变换旋风改造方案

在扩能改造中为解决入23#粗煤气带尘带油的建议造气来的粗煤气因为携带粉尘和焦油致使23#变换炉触媒床层阻力大，变换效率低，使用时间短，再生频繁，换热器管束堵塞，换热效率低，进入变换炉的粗煤气温度低，热平衡难以维持，操作条件恶性循环，而且经常向变换炉通入中压蒸汽。为了解决造气来的粗煤气携带粉尘和焦油的问题在原装置的B系列增加了一套两级旋风除尘装置。一、2005年10月10日13：00旋风除尘装置投用，运行情况：1、净煤气气量为35000Nm3/h旋风分离器压差0.3MPa，过滤器压差0.04MPa，排液情况为Ⅰ旋液较多，Ⅱ、Ⅲ旋液较少，重力沉降室排液较多，由于压差较大，排液不均，21：00排液管线震掉下来，停旋风装置。2、2005年10月11日10：00再次投用旋风装置，小负荷进行试验运行，液滴分离器大旁通阀开一半，过滤器旁通阀开1.5圈，压差情况为旋风分离器压差0.15MPa，过滤器压差0.02MPa。二、旋风装置本体改造为两级除尘后运行情况（有效运行时间为223天）机修分厂按上海化工研究院的设计方案2005.11.19完成旋风分离器的改造，改造大致为：1、采用两级旋风除尘，原Ⅰ、Ⅱ级并联作为Ⅰ级旋风，第Ⅲ级作为Ⅱ级旋风。2、酚水从安全阀安装入口进入，加装酚水喷淋旋风分离器底部管线。3、加装一个分离罐作为旋风分离器底部料液罐。2005.11.1918：00旋风除尘装置投用，运行情况为：旋风分离器压差为0.02MPa，过滤器总压差为0.05MPa（说明：净煤气量为34000Nm3/h,大旁通阀及过滤旁通线均有一圈的开度）。22：00停B系列中压蒸汽，大旁通阀关，过滤器旁通阀关，运行稳定。旋风装置压差数据表（压力单位：Mpa）：时间25#F004旋风前压力旋风后压力过滤器后压力旋风器压差过滤器压差装置旁通阀位2005.11.28.13:303300025.225.024.70.20.3关2005.12.1.10:003300023.022.822.20.20.6关2005.12.7.13:303500021.621.220.70.40.5关2005.12.13.9:004100023.623.222.40.40.8关2005.12.27.9:503600023.623.022.20.60.8关(变换气连通阀开7圈)2006.1.9.9：00300000.60.4关(变换气连通阀开3圈)2006.2.13.8:403800024.424.023.10.40.9关2006.2.2116:003800023.623.122.50.50.6关2006.3.3.9:003900024.624.223.50.40.7关旋风除尘排放量统计结果采样序号一级旋风m3/h二级旋风m3/h三级旋风m3/h10.04140.04780.042820.04460.04380.041130.04930.04870.046240.05330.0400.0375根据几次取样和定点监测，在粗煤气量为42000Nm3/h(干基)时，每小时除尘除油除水总量为130.8Kg，其中含油约35%，含成尘20%，含水45%。三、旋风分离装置运行情况综合分析㈠触媒使用情况B系列现使用一台预变换炉和主变换炉2004年4月28日装添，装添高度为3.3米，数量为13.44吨，主变炉2005年6月25日装填7月1升温硫化。7月5日开始投用，装添高度为3.1米，装填数量为13.6吨现在B系列变换炉一直没有再生，也没有通中压蒸汽，截止到现在运行时间为325天，突破了变换炉使用的历史记录。延长了触媒的使用时间。㈡中压蒸汽通入情况自旋风分离装置投入运行以后，B系列变换装置一直没有通中压蒸汽，催化剂床层稳定，由于分离出了粉尘、焦油和水滴，两台换热器换热效果比较好，床层入口煤气温度提高了20—30℃，催化剂床层温度也相应提高，抗负荷波动能力增强，大大地节省了中压蒸汽，而且减轻了24#的热负荷，缓解了后续系统的压力，比较接近了变换系统的热平衡。