1、氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介：李 勇（），男，工程师，从事化工生产日常管理工作；粉煤加压气化装置变换工段汽提塔带液原因分析及处理措施李 勇，牛 勇，刘天亮，张 峰（安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽临泉）摘 要：介绍了 粉煤加压气化装置变换汽提塔生产中存在的问题，分析了汽提塔可能带液的原因，并对检修过程中发现带液的真正原因进行分析、阐述，结合生产实际情况组织处理，稳定了生产装置运行，得到良好的经济效益和环保效益。关键词：汽提塔；带液；原因分析；处理措施 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：安徽晋煤中能化工股份有限公司现有 套 粉煤加压气化装置，其中 套于 年 月建成投产。正
2、常生产时为脱除变换气中的氨等有害气体，气体进入变换气分离器时，在分离器的上部用泵加入脱盐水对其进行洗涤。洗涤后的水通过液位自调阀进入汽提塔（）上部，蒸汽从汽提塔下部进入，用蒸汽汽提水中的氨，汽提后的水通过自调阀送气化汽包，解吸气体通过压力调节阀（）送火炬。设备概况该汽提塔为立式，材料为，由填料、支撑板、液体发布器、蒸汽分布器、筒体、封头（管箱）、接管、裙座等组成，主要技术参数见表。表 汽提塔主要技术参数项目数值直径 壁厚 高度 体积 设计温度 设计压力 最高工作压力 耐压试验压力 存在的问题该汽提塔自 年 月投运以来，蒸汽消耗低、水质稳定，但在 年 月发现存在以下问题：（）在汽提塔蒸汽入口管对
3、面塔壁不断出现砂眼泄漏，经超声波测厚仪对该处塔壁进行检测，厚度只有 ，多次补焊影响生产。（）生产工艺不稳定，蒸汽消耗居高不下。（）外送水氨质量浓度高达 ，碱度达 ，造成汽提水不能外送，环保压力大。（）汽提塔现场放空经常带液，到处积水，大气氨味重，环保压力大。原因分析及改造措施 蒸汽分布器汽提塔进口蒸汽分布器采用直管开孔分布器结构，直管端面由厚度为 的钢板封堵，检修时发现直管端面封堵的钢板脱焊、掉落，经检测发现汽提塔液面处筒体（高度约为 ）原厚度为 ，现经超声波测厚度为 、，远低于安全厚度。原因分析 蒸汽进入蒸汽分布器时，不断有冷凝液产生，而冷凝液又不能及时排出，便集聚在分布器管底部。源源不断的
4、蒸汽进入便产生液击、振动现象，造成直管端面封堵的钢板受力过大，导致端面封堵钢板焊缝撕裂、脱落。此时 氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月蒸汽继续源源不断地直接冲击、冲刷造成汽提塔塔壁 冲 蚀 减 薄 严 重，日 积 月 累 后 塔 壁 冲 蚀泄漏。改造措施改造前后的蒸汽分布器见图。（）改造前（）改造后图 改造前后的蒸汽分布器 （）蒸汽分布器直管端面采用厚度为 的钢板封堵，增加强度。（）蒸汽分布器直管底部均布 个直径为 的小孔，及时排除产生的冷凝液，同时还可以分布蒸汽，使蒸汽分布器受力更好。（）汽 提 塔 下 筒 体 的 液 面 区 域 上 下 约 处，采用厚度为 的钢板包焊 周，消除塔壁泄漏、
