真空泵，环流液为常温脱盐水，最大气 量 ５３００ｍ３／ｈ，最小压力 ００３３ＭＰａ（Ａ）。真空 泵的最小工作压力为 ００３３ＭＰａ（Ａ），而大气压 约为 ０１ＭＰａ，经计算，真空泵可提供的最大真 空度为 －７７ｋＰａ，也就是说，真空泵所能提供的 真空度远大于真空闪蒸分离罐和真空闪蒸罐的设 计真空度，即真空泵的能力能够满足系统真空度 提升的要求。
·８·中 氮 肥 来自第 ３期有效的监控调节，严重时黑水带入气相，影响系 统真空度，乃至使整个真空闪蒸系统失去作用， 大量 １２９℃的高温黑水直接进入澄清槽，造成更 严重的后果。
真空闪蒸罐的操作温度决定了澄清槽黑水及 灰水槽灰水的温度。澄清槽黑水温度过高时，送 至真空过滤机的渣水由于温度高而蒸发出大量的 水蒸气，水蒸气遇温度较低的墙体凝结成水滴渗 入墙体内部，造成真空过滤机厂房外墙体墙皮脱 落，冬季 时 尤 为 严 重， 不 仅 形 成 极 大 的 安 全 隐 患，而且墙体维护需大量的维修资金，同时会对 真空过滤机厂房内的设备造成严重的腐蚀。灰水 槽内灰水温度过高时，会造成换热器循环冷却水 用量增加，生产成本增高。此外，澄清槽黑水和 灰水槽内灰水温度过高，一方面碳酸盐溶解度降 低，换热器容易积垢，检修清理费用会增加；另 一方面灰水槽和澄清槽底部的输液离心泵极易发 生汽蚀，进而影响其他子系统的正常运行。
水煤浆锅炉-的改造技术（可编辑）
水煤浆锅炉-的改造技术水煤浆技术在锅炉改造上的应用水煤浆是一种新型环保节能燃料，从储存、运输、使用整个过程会封闭，它改变以往煤基燃料的燃烧利用方式，变固态利用为液态利用，是对煤基燃料的一次革命。
水煤浆燃烬率高，在利用过程中通过加入固硫剂或采用脱硫型除尘器，可把硫分降低到600mg/Nm3，采用相应的除尘设备，水煤浆烟尘排放浓度也能得到有效控制，加上燃烧时水煤浆水分的气化吸热，使得整个炉膛温度降低100～200oC，这将大大NOX的生成，从而减轻对环境的污染。
燃油锅炉的水煤浆燃烧工程改造分为六大系统，水煤浆锅炉本体系统包括本体及燃烧器等，水煤浆因含30%左右的水分而使其从加热蒸发到着火燃烧的时间延长，水煤浆的燃烧属于动力-扩散燃烧范畴，因此，水煤浆着火和稳定燃烧的基本条件是高温热源加热，良好的雾化和燃烧的特点重新砌筑炉膛以适合水煤浆燃烧该墙设在炉膛温度较高处。
一方面改变烟气流通方向，增加烟气在炉内停留时间，更重要的是利用它的蓄热和反向作用，使煤粉在燃烬区得到充分燃烧。
同时，又把部分热烟气反射到前部增加高温区的混合效果，而该区域正是焦碳燃烧阶段，其燃烧速度主要取决于温度水平。
后部增加一道折烟墙，增加烟气的行程，以利煤粉的燃烬，在炉膛的前部还敷设了卫燃带，保证水煤浆雾化炬具有很高的升温速度使水煤浆液滴中的水分迅速蒸发，进而使煤粉中的挥发份快速析出和着火，达到稳定燃烧。
其次，采用燃烧技术先进的燃烧器，使水煤浆得到充分雾化，与周围空气能良好混合，促进燃烧。
可采用国产的燃油、烧浆共用的自动气体雾化漩流式专用燃烧器，其中浆枪为多级压力空气雾化，撞击式水煤浆喷枪，使压缩空气与水煤浆充分混合，细化喷射而出。
调风器的一次风为固定切向叶片弱旋流型，阻力较小，它及时提供适量的火焰根部风并使燃烧器出口处形成大小和位置适当的高效烟气回流，以利稳定着火水煤浆储存、供浆系统主要由储浆罐、搅拌桶，螺杆泵和过滤器等组成，储浆罐、搅拌桶具有储存、缓冲和搅拌水煤浆的作用，螺杆泵主要是向锅炉内供浆，过滤器清除水煤浆中的杂物以利于浆体输送。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化随着工业化的发展和能源需求的增加，煤炭作为主要能源资源被广泛应用。
煤炭的燃烧会产生大量的固体废弃物和废水，给环境和人类健康带来严重影响。