㈢与A系列运行情况比较与A系列运行情况相比，B系列运行能力明显强于A系列，旋风分离装置分离效果比较明显，从入变换装置的粗煤气中每小时可分离出油水粉尘等杂质大约为200—300kg，具体表现在：1.床层温度高2.不需要通入中压蒸汽3.抗负荷波动能力强4.换热器换热效果好5.触媒活性好，煤气负荷高于A系列6.24#热负荷低，换热效果明显好于A系列四、扩产改造的建议根据二级旋风除尘装置在原装置B系列投用情况看，解决了23#粗煤气携带的粉尘和油类对变换装置的不利因素，而且对整个工艺运行有一定的积极意义，因此净化分厂认为在扩产改造中原装置的B系列保留二级旋风除尘装置，原装置的A系列增加二级旋风除尘装置（包括高效过滤器），具体设计数据如下：㈠粗煤气1．粗煤气流量为135000m3/h（湿基）2．水汽比为：0.57（即水蒸汽与干基煤气的比）3．粗煤气温度180℃；4．压力2.75Mpa；5．原粗煤气管径：DN400Pg4.0Mpa6．粗煤气组份：①设计组份如下成份CO2H2O2N2CH4COC2H6C2H4H2SVOL％27.441.50.20.49200.750.250.15成份C3H8C3H6CnHm氨水(g/m3)有机硫（mg/m3）轻油g/m3中油g/m3尘g/m3VOL％0.160.150.04430.8150－2005.020.00.35②实际组份如下：根据2005年10月11日取样分析，各组份如下：时间O2N2CH4COCO2CnHmH210:300.071.6010.8018.0428.621.0139.8614:000.150.6612.1319.5928.461.0138.0014:300.100.5012.5819.6628.021.0038.1415:000.120.4812.6319.4728.371.0037.93平均值0.110.7312.0419.1928.261.0138.48㈡对旋风分离器的要求1、A系列设计的旋风分离器与高效过滤器总压差小于0.10MPa，旋风的重力沉降级增加酚水喷淋冲洗装置并加设中间灰槽作降液、除尘的灰罐。2、旋风分离器的阻力降为0.05MPa，过滤器的阻力降为0.05Mpa，若23#阻力降难以平衡在保证除尘效率的前提下，可考虑删掉过滤器，旋风分离器的阻力降为小于0.05Mpa。由于本着扩产后的负荷设计，旋风分离器与高效过滤器入、出口管线的管径尚需上海化工研究和五环设计院进行计算。从扩能的角度出发，五环设计院应总体对变换装置进行考虑，既要考虑除尘除油保护催化剂，又要考虑23#总压降应小于0.2Mpa。五.改造要求要求四院在对哈尔滨气化厂23#粗煤气变换装置进行扩产改造的设计过程中考虑旋风分离器与高效过滤器的可行性，在扩产改造的整体设计方案中提出对将要增设的旋风分离器与高效过滤器的要求包括气量、温度、压力、阻力降等。如果需要增加旋风分离器与高效过滤器，哈尔滨气化厂可在今年进行施工，四院和上海化工研究院联合从设备、土建工艺等专业进行设计，由哈尔滨气化厂组织施工。如果增加旋风分离器与高效过滤器不可行，由四院再考虑其他除尘和除油方案，确保阻力降23#阻力降小于0.2Mpa，除尘除油效果能够满足运行要求。另外，由于哈尔滨气化厂整体扩产改造都是由四院承担，原设计从造气来的粗煤气压力为2.75Mpa，而实际运行确达不到2.75Mpa，其23#粗煤气入口压力为2.5-2.65Mpa范围，因此系统总的压力降要由四院统筹考虑既要解决之间21#-23#之间阻力降也要考虑23#内部阻力降，但是最终要满足粗煤气入25#的压力达到2.3Mpa。二○○六年五月二十三日