5、增加筒体强度，确保蒸汽分布器安全稳定运行。液体分布器汽提塔进口液体分布器采用的是直莲蓬头式喷洒器，莲蓬头的直径为 ，球面半径为，喷洒角为，莲蓬头的高度为 ，喷洒外圈距塔壁 ，小孔直径为 （共 个）。检修时发现直莲蓬头式喷洒器小孔周围结垢，并有 以上小孔堵塞，球面边缘焊缝开裂长度约 。原因分析（）从变换气分离器出来的冷凝液中，难免会含有少量细的煤尘粒和触媒粉，由于液体流经小孔时存在节流效应，便在小孔周围结垢，严重时堵塞小孔，这样就造成液体布水不均匀从而影响洗涤效果。（）直莲蓬头开孔率不够。进液管道直径为，小孔直径为 （共 个），开孔率仅为 倍；直莲蓬头存在憋压现象，加之小孔周围结垢及堵塞，憋压更
6、加严重，长期憋压造成直莲蓬头球面边缘焊缝开裂。（）工艺操作不当。变换气分离器液位自调阀开度较大时直莲蓬头不能及时完全布液，导致憋压；开度过小时、流速较低时易造成细的煤尘粒和触媒粉堵塞喷头小孔。改造措施（）液体分布器前即进液管道安装过滤器，监控过滤器的压差，及时清理过滤器，从而避免细的煤尘粒和触媒粉堵塞喷头小孔。（）增加直莲蓬头开孔率，将小孔直径由 扩大至 （共 个），开孔率达到约 倍，进而减少喷头憋压的可能性。（）严控工艺操作，操作时变换气分离器液位自调阀调节幅度不能过大，液体压力最好稳定为恒定值，从而稳定液体均匀喷射。填料架桥堵塞汽提塔填料分 段：上段高度 ，下段高度 ，内部装填 鲍尔环不锈
7、钢填料，散装分布约 ，下部支撑篦采用格栅支撑，上铺 目不锈钢丝网。该结构以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，具有通量大、效率高、降压低、持液量小等优点。检修时发现填料上段堵塞严重，下部支撑篦处部分堵塞。氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月 原因分析（）变换气分离器出来的冷凝液水质太差，造成喷下的水中含有细的煤尘粒、触媒粉、悬浮物及油类沾染于填料的表面，尤其是上部填料日积月累堵塞填料较严重。（）直莲蓬头式喷洒器小孔周围易结垢后造成布水不均匀影响洗涤效果，加之塔径较小，当莲蓬喷头向外喷射液体时会产生“壁流”现象，在塔壁处流体助力比较大，液体便沿着塔壁逐渐减速形成“干椎体”现象，细的煤尘粒
8、、触媒粉、悬浮物及油类便沾染于填料的表面，导致填料堵塞。（）填料支撑开孔率不足，下部支撑篦采用格栅支撑，上铺 目不锈钢丝网，虽然能够很好地阻止碎填料、杂物等进入液相区域，但是由于 目不锈钢丝网孔径较小，也造成碎填料、杂物等在丝网上集聚，导致细的煤尘粒、触媒粉、悬浮物及油类沾染于丝网及填料的表面，造成下部填料堵塞。改造措施（）液体分布器前即进液管道安装过滤器，及时清理过滤器。（）将直莲蓬头小孔直径由 扩大至（共 个）。（）将格栅支撑上的 目不锈钢丝网更换为 目不锈钢丝网，增大开孔率，减少碎填料、杂物、煤尘粒、触媒粉、悬浮物及油类等在丝网上的集聚。液体出口不畅汽提塔液体通过塔底开孔，经自调阀送气化
9、汽包。检修时发现底部封头较脏，出液口周围堆积碎填料、杂物、煤尘粒、触媒粉等固体颗粒。原因分析汽提塔底部开孔前没有设置防堵装置，很容易造成脏污随液体进入出液口，堵塞管道，造成液体出液不畅。改造措施（）将塔底的出液管由 增大为 管道，增大流通面积。（）出塔排液口安装多孔挡罩部件，然后在多孔挡罩外围捆扎不锈钢丝网部件，多孔挡罩部件与不锈钢丝网部件经固定钢带部件牢牢地组合在一起（见图），可以拦截碎填料、杂物、煤尘粒、触媒粉等固体颗粒不进入排液管口，其液体经不锈钢丝网、挡罩孔进入管道排出塔外。正常生产时工艺水和碎填料、杂物、煤尘粒、触媒粉等固体颗粒在塔内集聚后，沉积在下封头及多孔挡罩周围，既保证了排液口