为了解决这一难题，E—GAS水煤浆气化技术应运而生，该技术能够将煤炭气化成天然气和固体废弃物，大大减少了环境污染和资源浪费。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统在实际运行中还存在一些问题，如废水处理效率低、处理成本高等。
需要对该系统进行优化，以提高其废水处理效率和降低成本。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统主要是将气化过程中产生的废水进行处理，以去除其中的有害成分和固体颗粒，使其可以安全排放或者循环利用。
目前，针对这一系统的优化工作主要包括以下几个方面：1. 废水预处理环节的优化：废水预处理是整个系统的关键环节，影响着后续处理的效果和成本。
通过改进预处理设备和工艺流程，可以有效减少废水中的固体颗粒和有害物质的含量，减轻后续处理系统的负担。
采用先进的分离技术，如离心分离、膜分离等，可以更好地去除悬浮固体和油脂物质，提高处理效率。
2. 催化氧化技术的引入：传统的生物处理技术对废水含有的苯、酚、酚酞等难降解有机物处理效果不佳，且需要较大的处理空间。
可以引入催化氧化技术进行废水的高级氧化处理，将难降解有机物降解为低分子化合物，加快废水的净化速度，减少处理系统的占地面积和能耗。
3. 循环利用技术的优化：处理后的废水中仍然含有一定量的有机物和固体颗粒，可以通过进一步处理实现循环利用。
采用生物膜反应器处理后的废水可以作为气化过程中的冷却水或者再生水使用，提高水资源的利用效率。
废水中的有机物和固体颗粒也可以通过压滤、结晶等技术进行回收，减少对外部资源的依赖。
4. 能耗分析与节能措施的实施：废水处理系统在实际运行中需要消耗大量的能源，如电力、燃料气等。
需要对系统的能耗进行分析，找出能耗高的环节并采取相应的节能措施，如优化设备运行参数、改进设备结构、采用新型材料等，以降低系统的运行成本。
GE水煤浆气化制浆系统常见问题及处理探析
GE 水煤浆气化制浆系统常见问题及处理探析摘要：总结了GE水煤浆气化制浆系统常见问题及处理方法，针对煤浆浓度不合格、煤称重给料机故障及堵煤、棒磨机漏浆、系统管线结垢、低压煤浆泵选型等问题提出了处理办法及处理时的注意事项，希望可以对其他公司制浆系统平稳运行带来借鉴意义。
关键词：煤浆制备；称重给料机；漏浆；煤浆泵；结垢某公司180万吨/年煤制甲醇项目采用6.5MPa(G)、1350℃的GE水煤浆加压气化技术，2010第1台气化炉投料成功。
煤浆制备单元的目的是为气化炉制备、储存及输送合格水煤浆。
制浆系统的稳定性对于整个工艺流程来说至关重要。
整个系统中包含众多设备和管线，运行时会遇到很多问题。
制浆单元主要的工艺流程如下：粒度小于10mm的碎煤由卸储煤装置皮带送入煤储斗，经煤称重给料机称量后送入磨煤机。
在添加剂槽中经过添加新鲜水配制成的浓度适宜的添加剂由泵送入磨煤机。
污泥水、甲醇装置含油废水、研磨水池渣水和低压灰水送入研磨水槽，研磨水由泵加压经磨机给水流量调节阀控制水量送入磨机。
煤、添加剂和工艺水一同送入磨机中，研磨成浓度合格的水煤浆。
水煤浆经滚筒筛滤去大颗粒后溢流至磨机出料槽中，经低压煤浆泵送入煤浆大槽内储存，再经高压煤浆泵泵送至气化炉工艺烧嘴。
以下是对实际生产中制浆单元常见的问题进行的探讨。
1 煤浆浓度问题1.1 GE水煤浆加压气化技术要求水煤浆具有较高的浓度、较好的流动性、较好的稳定性、适宜的粒度分布、适宜的pH值。
其中煤浆浓度是否合格至关重要。
一般要求浓度在60%-65%，研究表明，水煤浆在参与气化反应的过程中，水分的高低将直接影响气化反应过程及反应后合成气的成分。
在气化反应温度相同的情况下，对于同种煤质，煤浆浓度越高，则越利于降低比氧耗、比煤耗。
因此，在保证煤浆稳定性、流动性前提下，应尽可能地提高煤浆浓度。
