国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

流化床反應器床層波動現(xiàn)象分析

2022-06-30 06:06牛維維何炳昊
煉油與化工 2022年3期
關(guān)鍵詞:立管氣化爐分離器

牛維維,楊 猛,李 斌,張 棟,何炳昊

(陜西延長石油(集團)碳氫高效利用技術(shù)研究中心,陜西西安710075)

近年來全球氣候惡劣,大氣污染嚴重,其中燃煤和不清潔用煤是大氣污染的主要來源之一,煤炭清潔高效利用是當前解決中國工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和資源環(huán)境制約問題的關(guān)鍵。現(xiàn)階段,煤碳高效、清潔氣化技術(shù)成為了焦點。流化床技術(shù)常用于鍋爐發(fā)電、催化裂化、煤制油、煤氣化等多種裝置,中國已先后建成30 余套流化床煤氣化裝置,但大多數(shù)工業(yè)裝置能耗大,碳轉(zhuǎn)化率低[1~3]。

文中的中試裝置采用高倍率流化床反應器,具有對煤種適應范圍廣,尤其適用高階煤種氣化,燃燒效率高,處理能力大,高效清潔及節(jié)能環(huán)保,建設(shè)運行成本低等優(yōu)點,經(jīng)過多次實驗探索,實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行,可以為工業(yè)化推廣提供技術(shù)支撐。此技術(shù)解決了常規(guī)流化床氣化中殘留的焦油、甲烷含量高、碳轉(zhuǎn)化率偏低等問題,并且實現(xiàn)了污水零排放。此技術(shù)高倍率流化床建立及穩(wěn)定運行是核心操作,床層維持穩(wěn)定是操作難點,床層波動會使碳轉(zhuǎn)化率降低,甚至造成較為嚴重的反應器內(nèi)結(jié)焦等問題。

流化床反應器剛開始流化時床層由固定床到流化床流型轉(zhuǎn)變[4],隨著氣速不斷提高,突破臨界流化速度[5],床層開始湍動,直至氣速達到固體顆粒帶出速度,此時氣體夾帶固體顆粒向上移動進入旋風分離器,粗合成氣從旋風分離器上口流出,固體顆粒被捕捉進入立管,而后通過返料腿進入反應器內(nèi)燃燒反應,形成流化床。文中就高倍率流化床反應器床層波動現(xiàn)象分析并提出相應調(diào)整措施。

1 反應器介紹

反應器主要有原料混合區(qū)、提升管、內(nèi)置旋風、外置旋風、密封罐、立管、J 型腿等7 個構(gòu)件,見圖1。

圖1 反應器裝置示意圖

煤粉通過干燥CO2氣體輸送進反應器原料混合區(qū)與氣化劑燃燒反應,生成的粗合成氣夾帶煤粉顆粒通過提升管進入內(nèi)置旋風分離器,粗合成氣與少量未捕捉下來的煤粉顆粒進入外置旋風分離器,捕捉下來的煤粉顆粒通過密封罐進入立管,外置旋風分離器繼續(xù)分離后合成氣從上部流出,粗顆粒進入立管,立管中固體顆粒通過J型腿返回反應器原料混合區(qū)運行。對于此反應器而言,其固體倍率高達50~100,屬于高倍率流化床反應器。

2 流化建立

(1)主流化氣的建立,通過開工預熱爐預熱煙氣(圖1 中主流化氣1)、混合區(qū)氣化劑通道(圖1 中主流化氣2、3、4)提供,主要用于流化床層中的固體顆粒流化,開工預熱爐通過柴油燃燒,熱氣進入氣化爐混合區(qū)預熱爐內(nèi)砂子,混合區(qū)氣化通道通入加熱后的氮氣,用于爐內(nèi)砂子流化。

(2)松動氣的建立。主要通過氣化爐密封罐、立管、J 型腿上松動氣提供(圖1 中松動氣1、2、3),用于旋風分離器分離下的固體顆粒的松動,便于堆積的固體顆粒層流動,形成固體。

