摘要：煤制氣工藝操作過程中由于粗煤氣中含有NH3、H2O和CO2這三種物質(zhì)，當(dāng)粗煤氣溫度低于70℃的溫度下會產(chǎn)生NH4HCO3結(jié)晶，堵塞管道，產(chǎn)生壓差，嚴(yán)重時造成停車。中煤龍化凈化分廠粗煤氣冷卻工段在十幾年的操作運(yùn)行中多次出現(xiàn)過NH4HCO3結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)過多年的操作經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行了工藝技改，在換熱器W01/02/03/04前增加了酚水雙向噴頭，解決結(jié)晶問題。
　　關(guān)鍵詞：結(jié)晶，噴酚水，噴頭，煤氣
　　引言：
　　德國PKM加壓煤氣化技術(shù)制取凈煤氣生產(chǎn)過程當(dāng)中，需要將粗煤氣降溫后利用低溫甲醇將粗煤氣凈化，粗煤氣冷卻工藝是主工藝流程中的重要組成部分，其任務(wù)是將高溫的粗煤氣進(jìn)行冷卻：氣化爐生產(chǎn)出的粗煤氣，經(jīng)一氧化碳變換工段變換后，離開變換工段，溫度較高的粗煤氣（約250℃～290℃）進(jìn)入粗煤氣冷卻工段進(jìn)行逐級冷卻，直至冷卻到25℃～30℃，粗煤氣離開冷卻工段進(jìn)入低溫甲醇洗工段。但是粗煤氣冷卻工段實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中一直存在結(jié)晶堵塞而產(chǎn)生阻力壓差的問題。為了解決這一問題，煤化工領(lǐng)頭行業(yè)在換熱器W01/02/03/04前增加了酚水雙向噴頭，解決結(jié)晶問題。
　　一、 工藝流程敘述
　　從23#來的粗煤氣溫度為250～290℃。經(jīng)本工號時首先通過酚水蒸發(fā)段，將煤氣溫度降至160～220℃；然后再經(jīng)過一個NH3解吸段，將粗煤氣溫度降至124℃，再通過列管換熱器，利用軟水將煤氣冷卻到45℃；最后利用循環(huán)水將煤氣降至25～50℃，以適應(yīng)25#的要求。此過程均為物理過程，有對流換熱，潛熱換熱及增濕溶解過程。
　　5.工藝流程敘述
　　1）酚水蒸發(fā)段：用來自工號32液態(tài)產(chǎn)品分離工段的酚水噴煤氣，使兩者得到良好的混合，酚水迅速氣化，使粗煤氣溫度由250-290℃。（正常260℃）降到接近飽和的溫度180-200℃。
　　2）氨蒸發(fā)段：
　　這段冷卻在工號26吸收制冷工段進(jìn)行。
　　粗煤氣溫度由180-200℃降到85-160℃
　　3）軟水冷卻段：
　　來自工號26的粗煤氣在W01中由85-160℃降到75℃后，在W02被軟水冷卻到45℃而軟水在W02中由40℃升到49℃，在WO1中由49℃升到80℃然后送到界區(qū)。
　　4）循環(huán)水冷卻段：
　　粗煤氣在W03、W04中由45℃降到25℃，循環(huán)水溫度由28℃升到38℃送往循環(huán)水系統(tǒng)。
　　在冷卻過程中，為了防止粗煤氣中夾帶的碳酸氫銨由于溫度降低而析出造成的管路堵塞，在必要時向冷凝器內(nèi)噴入酚水，防止結(jié)晶析出。
　　二、粗煤氣冷卻工段在生產(chǎn)運(yùn)行過程中存在的主要問題及產(chǎn)生原因
　　阻力大，產(chǎn)生壓差：粗煤氣在冷卻過程中，隨著溫度的不斷降低，會有結(jié)晶物產(chǎn)生，在換熱器管束內(nèi)部形成掛壁，增大煤氣在換熱器內(nèi)的流動阻力，產(chǎn)生壓差，嚴(yán)重時，造成煤氣中斷停車。因粗煤氣冷卻工段壓差問題而造成后續(xù)工段停車造成許多不應(yīng)有的損失。在日常生產(chǎn)過程中，較輕的結(jié)晶掛壁現(xiàn)象也經(jīng)常出現(xiàn)，很難徹底根除，給正常的生產(chǎn)帶來隱患。
　　造氣爐生產(chǎn)的粗煤氣的主要成分為H2、CO2、CO、CH4四種成分。其中H2為41.5％、CO2為27.4％、CO為20％、CH4為9％，另外還含有少量的H2O、焦油（即烴類）、C6H5OH、NH3和O2、N2、硫化物等。隨著煤氣溫度的降低，煤氣中的低沸點(diǎn)成分逐漸被冷凝下來，其中冷凝下來的主要是：H2O、焦油、C6H5OH、NH3等；NH3、H2O和CO2這三種物質(zhì)在低于70℃的溫度下會產(chǎn)生NH4HCO3結(jié)晶，堵塞管道，產(chǎn)生壓差，嚴(yán)重時造成停車。
　　二、技術(shù)背景
　　經(jīng)過長時間摸索試驗(yàn)，中煤龍化凈化分廠提出了噴水法。即在W01、W02、W03、W04四臺換熱器前的煤氣管道上加了噴頭，向煤氣中噴水，來吸收煤氣中的氨的成分。試運(yùn)行后，起初效果很好，過了幾個月，新的問題便出現(xiàn)了，壓差逐漸在增大，加蒸汽和提溫均不起作用，后來拆開換熱器看到，三臺換熱器的管板上結(jié)了厚厚一層垢，原因是所噴的水為循環(huán)水，沒有經(jīng)過軟化處理，里面含有大量的Ca2+和Mg2+，二者和煤氣中二氧化碳結(jié)合形成了CaCO3和MgCO3物質(zhì)，緊貼在換熱的管板上，難于處理。在此情況下，經(jīng)過設(shè)計(jì)院的參與和煤化工的實(shí)際運(yùn)行操作將所噴的循環(huán)水改為酚水，運(yùn)行后效果頗佳。
　　三、流程說明
　　酚水噴發(fā)酚水噴發(fā)軟水回水
　　高溫粗煤氣氨吸收制冷工段精餾部分
　　W01
　　酚水噴發(fā)
　　W02
　　酚水噴發(fā)
　　循環(huán)水
　　冷卻后粗煤氣
　　W03酚水噴發(fā)
　　粗煤氣
　　W04
　　工藝流程簡圖
　　結(jié)束語
　　該項(xiàng)工藝的技改和投用，效果一直很好。冷卻工段的煤氣阻力近乎為零，而且由于不產(chǎn)生結(jié)晶，換熱器的換熱效果好了，煤氣出口溫度也明顯降低了，達(dá)到了所要求的控制指標(biāo)，解決了多年來一直沒有解決的問題；此項(xiàng)技術(shù)改造獲得了中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司技術(shù)改造成果獎。
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