1.2 控制煤浆浓度合格的措施在实际生产中，煤浆浓度的提高需要各方面综合作用，常用的措施如下：1.2.1严格控制系统开停工和故障处理时冲洗水的用量，用完冲洗水及时将入口加盲板，避免大量冲洗水进入煤浆大槽；1.2.2 现场操作人员加强巡检，提高通过看浆口观察煤浆在滚筒筛挂格格数的频次，发现挂格低时及时联系中控室调整水煤比；1.2.3 分析煤浆浓度数据，及时调整棒磨机钢棒级配；1.2.4 合理安排备用棒磨机与运行磨机的切换，及时进行加减棒操作，维持钢棒级配在合理的范围内；1.2.5 根据煤浆分析数据，控制好煤浆添加剂的配制浓度和添加量。
水煤浆气化技术的发展及应用选择
水煤浆气化技术的发展及应用选择摘要：文章讨论了煤化工气化原理及气化技术的发展趋势，并探讨了各种水煤浆加压气化技术的特点及优缺点，并得出结论：我国煤种很多，一种气化方式只适用某种特定的煤种，气化技术的选择应因煤制宜，目标产品不同也应采用不同的气化技术。
关键词：水煤浆气化技术；发展趋势；应用选择引言煤炭是世界上分布最广储量最多的化石能源，是世界经济和社会发展的重要动力支柱，在未来几十年内，煤炭将仍是世界主要能源之一，煤炭是21世纪中国经济快速发展的重要支柱，占有不可取代的地位。
我国在煤炭综合利用中存在着方法单一、利用效率低、污染严重等问题，这对环境保护和经济社会的可持续发展产生了巨大威胁[1-3]。
因此，积极发展洁净煤技术，从而解决中国油气短缺等能源安全问题，满足国民经济发展对能源的需求，对中国经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。
1 煤气化原理及发展趋势1.1 煤气化的原理煤的气化反应是指气化剂（空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等）与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。
在气化炉内，煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程[5]。
1.1 湿煤中水分蒸发的过程：1.2 热解（干馏）是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。
一般来讲，热解的形式为：煤煤气（co2，co，ch4，h2o，h2，nh3， h2s）+焦油+焦炭1.3 气化与燃烧过程。
仅考虑煤的主要元素碳的反应，这些反应如下：a.碳-氧间的反应；b.碳-水蒸气间的反应；c.甲烷生成反应；需要指出的是，以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应，不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。
1.2 煤气化技术的发展趋势现代煤炭气化技术发展趋势如下[4]：1.2.1 气化压力向高压发展。
气化压力由常压、低压（98%，比texaco水煤浆气化装置高2%-3%；比煤耗、比氧耗比texaco水煤浆气化工艺低7%。
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法作者：刘朋来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第04期摘要：多喷嘴水煤浆气化水系统运行存在的问题主要表现为管线堵塞、阀门卡涩、低压系统泄露、澄清槽漫水或底部堵塞。
为改进这些不足，提升系统运行效果，有必要对工艺采取改进方法：注重提高煤质，使用优质煤，确保药剂合理配比，注重灰水的水质调整，并加强运行过程管理，提升系统综合性能，使其更为有效的发挥作用。
关键词：多喷嘴水煤浆；气化水系统；运行问题；工艺改进方法为提升系统运行效率，确保系统的稳定性与可靠性，在多喷嘴水煤浆气化水系统运行中，加强系统监控，落实各项管理制度与措施，提高工作人员综合素质是必要的。
但目前这些工作没有严格落实到位，制约系统运行效率提升，有必要采取完善措施。