(3)提高倍率。提高提升管氣速,調(diào)整時保留一定的流化場反應時間間隔;增加密封罐的松動氣氣量,保證密封罐內(nèi)固體顆粒向立管移動,立管固體顆粒層能提供足夠的推動力;最后調(diào)整立管底部和J型腿松動氣氣量,增加立管向原料混合器的固體顆粒返料量。

(4)根據(jù)調(diào)整后氣化爐壓差、壓力、溫度變化情況,對流化氣和松動氣氣量優(yōu)化調(diào)整,主流化氣調(diào)整依次調(diào)節(jié)2、3、4,松動氣依次調(diào)節(jié)3、2、1。

3 床層波動判斷

中試裝置氣化爐操作溫度950 ℃,操作壓力0.93 MPa,分析某次試驗混合區(qū)監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)床層波動時氣化爐壓力、壓差、溫度會發(fā)生大波動,床層波動時間在4:28~4:33,收集數(shù)據(jù)見圖2~4。

古意的話讓我的心落到了實處,我知道我不是莫名其妙來到這個世界上的,我也有母親,最重要的是,古意還愛著她。

圖2 床層波動前后壓力變化

從圖2可以看出,床層波動期間原料混合區(qū)壓力PI-14084/PI-14086 從0.9 MPa 短時間內(nèi)增加到1.9 MPa,PI-14089 從0.94 MPa 增加到1.67 MPa,然后逐漸恢復正常壓力;立管底部壓力PI-14087 從1.1MPa 增加到1.7 MPa,然后逐漸恢復正常壓力;氣化爐出口壓力PI-14088 正常是0.93 MPa,床層發(fā)生波動后先減小至0.7 MPa,后增大至1.5 MPa,然后恢復正常。正常工況下立管底部壓力比混合區(qū)壓力高0.2 MPa 左右,床層波動時立管底部壓力PI-14087比混合區(qū)壓力PI-14084低0.2~0.5 MPa。

由圖3可見,反應器床層波動期間氣化爐混合區(qū)壓差PDI-14002減小甚至出現(xiàn)負值,提升管壓差PDI-14079 先增大后減??;立管壓差PDI-14014 先增大后減小,立管底部壓差PDI-14082波動會出現(xiàn)負值;J型腿壓差PDI-14092減小甚至出現(xiàn)負值。

圖3 床層波動前后壓差變化

由圖4可見,反應器床層波動期間氣化爐溫度表現(xiàn)出明顯的波動,混合區(qū)溫度TI-14073 由940 ℃升高至998 ℃,上升了58 ℃;立管上部溫度TI-14076 溫度波動有滯后,從860 ℃升高至928 ℃,上 升 了68 ℃;J 型 腿 溫 度TI-14075 由920 ℃升高至1 025 ℃,上升了105℃。床層波動期間J型腿溫度變化最明顯。

圖4 床層波動前后溫度變化

4 影響因素

影響床層穩(wěn)定的因素主要有5個。

(1)氣速。氣化爐提升管氣速低于帶出速度甚至低于臨界流化速度時就會出現(xiàn)床層弱流化甚至不流化,床層趨于固定床,若氣速高于操作氣速,大量固體物料后移,提升管固體物料減少,床層會出現(xiàn)大波動,碳轉(zhuǎn)化率降低,同時大量固體帶入后系統(tǒng)加大后系統(tǒng)負荷。

(2)氣量。氣量分配不合理,主流化氣和松動氣氣量分配不合理會使床層波動,床層流化不穩(wěn)定引起傳質(zhì)、傳熱效率變低,甚至立管料位坍塌,旋風失效[6]。

(3)熱載體。固體熱載體的存量不足或過量都會引起床層波動。固體顆粒過細不易被旋風分離器捕捉,立管沒有足夠的料位提供固體顆粒的推動力;固體顆粒過粗不易流化,氣化效率低。

