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1、德士古气化炉带水原因及措施作者/来源：聂成元，朱冬梅 (兖矿鲁南化肥厂，山东滕州 277527) 日期：2001-6-161 气化炉带水的现象及危害 气化炉带水可分为两种：一种是由气化炉来的合成气进入洗涤塔后，由于温度降低，在洗涤塔内冷凝；另一种是气化炉操作异常时，合成气夹带的水团，沿合成气管线进入洗涤塔。前者带水是正常的，量极少，后者是不正常的，量大。本文讨论的是后者带水。 1.1 气化炉带水现象 (1)气化炉液位急剧下降，激冷水浴不能形成，不能维持正常的气化炉操作； (2)气化炉底部出水量剧减，逐渐降为零，激冷室水夹带在合成气流中，带入洗涤塔； (3)洗涤塔液位居高不下，洗涤塔补水量逐步降
2、为零，水系统失调； (4)出洗涤塔温度偏高，合成气量偏高，这是由于气化炉液位降低，高温合成气通过激冷水浴时间短，导致换热量少而引起的； (5)文丘里压差变大，且波动频繁。 1.2 气化炉带水的危害 (1)气化炉带水导致气化系统水平衡的破坏，洗涤塔液位居高不下，系统无法补水，灰水罐液位剧降。带水严重时，会迫使气化炉停车。 (2)洗涤塔液位过高，就会引起后工序变换系统带水，水淹变换催化剂，不仅导致后工序停车，而且使催化剂失活。 (3)由于气化炉带水改变了黑水中灰渣颗粒的沉降过程，含有大量灰渣颗粒的黑水进入闪蒸系统，使整个水系统的含固量大大增加，加速设备及管道的磨损，增加结垢、堵塞的可能性，不仅影响
3、系统安全、稳定、长周期运行，而且大大增加维修费用，使产品成本上升。 (4)由于气化炉带水，操作环境恶劣，使气化炉不能维持高负荷生产，单炉生产能力下降，影响整个合成氨系统经济运行。 2 气化炉带水原因分析 由燃烧室出来的高温合成气，沿下降管高速进入激冷水浴中，饱和了大量水汽后沿上升管上升，在高速气流作用下，激冷室的液体呈膨胀状，下降管液位较低，而上升管液位较高，气流经过下降管后沿上升管与下降管间的空隙迅速上升，将液体迅速包围、分散，使液体分散成众多大小不均的液滴，并使其获得了一定速度随气流上升，此时液面上鼓，当气体流速波动剧烈时，还会出现环流现象，气流夹带大量水团上升，但夹带的液滴和水团由于自重
4、还有一个沉降过程，当气流夹带液滴的速度大于液滴和水团的沉降速度时，即： 气速+液团速度液团的沉降速度气化炉带水现象就发生了。随着液体环流的增强，带水逐渐严重，形成惯性带水后，大量水团及液滴被气流带入洗涤塔，使洗涤塔液位居高不下，无法补水。当然气化炉正常运行时，气流夹带过饱和水汽入洗涤塔后冷凝时，不足引起带水。导致气化炉带水主要有以下因素。 2.1 气速 当气化炉高负荷运行，或者炉温控制偏高时，均能使气化炉发气量迅速增大，从而使气速增大，气流对液体分散作用加强，液体环流现象加剧，这样就导致了带水。 2.2 负荷 由于生产的需要，气化炉基本处在高负荷状态(为原设计负荷的140左右运行，压力、温度较
5、高，气量也相应大，但气流通过的间隙未改变，气速的增加也会使气化炉带水；在低负荷时，虽未形成剧烈的环境，气流分散的液滴速度大于液滴沉降的速度，仍会使气化炉带水。另外，负荷增减频率快及调节幅度过大也会引起带水。 2.3 液位 气速一定，若气化炉液位控制较高，气流通过激冷水浴的时间长，气流对液体的分散作用就会加剧，环流现象加强，从而导致了气化炉带水。因此，高负荷生产中，气化炉的液位不可控制过高，否则极易引起带水。 2.4 炉温 气化炉操作中，炉温的控制相当关键。维持较高炉温，对气化反应，气化炉的发气量、碳转化率等是有利的。但是，炉温偏高，在激冷水浴中饱和的水蒸气也多，气量增大，气速也就相应增大，同样
6、也会引起带水。 2.5 压力 压力过高，会使合成气的气速增加，压力波动也会引起带水。 3 预防气化炉带水的措施 3.1 炉温控制 炉温一般根据煤浆灰熔点的高低来确认。根据我厂的生产实践证明，炉温控制在高于灰熔点 100左右，对气化反应最为有利，而且也可避免气化炉带水。 3.2 负荷调节 为使系统经济运行，气化炉均在高负荷状态下运行，但是，不能超出气化炉设计负荷太多。根据我厂长期实践，维持在设计负荷的130为宜。高负荷运行时，尽可能少加减负荷。而且，调节幅度不宜过大，这不仅能防止气化炉带水，而且对系统长周期、稳定运行也有好处。 3.3 液位控制 由于气化炉超设计负荷运行，气化炉液位不可控制太高，
7、以减少气体通过的时间，降低气体对液体的分散作用，而且，处理带水时，可适当降低液位，破坏生成的环流。待带水得到控制后，再逐步提高液位，但液位控制不可过低，过低会改变渣的沉降过程，增加黑水的含固量，而且也会使气化炉停车。 3.4 氧压及系统压力 应保持氧压及系统压力稳定，不可过高，稳定的氧压及系统压力对防止气化炉带水是有利的； 3.5 气化炉底部出水量 气化炉底部出水量的高低是判断气化炉是否带水的一个重要标志，当气化炉出水量减为零时，气体对激冷室水浴的分散作用便会加强，而且，环流现象加剧，只能引起更严重的带水，保证气化炉底部有一定的出水，水流和气流方向近似作逆向接触，使气体的分散作用变弱，这也会在
8、一定程度上防止气化炉带水。 3.6 对气化炉内件改动 针对气化炉带水的原因，我厂增加了下降管底部的大锯齿数目，在锯齿的作用下，气流比较平稳，而且降低气体对液体的分散作用，也可防止带水。另外，在气化炉合成气出口附近，设置高效挡板，增加液滴和水团的沉降，也可防止带水，这些均取得了较好效果。 3.7 加大水系统循环量 由于负荷的提高，我们在操作中相应将激冷水量由原来的74m3h提高至90m3h，同时，在激冷水入气化炉处设置一大滤网，定期冲洗，以保证激冷水的供应，不仅可以阻止带水，而且保证气化炉长周期稳定运行。 4 结 论 (1)气化炉气流速度过高，对液体分散作用加强，且液体环流加剧导致带水。 (2)影响带水的基本因素是：气体气速、气化炉液位、负荷、炉温高低、氧压及系统压力等。 (3)由于我们对气化炉带水原因有了正确的认识并采取相应防范措施，基本杜绝了气化炉带水现象。即便发生气化炉带水，操作人员也会迅速采取措施，恢复正常生产。