基于高固含量和節(jié)能環(huán)保效率的生物技術(shù)裝置的應(yīng)用

基于高固含量和節(jié)能環(huán)保效率的生物技術(shù)裝置的應(yīng)用

河南龍?；び邢薰荆ㄒ韵潞喎Q龍?；ぃ┦呛幽夏茉椿ぜ瘓F有限公司的分支機構(gòu)。第一階段生產(chǎn)500噸甲醇和200噸二甲醚，副產(chǎn)浦湖及其活性物質(zhì)3000噸。1煤氣化裝置的節(jié)能環(huán)?，F(xiàn)狀隨著工信部《先進煤氣化節(jié)能技術(shù)推廣實施方案》的發(fā)布,以及近年來我國氮肥、甲醇和煤化工生產(chǎn)原料的結(jié)構(gòu)性調(diào)整,我國加快了以粉煤加壓氣化、新型水煤漿氣化等關(guān)鍵技術(shù)為代表的先進煤氣化技術(shù)的應(yīng)用,但目前國內(nèi)仍有不少投運了的先進煤氣化技術(shù)裝置未能達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求,原料消耗和污染物排放還比較高,由于忙于裝置建成投產(chǎn),也沒能在節(jié)能環(huán)保方面開展有效的工作。而殼牌粉煤加壓氣化技術(shù)通過多方面的技術(shù)改造和創(chuàng)新,已使生產(chǎn)裝置的節(jié)能環(huán)保效率達(dá)到了最優(yōu)化。2制作周期長(1)殼牌煤氣化工藝設(shè)計中,煤氣化的3大關(guān)鍵設(shè)備(煤氣化爐、輸氣導(dǎo)管、合成氣冷卻器)的內(nèi)件在國外制造,制作周期較長;激冷氣壓縮機、陶瓷飛灰過濾器、煤燒嘴、煤粉閥、氧閥、渣閥、灰閥等也完全依賴進口(2)氣化裝置正常運行火炬系統(tǒng)時,為了保證火炬的正常燃燒,保障環(huán)境不受污染,一直采用液化氣作為伴燒介質(zhì)點燃常明燈,保證火炬不熄滅,伴燒過程每天消耗液化氣約2.5t,液化氣不僅價格高,常年伴燒造成極大的浪費,而且作為?；费b卸、存儲風(fēng)險也大。3全固含量較高,存在積灰破壞機理(1)殼牌煤氣化裝置生產(chǎn)過程中,由于廢水預(yù)處理系統(tǒng)原設(shè)計能力偏小,系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,設(shè)備故障率高,導(dǎo)致氣化裝置長期高負(fù)荷運行過程中產(chǎn)生的大量污水無法得到處理,造成排放廢水中的氨氮、COD等有害物質(zhì)超標(biāo)。例如,氣化裝置初步水處理系統(tǒng)所有的動設(shè)備及塔器處理的污水固含量都較高,尤其是排渣系統(tǒng)來的渣水,其中的全固含量基本在2%左右(開車初期,煤粉管線控制不好的情況下,全固含量最高曾達(dá)10%),除渣系統(tǒng)富含Ca(2)殼牌煤氣化工藝所存在的積灰問題導(dǎo)致系統(tǒng)頻繁停車,造成開車資源浪費和大量合成氣排放,影響著裝置的長周期運行。粉煤在氣化爐內(nèi)燃燒產(chǎn)出合成氣,合成氣所攜帶的飛灰初始積聚時,由于堵塞了合成氣的流通通道,影響了合成氣冷卻器的換熱效果,導(dǎo)致合成氣冷卻器出口溫度逐步上升;當(dāng)飛灰積聚面積繼續(xù)增大時,合成氣冷卻器段水冷壁會有很大壓差并有損壞的風(fēng)險;若飛灰積聚到只留下很小的間隙讓合成氣通過時,那將會使合成氣的流速明顯增大,從而引起合成氣冷卻器段水冷壁的腐蝕風(fēng)險,最終導(dǎo)致系統(tǒng)被迫停車。