1 多喷嘴水煤浆气化水系统运行的问题由于系统自身质量问题，再加上管理工作不到位，部分工作人员没有严格按要求开展各项操作，目前多喷嘴水煤浆气化水系统仍然存在以下不足。
1.1 管线堵塞例如，系统运行中，旋风分离器出口的管线出现堵塞现象，不能正常工作。
常见问题表现为：旋风分离器排水阀门虽然全部打开，但液位仍然保持原样，不会出现下降现象，液位显示仍然是100%。
在确认各阀门正常工作的前提下，虽然打开排污阀，出水仍然无流量，这表明管线存在堵塞现象，需要有针对性的采取疏通措施。
1.2 阀门卡涩阀门卡涩也是系统运行中的常见问题，渣水处理黑水切换阀门出现故障，阀门存在卡涩现象。
当工作人员经过查看后，在阀门关闭至剩余五分之一时，阀门构件出现损坏现象。
一旦出现这种情况，影响系统正常運行和工作效率提升，降低开车进度，甚至可能延误系统升压并气时间。
1.3 低压系统泄露低压系统泄露也是系统运行中的问题之一。
一般而言，在系统运行中，系统低压闪蒸器黑水管线出现泄露，影响整个系统的稳定可靠运行。
有必要对系统进行检修，查找导致低压系统泄露的原因，然后及时采取修复措施。
GE水煤浆气化装置优化改造及总结
GE水煤浆气化装置优化改造及总结发布时间：2022-03-24T08:37:09.648Z 来源：《科学与技术》2021年9月25期作者：张军兵[导读] 本文从某工厂GE水煤浆气化炉的实际生产运行情况出发张军兵（国能包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头 014000）［摘要］本文从某工厂GE水煤浆气化炉的实际生产运行情况出发，结合水煤浆气化炉在运行中存在的一些不足，搜集材料、整理数据、讨论论证、加以改造，并将改造情况及改造后取得的效果进行详细介绍，从高压煤浆泵入口缓冲罐、煤浆大槽C内壁、分散剂泵出口缓冲罐、添加剂泵改型、研磨水槽厂房异味等方面着手，细致介绍了上述设备在运行中存在的问题，在原因分析的基础上采取了相应的优化改造措施，取得了可喜的成果。
［关键词］GE水煤浆气化直三通下部进料下部出料限流孔板0 引言某气化装置采用美国 GE公司水煤浆加压气化技术，以煤和氧气为主要原料，在6.5MPa（G）压力下进行部分氧化反应，生成以 CO、H2、CO2为主要成份的粗煤气，经增湿、降温、除尘后，送至下游装置进行变换、净化处理。
同时，将系统中产生的黑水送入四级闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。
某气化装置有 6 套煤浆制备系统（5开 1 备）；有 7 套煤气化系统和渣水处理系统（5 开 2 备），针对近年来在高压煤浆泵入口缓冲罐，气化煤浆大槽C内壁，渣池顶部工作环境，分散剂泵出口缓冲罐，添加剂泵改型，研磨水槽厂房异味，等方面存在的问题在原因分析的基础上采取了相应的优化改造措施，解决了系统存在的问题。
１高压煤浆泵入口缓冲罐改造１１问题描述原有高压煤浆泵入口缓冲罐的Y型三通，煤浆是先进入缓冲罐后在进入高压煤浆泵，煤浆逐渐的将缓冲罐内的空气带走，当缓冲罐内空气不足时，缓冲罐就起不到缓冲的作用，最终导致缓冲罐晃动剧烈，入口管线随之也振动加剧，对生产带来风险。
该项目改造前高压煤浆泵在运行一段时间后，入口缓冲罐就开始晃动，只能通过架子杆进行固定，并且高压煤浆泵入口管线振动较为剧烈，焊缝及管线经常出现拉裂情况。
水煤浆气化装置预热水系统改造
（ ）多 喷嘴气 化炉燃 烧 室流场 复杂 ，烧 嘴处 １ 的气 流速 度直接 影 响到雾 化效 果 ，从而影 响拱 顶
的运行 压力 是 ７ ８Ｍ ａ ． Ｐ ，而此 时预 热水 管 线 处 于
耐火 砖 寿命 和 物料 消耗 ，因此 应严 格按 照压力 与
负荷 的对 应关 系控 制气化 炉 负荷 。
（ ）关注 烧 嘴 的煤浆 通 道 压 差 。根 据 经验 ， ２