10、不会堵塞，又可有效地排出液体，从而确保汽提塔排液畅通、不会堵塞。（）改造前（）改造后图 改造前后汽提塔出液口 结语通过以上原因分析并采取措施，对 粉煤加压气化装置变换汽提塔带液问题进行成功改造，很好地解决了汽提塔带液的问题。年 月装置开启运行，内未再发生筒体泄漏，现场放空不再带液，到处积水、大气氨味重的问题得到妥善处理。经检测氨氮质量浓度在 以下，碱度为 左右，确保了装置的连续运行，避免了不必要的停车，同时减少了物料泄漏，避免了环境污染。参考文献 韩会敏，陈雄 浅谈变换工段汽提塔的设计 石油和化工设备，（）：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月
11、准化管理委员会 压力容器：北京：中国标准出版社，李家栋，曹珍，白成海，等 变换冷凝液汽提系统优化改造总结 中氮肥，（）：安徽晋煤中能化工股份有限公司 一种变脱系统精脱硫塔排污防堵装置：（收稿日期）（上接第 页）的环氧树脂片。当环氧树脂片堵在进水孔板流量计时，会造成流量计前后压差升高，进而引起流量计数值升高且波动较大，流量计满量程为出现归零的情况，引起 对烧嘴停车。通过增加过滤器，保证烧嘴冷却水流量计数值准确，从而监控烧嘴稳定运行，当烧嘴出现异常时能够及时发现。.锁斗充压阀组增加前手阀锁斗充压阀门（）前的球阀处于半开状态，阀芯长期受到高压液体冲击，造成 前的球阀关闭时不能将 有效隔离出来。当 出
12、现故障时，无法隔离检修更换，造成锁斗程序无法正常运行。在 阀前增加 球 阀，阀 门 处 于 常 开 状 态。当 出现故障时，将 的前阀关闭，进而将 隔离出来进行检修。.降低入气化工段氧气压力原氧气调节阀开度为 ，调节阀定位器及气动薄膜未处于最佳工作状态。氧气调节阀喘动是造成氧气流量波动的主要原因，而氧气调节阀前后压差大是造成氧气调节阀喘动的主要原因。降低入气化工段的氧气压力后，减小氧气调节阀前后压差，可使氧气调节阀的喘动情况得到明显改善。.更换低压闪蒸汽去变换母管材质气化至变换低压闪蒸汽原管线材质为普通 号钢，材质为。该管线正常运行压力为.、温度为.，尺寸为。运行介质闪蒸汽内含有、等酸性介质，
13、对管线产生腐蚀并且存在多次泄漏现象，管线被迫切出系统处理。汽提塔使用.蒸汽造成高品位热量浪费；部分低压闪蒸汽直接排入大气可能造成空气污染。将该管线材质由普通 号钢变更为 材质。.渣池溢流管延长至斜坡段渣池溢流管线的前仓开孔位置在距离锁斗排渣卸渣口距离较近，排渣时翻起的渣存积在溢流口处，在渣池溢流阀打开时直接顺渣池溢流管流入渣池后仓，这部分渣或堵塞渣池泵进口，或通过渣池泵进入激冷水管线并在黑水循环泵出口管线内沉积，在开启黑水循环泵后被带入黑水过滤器，影响气化炉激冷环供水。此外，渣池泵的检修频率高，渣池泵运行 周就需要倒泵检修。所以决定将前仓两侧溢流口位置平移至渣池前仓斜坡处，远离排渣口，避免溢流
14、口处积渣。将溢流管线做成 形管，在 形管最低处增加 的导淋作为溢流管积渣情况的日常检查。改造后渣池泵堵渣情况明显减少，减少了机泵的维修频次，延长了设备运行寿命。结语经过将近 的运行，心连心公司在水煤浆气化炉工艺操作方面积累了一定的经验。通过水平衡的优化、原料煤煤种的稳定、人员技能的不断提高，气化装置系统运行日趋稳定，多喷嘴气化技术在公司运行效益日趋明显。参考文献 于雷 水煤浆气化装置激冷水泵故障原因分析及解决措施 氮肥与合成气，（）：姚正强 大型壳牌气化装置综合改造升级共性关键技术的研究与应用 氮肥与合成气，（）：刘道文 多喷嘴水煤浆气化装置真空闪蒸系统改造总结 中氮肥，（）：郭煜 德士古水煤浆加压气化技术运行中的问题和处理对策 云南化工，（）：（收稿日期）