裝置積灰損壞設(shè)備導(dǎo)致的停車一般檢修周期較長,加上開、停車的消耗,將大大增加裝置的生產(chǎn)成本。(3)殼牌煤氣制甲醇工藝系統(tǒng),設(shè)計氣化裝置所采用的煤粉輸送氣和反吹氣均是氮氣,這些氮氣在進入甲醇合成單元前無法排出,大量的氮氣被送至甲醇合成裝置,導(dǎo)致甲醇合成弛放氣量大,造成大量的有效氣體夾帶損失。另外,低溫甲醇洗工序解吸出的CO4改進措施4.1陶瓷濾芯和關(guān)鍵控制閥努力實現(xiàn)殼牌煤氣化工藝關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化,可降低裝置的投資、運行維護成本。目前比較具有代表性的3項技改研發(fā)內(nèi)容如下。(1)沈鼓設(shè)計生產(chǎn)的新激冷氣壓縮機K1301B裝置最初的設(shè)計采用的是西門子的激冷氣壓縮機K-1301A,其正常運行的激冷量為185000m(2)飛灰過濾器使用國產(chǎn)Fe3Al濾芯原飛灰過濾器采用PALL公司的陶瓷濾芯,一直依賴進口,而目前國內(nèi)研發(fā)的Fe3Al濾芯過濾精度高、抗彎強度大、抗氧化性強,且具有耐腐蝕性,其燒結(jié)過濾元件所使用的Hastel合金、Hayhes230、Inconel601、310S等可在800℃氧化環(huán)境下正常工作,在600~800℃條件下工作6000h以上仍保持完好,經(jīng)金屬多孔材料凈化后的高溫煤氣含塵量可降至10mg/m另外,原HPHT飛灰過濾器采用PALL公司的陶瓷濾芯,單臺HPHT飛灰過濾器需1152支陶瓷濾芯,每支陶瓷濾芯價格約6000元,成本較高,而國產(chǎn)Fe3Al燒結(jié)濾芯每支價格僅約3000元,采用國產(chǎn)Fe3Al濾芯,單臺飛灰過濾器可節(jié)約過濾元件成本345.6萬元,大大降低了初始投資和運行維護成本。(3)關(guān)鍵閥門國產(chǎn)化將煤粉加壓輸送系統(tǒng)的煤粉鎖斗與煤粉給料倉中間連通閥由國外球閥更換為國產(chǎn)盤閥。盤閥是通過滑動圓盤來實現(xiàn)開關(guān)的一種快開快關(guān)閥門,能在惡劣的工況下連續(xù)、長期工作,獨有的硬密封面具有自研磨性能,使其在磨損、沖蝕物料應(yīng)用過程中能不斷提高密封性,壽命要比其他閥門長好幾倍。實現(xiàn)關(guān)鍵閥門的國產(chǎn)化,可大大降低初始投資和運行維護成本。4.2弛放氣作為伴燒介質(zhì)利用煤化工裝置自身的優(yōu)勢,通過技術(shù)改進,從硫回收裝置液化氣管線引1股甲醇合成尾氣(弛放氣)去火炬燃料氣系統(tǒng),正常開車時火炬系統(tǒng)仍然采用液化氣來點燃常明燈,火炬頭的溫度要保持在50℃以上,氣化、甲醇合成及硫回收系統(tǒng)開車正常后,則采用弛放氣作為伴燒介質(zhì)點燃常明燈,弛放氣的壓力保持在0.15MPa以上。具體操作步驟:打開弛放氣去硫回收液化氣管線上的手閥,逐步向液化氣管線內(nèi)通入弛放氣,待液化氣管線建立壓力后,中控點燃常明燈,觀察火炬的火焰及溫度變化情況,運行正常后停液化氣泵,關(guān)閉液化氣泵的進、出口手閥以及液化氣出口總閥。從實際使用效果看,有效減少了原材料消耗,解決了火炬系統(tǒng)存在的一系列問題。