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煤焦制氫裝置設計開發及優化

作者/來源：王紅軍（中國石化鎮海煉化分公司，浙江寧波 315207）   日期： 2020-11-02   點擊率：549

摘  要：根據煤焦制氫裝置運行的特點，針對運行中可能存在的問題，從預熱水泵、黑水管線、磨煤水管線、氣化裝置加藥系統以及凈化裝置退甲醇等方面進行分析，并在工程設計階段進行相關的設計優化，為裝置的平穩運行提供一定的保障。 關鍵詞：煤焦制氫 氣化裝置 凈化裝置   中國石化鎮海煉化分公司（簡稱鎮海煉化）為煉油老區結構調整提質升級項目配套建設一套煤焦制氫裝置，該裝置產氫規模為 10×105m3／ h，壓力等級為 6.5 MPa。 煤焦制氫裝置的氣化裝置選用SE-東方爐水煤漿氣化技術，合成氣凈化裝置的變換單元選用中國石化集團自有耐硫變換工藝技術及凝液汽提技術， 酸性氣脫除單元采用中國石化集團自主知識產權的甲醇洗氣體凈化技術， 制冷單元采用丙烯壓縮制冷技術。 該裝置自 2016 年 4月底開始進行詳細設計，并于 2018 年 12 月 28 日中交，2019 年 1 月 31 日全流程打通產出合格產品氫氣。投產至今，裝置運行穩定。 1 工藝特點 本裝置采用四通道燒嘴，四股物流射出燒嘴，煤漿流股的內外側為高速流動的氧流股， 且與煤漿呈一定交匯角；氧流股通過撞擊、振動等方式使煤漿霧化，提高了水煤漿的霧化效果。內外側煤漿通道的分配通過管道自分配來實現， 且通過噴嘴流道優化和匹配，大幅延長噴嘴壽命。噴嘴結構簡單、理念先進、設計合理。 頂置單噴嘴氣流床氣化爐內的流場是一種受限射流流場， 通過對德士古氣化爐流場的研究發現，水煤漿氣化過程可分為三區模型，即射流區、回流區、管流區［1］。采用數值模擬方法，對單噴嘴水煤漿氣化爐內多相反應流動過程進行模擬， 發現氣化爐高徑比較短，爐內存在射流區和回流區，回流區一直延伸到氣化爐底部； 當氣化爐直段高徑比大于 2.3 時，出現平推流區；隨著氣化爐直段高徑比增大，平推流區體積分率增大，出氣化爐有效氣含量、碳轉化率和有效氣....