烧嘴 的煤 浆压差 控制 不宜 过 高 ，也 不宜过 低 。过
支撑 板 的温度 升高 。应考 虑增设 支撑 板 的冷却 。 （ ）为延 长气 化炉 上 部 耐 火 砖 的使 用 寿命 ， ７
３ ２ 有利 于提 高激 冷水 流量 ．
预 热水管 线上 有一 个高 压管 道和低 压管 道 的
分 界线 ：预热 水 流量调 节 阀的后 手动 阀和 副线 阀
后 面 的管道 压 等级 是 １． ａ ５ ０ ＭＰ ，前 面 的管 道 压 力 等级是 ２ ０ＭＰ 。系统 正 常运 行 以后 激 冷水 ． ａ
特性 的稳 定 。煤 浆灰 熔点 和粘 温特性 是气 化炉稳
定运 行 的重要控 制参 数 ，二者 的波 动会导 致熔渣
在炉 内流 动性 的变 化 ，从 而 引起 渣 口阻 力变 化 。
化炉 壁 或气化 炉锥 底托砖 盘受 力损 坏 ，因此对 其
进行 了改进 ：割开 焊接部 位 ，调整 配合 间隙 ，预 留出气化 炉锥底 托砖 盘 与支撑 板 间的膨胀 缝 ，满
浅谈多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工程应用中的优化及改造
浅谈多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工程应用中的优化及改造多喷嘴对置式水煤气气化技术工业应用十余年来，工艺流程及关键设备结构不断升级和完善。
主要介绍了气化炉拱顶及耐火砖结构的优化和水洗塔、蒸发热水塔内件结构的改造和完善，装置的可操作性和运行周期不断提高。
标签：多喷嘴对置式气化炉；耐火砖；水洗塔；蒸发热水塔多喷嘴对置式水煤浆气化技术是兖矿集团和华东理工大学共同开发的，多喷嘴对置式水煤浆气化技术经历了技术理论、实验室试验、工业中试、工业示范、工业放大等技术开发过程，掌握了该技术的工程放大规律，研究與放大方法是科学、正确、严谨，奠定了向更大规模跨越的理论与工程化基础从2005年第一套千吨级工业示范装置投产以来，结合十余年工业化经验多喷嘴气化技术工艺流程及关键设备结构不断升级和完善，使得工艺流程更趋合理，关键设备运行周期更长，工况更稳定。
1 耐火砖结构优化气化炉燃烧室为一进行气化与燃烧反应的气流床反应器，气化炉金属壳体设计温度约425℃，为防止高温火焰使金属壳体受热变形，多喷嘴对置式水煤浆气化炉燃烧室采用耐火砖结构，耐火砖分为三层，从里到外依次为向火面砖（Cr-Al-Zr砖）、背衬砖（Cr-Al砖）、隔热砖（纯Al2O3）。
炉体耐火砖从上到下依次为拱顶、筒体、锥底三部分，为了便于局部更换，在烧嘴上部下部分别设置托砖架。
1.1 存在问题气化炉燃烧室砌筑耐火砖后，燃烧室内径相较于气化炉壳体内径缩减约1000mm，这就造成气化炉燃烧室内有效反应容积减小，从而制约装置提产的要求。
1.2 处理措施对气化炉隔热衬里进行减薄优化，主要对背衬砖厚度进行了削减，同时增加隔热砖厚度。
在相同钢壳体内径下，减薄优化后的气化炉炉膛有效容积显著增大，有利于在不增加设备投资的情况下提高气化炉处理能力。
通过理论计算，相对于减薄优化后的耐火衬里结构，减薄优化前由于背衬砖厚度引起的热阻增加，耐火砖层、托砖架和炉壳内的整体温度分布相比减薄优化后均有不同程度的降低：托砖架和筋板的最高温度比减薄优化后低约60℃，最低最高温度比减薄优化后低约30℃；炉壳和鳍片中的最高温度比减薄优化后低约30℃，最低最高温度比减薄优化后低约20℃。
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第２期
２０１４年３月
中 氮肥
Ｍ—Ｓｉｚｅｄ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
Ｎｏ．２
Ｍａｒ．２０１４
水煤浆气化变换系统技术改造
方林木
（浙江晋巨化工有限公司，浙江衢州３２４００４）
