蒋 超

    (中石化宁波工程有限公司 浙江宁波 315103)

    0 前言

    目前国内外广泛应用的水煤浆气化技术，无论是德士古(GE)水煤浆气化技术、西北化工研究院多元料浆气化技术(MCSG)，还是多喷嘴对置式水煤浆气化技术，其反应原理均是以水煤浆和纯氧为原料，使用气流床反应器(气化炉)，在高温、高压、非催化条件下进行部分氧化反应，生成以CO和H2为有效成分的粗合成气，供下游单元使用。在合成气初步净化技术上，主要有以壳牌(Shell)为代表的干法除尘(合成气冷却器)和以GE为代表的湿法除尘(洗涤塔)。湿法除尘工艺具有技术稳定可靠、操作简单便捷等优点，可有效降低合成气温度、减少飞灰和酸性气体，与水煤浆气化系统配套使用，在国内外得到了广泛的工程应用。

    从气化单元送至下游装置的合成气中除有效气成分外，还含有部分CO2、H2S等腐蚀成分以及Cl-和固体灰尘，正常工况下这些组分在合成气管道内流动会对管道造成一定的腐蚀，且当该段管道内存在温度降和合成气介质中有液相冷凝析出时，H2S和Cl-会随着凝液附着在管壁上，进而加剧管道的腐蚀[1-3]。此外，若洗涤塔出口合成气带水严重，易导致塔顶出口合成气气量、温度急剧波动，不仅会造成气化系统无法平稳运行，严重时甚至会引起整个气化系统联锁停车，且含水量较高的合成气进入下游CO变换装置还容易引发催化剂失活。因此，在特定条件下对洗涤塔出口合成气带水量进行定量判断就尤为重要。以某水煤浆气化装置为例，在单系列洗涤塔出口至多系列合成气汇集输送器入口段合成气管道仅有保温设计时，通过软件PIPEPHASE计算无伴热条件下管道温度降及凝液析出量，并分析影响管道温度降及凝液析出量的主要因素，进而探讨该煤气化装置洗涤塔出口合成气管道取消伴热设施的可行性，在满足装置长周期稳定运行的同时实现企业经济效益的最大化。

    1 水煤浆气化工艺流程

    以国内某中部地区大型煤化工制氢装置为例，其煤气化单元采用国内外成熟的水煤浆气化工艺技术，配置6系列水煤浆气化炉系统，正常生产期间4开2备，气化压力为6.5 MPa，反应温度约1 300 ℃。气化装置由煤浆制备、气化及初步净化、黑/灰水处理等三部分组成。典型水煤浆气化工艺流程见图1。

    在煤浆制备单元，原料煤经输煤皮带和称重给料机与一定量的水、添加剂等一起混合送至磨煤机研磨，得到一定粒度分布、质量分数为60%～65%的水煤浆后输送至煤浆槽。煤浆槽内的水煤浆经高压煤浆泵加压，与从空分装置送来的高压纯氧一起送至气化及初步净化单元，经工艺烧嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室进行反应 ......