4.3預(yù)處理系統(tǒng)重新配置廢水預(yù)處理系統(tǒng)工藝流程簡圖見圖1(粗線為新配管線)。在濾液循環(huán)泵(P-1712)出口配管去酸性灰漿汽提塔(C-1701),于SSS給料泵(P1701)進酸性灰漿汽提塔管口處配三通并增加閥門,SSS給料泵出口配管去沉降槽(S-1701)。當(dāng)排渣系統(tǒng)污水固含量較高時,將除渣系統(tǒng)污水通過SSS給料泵輸送至沉降槽(S-1701)進行沉降,經(jīng)沉降后灰漿濃度較高的出水進真空過濾機過濾,過濾后的濾液通過濾液循環(huán)泵(P1712)送至酸性灰漿汽提塔,與SSS給料泵(P1703)送至酸性灰漿汽提塔(C-1701)中部的濕洗系統(tǒng)酸性水混合,在酸性灰漿汽提塔(C1701)中,用蒸汽將廢水中所含的氨氮汽提出來送至酸火炬;沉降槽(S-1701)的溢流液則經(jīng)溢流液罐(T-1701)通過循環(huán)水泵(P-1705)送出去系統(tǒng)分配。廢水預(yù)處理系統(tǒng)經(jīng)重新配置后,固含量較高的污水進入沉降槽(S-1701)進行沉降,避免了污泥對酸性灰漿汽提塔(C-1701)、SSS排污水冷卻器(E-1701)的堵塞,同時污水直接進入沉降槽S-1701進行沉降,也避免了污水中的固體顆粒物對管道、閥門、機泵的磨損和沖刷;排渣系統(tǒng)、濕洗系統(tǒng)來水不再直接進入酸性灰漿汽提塔,也就停止了堿性來水的加酸中和,不僅避免了酸泄漏以及酸對管道、設(shè)備的腐蝕,確保了現(xiàn)場安全,大大節(jié)約了輔材費用,而且使得氨氮在弱堿性環(huán)境下更容易被汽提出來。實際運行情況表明,廢水預(yù)處理系統(tǒng)經(jīng)重新配置后,外排污水的pH能夠保證合格,酸性灰漿汽提塔也未再發(fā)生堵塞現(xiàn)象,酸性灰漿汽提塔的汽提效率得到提高。4.4反吹管路的布置運行中遇到的合成氣冷卻器積灰問題,可以通過以下2種主要方式進行解決。(1)對吹灰器進行改造。積灰主要集中在過熱器十字支撐頂部吹灰器、過熱器管束入口區(qū)域蓋板處、過熱器換熱管束表面這3個區(qū)域,在原有的超高壓反吹氣管路中分出兩部分反吹管路:一部分是水平反吹管,水平管上均勻開有小孔,主要防止十字支撐積灰;另一部分在十字支撐下部的平臺上布置有2個半圓形管道,在半圓形管道內(nèi)、外側(cè)均開有小孔,有針對性地吹除積聚在過熱器(蒸發(fā)器3)蓋板頂部和過熱器入口管束表面疏松的飛灰。同時,增大吹灰器在膜式壁管口位置的反吹氣量,并通過增大外部氮氣反吹氣管的直徑或孔板直徑,使得高速反吹氣的消耗實現(xiàn)最優(yōu)化。吹灰器用高壓氮氣或高壓CO(2)改變敲擊器敲擊頻率,對敲擊器動力氣源壓力進行調(diào)節(jié)4.5通過油氣擠出工藝系統(tǒng)解決煤粉輸送載氣和反吹氣問題的解決方案在殼牌煤氣制甲醇工藝系統(tǒng)中,CO另外,CO5弛放氣的回收利用(1)殼牌煤氣化裝置國產(chǎn)化設(shè)備的實際運行效果已得到實際生產(chǎn)的驗證,隨著今后的發(fā)展也將日趨成熟,國產(chǎn)化設(shè)備的增多將有效降低裝置的投資、運行維護成本。(2)火炬系統(tǒng)伴燒介質(zhì)用弛放氣代替液化氣后,不僅避免了大量昂貴液化氣的消耗,大大節(jié)約了輔材費用,而且有效地利用了弛放氣,提高了弛放氣的綜合利用率,減少了廢氣排放對大氣的污染;同時,液化