山東博宇鍋爐設備有限公司主要生產(chǎn)焦化設備、鋼鐵冶煉設備的廠(chǎng)家,主要初冷器、終冷器、螺旋板、管式爐、干熄焦副省煤器的研發(fā)制造廠(chǎng)家,目前與國內各大焦化、鋼鐵企業(yè)都有合作,致力于為鋼鐵行業(yè)轉型升級做出貢獻。
1 山東博宇鍋爐設備有限公司初冷器運行狀況
初冷器對來(lái)自焦爐~82℃的荒煤氣進(jìn)行降溫,現設置4臺并聯(lián)的煤氣初冷器20W01~04?;拿簹庥缮喜窟M(jìn)入橫管初冷器,在橫管初冷器中分三段冷卻。上段及中段用循環(huán)水,下段用低溫水將煤氣降溫至21℃。煤氣從橫管初冷器下部排出,進(jìn)入電捕焦油器。設計時(shí)考慮了如果有一臺初冷器停止工作時(shí),煤氣出口溫度仍能保持21℃。
荒煤氣自上而下通過(guò)初冷器,為了使煤氣中的萘和焦油冷凝下來(lái)及煤氣中夾帶的灰塵沉積下來(lái),在初冷器上段設有噴灑裝置,噴灑液取自于焦油氨水分離裝置。
山東博宇鍋爐設備有限公司煤氣初冷器前的煤氣上升管安裝了噴頭,其目的是對荒煤氣進(jìn)行冷卻,使升華的萘和懸浮的灰塵沉積下來(lái)。噴灑冷凝液來(lái)自于冷凝液槽。
在實(shí)際的應用中,由于焦爐原因無(wú)法在立式焦油氨水分離槽中取到輕質(zhì)焦油,無(wú)法取得合格的噴灑液。噴灑液流量125 m3/h左右,平均每臺初冷器42 m3/h。在生產(chǎn)運行中,初冷器的阻力上升很快,每天沖洗3臺才能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要,相當于每臺初冷器平均32小時(shí)清理一次。初冷器下液管道和液封槽處經(jīng)常被積萘堵塞。初冷器阻力較大,應對焦爐不正常生產(chǎn)情況的能力較低。
2 初冷器存在的問(wèn)題
對初冷器運行影響較大的問(wèn)題可以歸納為以下幾點(diǎn):
2.1 噴灑液流量低
山東博宇鍋爐設備有限公司初冷器裝置,原設計為3開(kāi)1備,單臺的噴灑液流量為40 m3/h,加上初冷器自身降溫下來(lái)的40 m3/h,單臺合計80 m3/h。但在實(shí)際生產(chǎn)的情況下驗證其噴灑量原小于此設定值。噴灑量的不足嚴重影響了噴灑密度,造成了噴灑盲區,也降低了噴灑洗滌效果。實(shí)際折合1.10 m3噴灑液/千方煤氣。而同樣的焦化廠(chǎng),其噴灑量還要高,例如沙鋼太平焦化廠(chǎng)其平均值為4.8 m3噴灑液/千方煤氣,太鋼焦化廠(chǎng)也有4.0 m3噴灑液/千方煤氣。
2.2 噴灑液品質(zhì)較差
配套初冷裝置的原設計噴灑液為百分之三十輕質(zhì)焦油和百分之七十氨水混合液,此種混合液的洗萘效果較好。國內多家焦化廠(chǎng)都是采用此種混合液,其洗萘效果非常好。由于焦爐原因,立式焦油氨水分離器中的輕質(zhì)焦油乳濁液層高度過(guò)小乃至喪失。
初冷器噴灑液中輕質(zhì)焦油含量低,初冷系統沒(méi)有合格的噴灑液,導致初冷器的洗萘效果較差,阻力較大。在沒(méi)有混合液的情況下,目前初冷器的清理使用的是外錐溢流的輕質(zhì)焦油和氨水混合物(其中的輕質(zhì)焦油僅有300 mg/L-400 mg/L左右),遠遠不能達到設計水平。噴灑液中能溶解萘的輕質(zhì)焦油含量沒(méi)有保證。
煤氣中萘的露點(diǎn)溫度是50~52℃,故煤氣中的萘很大一部分是在初冷器下段結晶析出,設計工藝也是初冷器除萘。下段噴灑液流量低,氨水溶萘能力差,不能形成足夠的溶萘洗萘能力,導致初冷器阻力居高不下,下液管頻繁堵。
2.3 豎管?chē)姙⑿Ч^差