［中图分类号］ＴＱ １１３．２６ ４．２ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００４—９９３２（２０１４）０２—００４０—０２
浙江晋巨化工有限公司（以下简称晋巨公
司）目前具有３５０ ｋｔ／ａ总氨生产能力，主要包 括１９０ ｋｔ／ａ液氨装置、１６０ ｋｔ／ａ甲醇装置、２５０ ｋｔ／ａ尿素装置、６０ ｋｔ／ａ食品二氧化碳装置。 ２００３年采用石油焦基多元料浆气化技术对原５０ ｋｔ／ａ油氨系统气化装置进行技术改造，当年１２ 月完成系统改造并投产。由于制备多元料浆的原 料硬质沥青和石油焦属于石油制品，价高货缺， 为此，又对气化装置实施了水煤浆改造，于 ２００５年２月完成水煤浆改造并顺利投产。水煤 浆气化变换系统一直沿用原配套重油气化的中温 变换工艺，未作技术改造，存在变换工艺落后、 热能利用率低等问题，与水煤浆气化工艺不相适 应，遂于２０１２年对变换系统也进行了改造。 １ 改造前变换工艺流程及存在的问题 １．１ 改造前变换系统工艺流程 来自气化炉岗位饱和了水蒸气的水煤气 （压力２ ＭＰａ，温度１９０ ｏＣ）进入初换热器管内， ［收稿日期］２０１３—０７－２６ ［修稿日期］２０１３—０８－０５ 【作者简介］方林木（１９６４一），男，浙江衢州人，教授级高工， 被出三层的变换气预热，再进人中间换热器管 间，被出二层的变换气预热，然后进入装有３层
催化剂的变换炉进行变换反应。经过一、二层变
换反应后的变换气进入中间换热器管内，被管间
水煤气降温后，进入三层催化剂层进一步进行变
换反应。经过三层变换反应后的变换气进入初换
热器管间，预热管内水煤气后，去第一变换气冷
却器及第二变换气冷却器管内，被管间冷却水冷
却至常温，排放了蒸汽冷凝液的变换气送往脱硫
岗位。主要设备为２段的变换炉（４，３ ２００ ｍｍ×
１１ ３２０ ｍｍ，其中一段分为２层）。
１．２存在的问题
水煤浆气化变换系统沿用原中温变换工艺，
采用的是中变催化剂，由于铁铬系中变催化剂起
活温度高、耐硫性差，导致催化剂使用周期短，
使用寿命仅１～１．５ ａ；出口变换气中ＣＯ含量偏
高（６％～７％），无法满足制氢的要求；催化剂
使用中后期温度达到５５０ ｏＣ，对变换炉、换热器
及气体管道安全要求高；装置热能利用率低，没
有废锅回收热量，靠水冷却变换气，水耗高，同
时还需添加少量蒸汽；系统设置不合理，系统阻
总工程师。 力偏高，为０．２～０．３ ＭＰａ。
～一…，…，…’…，…，…ｌ…，…，……，…ｌ…，…ｌ…～
７月借装置蒸发系统停车机会对上塔尿液管线进
行改造，在保留原ＤＮ８０管线的基础上（异常情 况下暂用），新增ＤＮ６５管线（正常运行时用）。 尿液走新增ＤＮ６５上塔管线后，其流速提高为 ３．３３ ｍ／ｓ，尿液在上塔管线的停留时间缩短 ｌ２０／２．２—１２０／３．３３＝１８．５０９ Ｓ ４总结 ２０１０年７月１—１２日利用ＣＯ２汽提法尿素 装置停车检修机会实施了以上改造。改造后装置 于２０１０年７月ｌ３日开车，统计２０１０年７月１３ １３—８月２０ １３生产正常时的尿素产品缩二脲含 量：７月最高值为１．Ｏ１％，平均值为０．９７２％；
８月最高值为１．０％，平均值为０．９６９％。可以
看出，改造后由于减少了尿液在蒸发系统的停留
时间，缩二脲的生成量确实得到了降低，提高了
尿素产品质量，增强了我公司的信誉度和市场竞
争力。
［参考文献］
［１］中国寰球化学工程公司，中国武汉化工工程公司．氮肥工
艺设计手册：尿素［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９８８
第２期 方林木：水煤浆气化变换系统技术改造 ・４１・
２改造内容
２．１ 局部改进变换炉，改用宽温耐硫低变催化剂
鉴于中变催化剂起活温度高、耐硫性低，改
