李亚东

    (山西晋煤华昱煤化工有限责任公司 山西晋城 048017)

    壳牌煤气化装置载气切换的优化控制

    李亚东

    (山西晋煤华昱煤化工有限责任公司 山西晋城 048017)

    为了降低合成气中N2含量、提高甲醇产量，可将煤粉输送载气由N2切换为CO2，实现增产减排。比较了壳牌煤气化装置输送煤粉的载气由N2切换为CO2的3种方式，分析了切换过程中的控制难点，总结了切换前后主要参数的变化情况。

    壳牌 粉煤气化 载气 切换

    在以壳牌粉煤气化工艺制取的原料气生产甲醇的项目中，当气化炉投氧负荷达到80%左右时，净化单元产出的CO2量就能满足煤粉输送的要求。为了降低合成气中N2含量、提高合成单元的甲醇产量，此时可将煤粉输送载气由N2切换为CO2，即能实现增产减排。

    1 载气切换方案的选择

    在壳牌气化炉载气(N2/CO2)切换过程中，气化炉的运行工况或多或少都会出现波动，严重时甚至会影响气化炉的安全运行。其主要原因是载气分子量发生了变化，使得切换过程中实际煤粉输送量与测定值之间出现差异，导致实际氧煤比与控制值产生偏差。

    壳牌公司给出的解决煤粉流量测量准确性的方案是将载气密度计算公式的切换功能组态至集散控制系统(DCS)和紧急停车系统(ESD)中，根据现场经验设置“爬坡时间”(图1)。采用该方案时，由于每次切换时的负荷和CO2量不同，无法准确把握“爬坡时间”，即“爬坡曲线”与实际工况不一致，故仍然会引起波动，且不能解决2种载气长时间混用的工况(负荷较低时，CO2量不足，2种载气必须混合使用)。

    图1 壳牌公司提供的载气切换方案逻辑图

    图2 优化后的载气切换方案逻辑图

    经优化后的方案是将载气中CO2含量对应的密度计算公式的切换功能组态至DCS和ESD中，并通过分析载气中CO2含量的实际值来确定煤粉流量密度计算公式的校正系数，既确定了“爬坡时间” ......