(4)壓力。爐膛的壓力控制尤為重要,爐膛壓力波動嚴重,會引發(fā)混合區(qū)氣體倒竄進入立管,破壞立管料層,影響旋風分離器分離效果。

(5)氣體反竄。氣化爐混合區(qū)氣體夾帶煤粉反竄通過J型腿進入立管,破壞立管的固體顆粒堆積的料層,甚至進入旋風分離器,影響旋風分離效果。立管料位高度低于平衡點,系統(tǒng)沒有足夠的推動力,流化氣氣量調(diào)解不當,J 型腿返料速率與提升管氣速不匹配,系統(tǒng)壓力波動大,提升管壓力升高,高于立管靜壓力等都會引起氣體反竄[7]。

5 調(diào)整措施

5.1 控制壓力與氣速

控制氣化爐操作壓力0.93 MPa,提升管氣速4~6 m/s,壓力波動會引起床層波動,通過后系統(tǒng)背壓閥及時調(diào)整使壓力穩(wěn)定。氣速過低,床層流化差,提升管易結(jié)焦;氣速過高,大量固體顆粒后移,旋風分離器效率降低,后系統(tǒng)負荷增加。

5.2 控制煤粉粒徑

控制氣化爐煤粉粒徑以0.3~0.5 mm 最佳,過細的煤粉會大量逃出內(nèi)置旋風和外置旋風進入后除塵系統(tǒng),加大除塵系統(tǒng)負荷,立管料位難以維持平衡,固體顆粒動力減弱,量不足,氣化爐提升管床層會發(fā)生波動;煤粉過粗會使提升管流化不暢,床層波動,碳轉(zhuǎn)化率降低。

5.3 控制立管料位

控制立管料位在平衡點附近,立管料位過高會降低旋風分離器分離效率,大量固體顆粒帶入后系統(tǒng)需要加大J 型腿、立管底部松動氣氣量,及時判斷氣化爐床層內(nèi)固體顆粒存量,必要時加砂和排灰;立管料位過低,動力減弱,甚至出現(xiàn)氣體反竄,需增加立管料位高度,提高系統(tǒng)推動力,適當降低J 型腿、立管底部松動氣氣量,適當增加內(nèi)旋底部、密封罐松動氣氣量。

6 結(jié)束語

(1)氣化爐預熱前加入熱載體石英砂量足夠,粒徑符合要求,提升管混合區(qū)氣化劑管線從上往下依次調(diào)節(jié)流化氣量,維持床層流化并穩(wěn)定運行。

(2)嚴格把控煤粉粒徑0.3~0.5 mm,投煤后混合區(qū)流化氣緩慢切換為氣化劑,控制煤粉與氣化劑比例、操作壓力、提升管氣速。

(3)保證立管料位足夠,固體顆粒順暢,松動氣壓力充足,流量可控。

(4)立管返料量與氣速匹配,保證立管返料量和密封罐送料量一致,通過調(diào)節(jié)密封罐、立管底部、J型腿的松動氣量調(diào)節(jié)返料量。

猜你喜歡
立管氣化爐分離器
水煤漿耐火磚氣化爐改為水冷壁氣化爐的思路及可行性分析
海洋平臺立管的泄漏頻率統(tǒng)計研究
尾流干涉下立管渦激振動試驗研究*
并聯(lián)旋風分離器分離性能的實驗研究
淺析輸氣站場過濾分離器的常見問題及控制措施
考慮平臺作用的頂張式立管動力分析
柔性立管阻力特性試驗數(shù)據(jù)處理技術(shù)
中速磨煤機動靜態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器技術(shù)
推廣秸稈氣化爐應謹慎
深化技術(shù)優(yōu)點 節(jié)能爐開創(chuàng)大市場
玉树县| 佛山市| 土默特左旗| 汶上县| 滦平县| 额敏县| 沙坪坝区| 庆安县| 综艺| 贞丰县| 武夷山市| 南投县| 大同县| 宝山区| 许昌市| 河池市| 玉屏| 新河县| 林甸县| 沁阳市| 铜鼓县| 江山市| 龙海市| 灌云县| 徐水县| 石屏县| 内黄县| 汉沽区| 申扎县| 莲花县| 日喀则市| 开封县| 吉木萨尔县| 彩票| 连城县| 小金县| 昌平区| 长泰县| 海阳市| 乐陵市| 内乡县|