用起活温度低、耐高水气比的宽温耐硫低变催化 剂。在现有煤气组成、水含量不变的情况下，可 将反应温度降低１００℃以上，变换出口ＣＯ含量 可降低至≤０．６％，不需添加蒸汽。 原变换工艺采用铁铬系中变催化剂，共装填 ５８ ｔ。为适应装填低变催化剂，对变换炉进行局 部改进，改后从上而下装填脱氯剂、保护剂和低 变催化剂，分别为耐硫脱氯剂９ ｍ 、耐硫保护 剂２ ｍ 、耐硫低变催化剂１７ ｍ ，共装填２１ ｔ。 ２．２增加煤气过滤器 从实际运行来看，煤气中含有粉尘，易导致 热交换器堵塞，甚至导致催化剂结块。另外，煤 气有时带水，热交换器易腐蚀。为此，增加煤气 过滤器，过滤掉粉尘，除去水分，同时煤气过滤 器设副线，便于维持生产并及时清理。 ２．３优化换热装置 由于宽温耐硫低变催化剂起活温度低至１８０ ℃，考虑到露点为１９０℃，变换一段人口温度控 制在２３０～２４０℃，则原有的换热器换热面积远 远超过所需，为此对换热装置进行优化调整。为 配管方便，只保留中间换热器用于加热煤气，去 掉初换热器。 ２．４增设废热锅炉副产蒸汽 高水气比煤气的热能利用价值高，可副产 １．３ ＭＰａ中压蒸汽，按气化炉送变换的煤气流量 为１５ ０００ ｍ ／ｈ计，可副产１．３ ＭＰａ饱和蒸汽约 ３ ｔ／ｈ，为此在变换炉一、二段间设置废热锅炉， 回收热量副产蒸汽。 ２．５回收洗涤水热能 变换二段出口变换气温度为２５０℃，露点 １６５ ｏＣ，副产蒸汽不能利用其潜热，因此不设第 二废热锅炉，改为设置洗涤水加热器，降低变换 气温度同时加热洗涤水，加热后洗涤水用于气化 激冷洗涤降温，提高水煤气温度和水气比，以多 产中压蒸汽。 ２．６增设溴化锂换热器回收低位热能 变换气经洗涤水回收热能后温度仍达１２０ ，还有热能未能利用，但此热能为低位热能， 而溴化锂机组能利用此低位热能，为此增设溴化 锂换热器，变换气加热溴化锂机组水，溴化锂机 组产冷冻水，用于降低煤气温度，提高压缩机打 量，实现热能综合利用。 ２．７优化整体工艺 改造后的工艺参数按水煤气温度１９０ ｃ【＝、水
气比１．４计算，则湿气组分为：ＣＯ ７．４２％～
８．１３％，０２ ０．１％，ＣＯ １８．７５％～１９．５８％，Ｈ２
１２．５％～１３．３３％，ＣＨ４ ０．２１％～０．２９％，Ｎ２
１．２５％～１．６７％，Ｈ２０ ５８．３％。
按此计算相关的工艺参数，并对系统管线按
此进行改造优化。
来自气化炉岗位饱和了水蒸气的水煤气
（温度约１９０℃）经分离器除水，再经煤气过滤
器除掉粉尘后进人中间换热器管间，被出一段变
换气加热到２３０℃，进人装有２层催化剂的变换
炉一段进行变换反应。经过一段变换反应后的变
换气（温度约４１０℃，ＣＯ含量４．６％）进入中
间换热器管内，被管间水煤气降温到３６８℃，进
入废热锅炉副产１．３ ＭＰａ饱和蒸汽，变换气温度
降为２３０ ｏＣ，进入变换炉二段催化剂层，进一步
进行变换反应。经过二段变换反应的变换气
（温度２５０℃，ＣＯ含量０．６％）离开变换炉，进
入洗涤水加热器预热管内的洗涤水，然后进入溴
化锂换热器，降温后的变换气进入变换气冷却器
管内，被管间冷却水冷却至常温，排放了蒸汽冷
凝液的变换气送往脱硫岗位。催化剂升温硫化采
用原有的升温系统，利用净化来的煤气进行升温
硫化。
３改造效果
变换系统于２０１２年４月完成了一系列改造，
改造后效果明显：采用全低变工艺取代中温变换
工艺，不需添加蒸汽，催化剂使用寿命延长１
倍；变换出口ＣＯ含量由６％下降到０．６％，ＣＯ
转化率由８５％提升到９８％；增设废热锅炉副产
蒸汽，副产中压蒸汽３ ｔ／ｈ，年经济价值３５０万
元；用溴化锂机组回收系统能量，提供冷冻水，
降低了压缩机进口气体温度；增设过滤器、取消
初换热器等改造，使变换系统阻力大幅下降，由
改造前的０．２５ ＭＰａ下降到０．０８ ＭＰａ。改造取得
成功，当年就收回了投资，同时申请了专利——
一
种与气化激冷流程配套的耐硫变换工艺技术，
已被国家知识产权局受理。