HT-L煤氣化制甲醇中變換水氣比在線顯示新方法

陳 立，閃利娜

(濮陽龍宇化工有限責任公司甲醇廠，河南濮陽 457000)

濮陽龍宇化工有限責任公司(簡稱濮陽龍化)年產(chǎn)20萬t甲醇項目采用煤制氣(15萬t)和天然氣(5萬t)聯(lián)合制甲醇，其煤制氣采用首套HT-L粉煤加壓氣化技術，是國內(nèi)首套擁有自主知識產(chǎn)權的高效潔凈的粉煤加壓氣化示范性裝置。在運行過程中，變換裝置的水氣比在線分析儀頻繁出現(xiàn)故障，因水氣比對變換裝置的熱點溫度影響較大［1］，給變換爐床層溫度的控制帶來很大不便。

1 HT－L煤氣化合成氣氣體特點

HT-L煤氣化是我國開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的粉煤加壓氣化裝置，其氣化爐是一個安裝在壓力容器內(nèi)的一種膜壁反應器。氣化室排出的高溫合成氣和熔渣經(jīng)急冷環(huán)被水急冷，之后沿下降管導入急冷室進行水浴，熔渣迅速固化，合成氣被水飽和。出氣化爐的合成氣再經(jīng)文丘里洗滌器和合成氣洗滌塔用水進一步潤濕洗滌，除去殘余的飛灰。出洗滌塔的合成氣水氣比一般在1.2左右。因此，其合成氣具有水含量較高的特點。

2 變換裝置水氣比控制原理

我公司的變換裝置采用低水氣比寬溫耐硫變換工藝，其水氣比控制要求一般在0.3～0.8，因氣化裝置來的合成氣水氣比一般在1.2左右，因此，其水氣比的調(diào)節(jié)模式比較簡單，只需要利用一個低壓廢鍋將其中過多的水冷凝，再經(jīng)分離器分離即可滿足調(diào)節(jié)入爐氣水氣比的要求。

3 變換裝置水氣比在線分析顯示運行情況

我公司變換水氣比在線分析顯示裝置采用ER-F型汽氣比值測定儀，自2008年開車以來，投用半年后，一直故障頻繁，期間換表1次，返廠維修一次，多次因氣化合成氣帶灰堵塞。運行極不穩(wěn)定，從裝置建成至今投用時間不到半年，不僅儀表裝置費用及維護費用昂貴，也給變換裝置的操作帶來不便。

4 變換水氣比在線顯示方式的改進

根據(jù)我廠氣化及變換工段特點，氣化采用激冷式氣化爐，出口合成氣水氣比較高，而變換又為低水氣比變換工藝，合成氣中水量富裕，不需要補加水或蒸汽，從而水氣比調(diào)節(jié)方式單一，變量較少，通過分析，只需要將水氣比計算公式植入DCS系統(tǒng)，就可實現(xiàn)水氣比的在線顯示。

4.1 入爐合成氣水氣比的計算方法

4.1.1 飽和水蒸氣壓的計算

由安托因公式:

其中:ps，水的飽和蒸汽壓，MPa;T，變換爐入口粗煤氣溫度，℃。

4.1.2 水氣比的計算公式

水氣比的計算方法如下:

其中:AIR，入爐合成氣水氣比;p，變換爐進口壓力，MPa。

4.2 水氣比的在線顯示

采用兩步計算將公式植入，實現(xiàn)水氣比的在線顯示如圖1所示。

圖1 水氣比的在線顯示

其中，將水的飽和蒸氣壓計算公式植入計算塊一，將水氣比的計算公式植入計算塊二，就可實現(xiàn)水氣比的在線顯示。

5 使用情況及結論

變換水氣比的在線顯示改造后，為變換裝置的操作及工況的分析判斷起到了非常重要的作用。變換水氣比的在線顯示改造后，省去了較大的儀表費用及維護費用，取得了較好的經(jīng)濟效益。該變換水氣比在線顯示方法，可廣泛的運用于激冷式煤氣化裝置配套低水氣比變換的工藝當中，有很好的推廣價值。

［1］肖杰飛.QDB-04型催化劑在“航天氣化”耐硫變換裝置上的工業(yè)應用［J］.煤化工，2009，145(6):13-15.