豎管?chē)姙⑹腔拿簹鈴慕範t進(jìn)入化產(chǎn)的首道處理工序,對優(yōu)化初冷器運行起到非常關(guān)鍵的作用,初冷器前煤氣豎管?chē)姙⒌淖饔檬菍?lái)自焦爐的荒煤氣進(jìn)行預洗滌,盡可能多的洗去荒煤氣中夾帶的大量的煤粉、焦粉、萘等,減輕初冷器的洗萘壓力,提高洗滌效果。在原設計中的豎管?chē)姙⑹且粋€(gè)非常關(guān)鍵的工藝?,F用的是單層濺板式的噴頭。這種噴頭的優(yōu)點(diǎn)是流量大,不易堵塞。但此種噴頭存在較大的缺點(diǎn),存在噴淋盲區,霧化效果差,噴淋密度差。
3 針對相關(guān)問(wèn)題的解決辦法
1)初冷噴灑液量少。通過(guò)實(shí)現初冷器的分段噴灑,增加斷塔盤(pán),更改配套機泵管道,更改流程,提高噴灑液量。
2)初冷器噴灑液中輕質(zhì)焦油含量低。對初冷器流程改造,在初冷器噴灑流程的過(guò)程中富集輕質(zhì)焦油,大限度提高噴灑液中的輕質(zhì)焦油含量,提高噴灑液的溶解萘的能力。
3)煤氣中萘的露點(diǎn)溫度是50℃~52℃,故煤氣中的萘很大一部分是在初冷器下段結晶析出,更改兩段噴灑,提高下段噴灑量。
4)初冷器前的煤氣豎管?chē)婎^霧化效果差,噴灑能力較差。針對噴頭效果的情況,可以對濺板式噴頭和螺旋式噴頭進(jìn)行噴淋實(shí)驗,針對不同流量的霧化效果進(jìn)行對比。在滿(mǎn)足流量的情況下采取霧化效果好,噴淋密度較大并且沒(méi)有盲區的噴頭。為防止噴頭限制流量,可以采用雙層噴灑的模式。
4 設備、工藝改造部分
4.1 設備改造和修復
實(shí)現初冷器的分段噴灑,增加斷塔盤(pán),更改配套機泵管道,更改流程。重新核算初冷器冷卻過(guò)程和噴灑過(guò)程的熱量平衡。改造所需要的泵參數如下:流量545 m3/h,功率75 kW的機泵2套;120 m3/h,功率33 kW機泵2臺(利舊初冷器噴灑液泵),新增上段噴灑系統液封槽,初冷器下液管加大直徑(由DN200增加到DN300),下液管總管直徑加大(由DN250增加到DN500),增設下液緩沖槽(利舊22P11)。
改進(jìn)立式焦油氨水分離槽,保障輕質(zhì)焦油層便于控制和調節。
進(jìn)行初冷器流程改造,實(shí)現兩段噴灑,可以在初冷器噴灑流程的過(guò)程中富集輕質(zhì)焦油, 提高噴灑液中的輕質(zhì)焦油含量,提高噴灑液的溶解萘的能力。
初冷器前的煤氣豎管?chē)婎^采用霧化效果好,噴淋密度大并且沒(méi)有盲區的噴頭。為防止噴頭限制流量,采用雙層噴灑的模式。
洗萘段噴頭增設噴淋孔,配合提高噴灑液流量。新增噴灑液支管單獨控制閥門(mén)。增加噴頭吹掃蒸汽,便于檢查和疏通噴頭。
4.2 工藝流程改造和控制部分
工藝流程控制如下:
實(shí)現洗萘循環(huán)流程,提高洗萘循環(huán)洗滌液中的輕質(zhì)焦油含量。冷凝液含輕質(zhì)焦油量百分之十五到百分之三下為好;洗萘循環(huán)液的及時(shí)更新,維持溶液中萘含量穩定,參考值百分之五;冷凝液含萘不超過(guò)百分之二十;冷凝液粘度不宜過(guò)高,低于1。
提高洗萘循環(huán)段的噴灑量流量,參考值150 m3/h。上段噴灑液保留目前的40 m3/h。
充分利用氨水儲槽下液、電捕下液和鼓風(fēng)機下液中的輕質(zhì)焦油。
嚴格控制豎管?chē)姙⒁汉统趵淦飨乱合摧烈旱臏囟?,參考?0-50度。
確保豎管?chē)姙⒘看笥?00 m3/h。
控制初冷器塔體溫度,確保進(jìn)入洗萘段的煤氣溫度為40度左右,提高洗萘效率。
及時(shí)吹掃初冷器;及時(shí)清掃冷凝液噴頭;初冷器上段和下段都加蒸汽沖洗管道,便于清理初冷器。
5 改造效果
本次改造的思路為加大噴灑量,提高噴灑液中輕質(zhì)焦油含量,消除噴灑盲區,提高噴淋密度。改造后效果較為顯著(zhù),初冷器阻力基本小于0.8 Kpa,煤氣系統穩定,化產(chǎn)煤氣風(fēng)機運行穩定,未出現偏流情況,可以滿(mǎn)足焦爐生產(chǎn)需要。
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