陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡稱謂化)氣化裝置采用美國德士古公司6.5MPa水煤漿加壓氣化技術(shù)，該裝置在渭化首次投料以來，經(jīng)過工程技術(shù)人員的不斷摸索和技術(shù)改造，得以安全、穩(wěn)定、高負(fù)荷運(yùn)行。
德士古水煤漿氣化裝置主要包括煤漿制備、煤漿儲存與輸送、水煤漿氣化以及灰水處理4個工序，其核心和關(guān)鍵設(shè)備是氣化爐。德士古水煤漿氣化過程是水煤漿與限量控制的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，是一種非催化的部分氧化反應(yīng)。氣化過程涉及高溫、高壓、非均相、湍流條件下的物理和化學(xué)過程的相互作用，也包括大量高度關(guān)聯(lián)的各種反應(yīng)(部分氧化反應(yīng)、分解揮發(fā)反應(yīng)、蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)、水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)等)。目前，人們對氣化爐燃燒室的研究越來越深入，但迄今為止，在工業(yè)應(yīng)用方面還沒有一個突破性的進(jìn)展，工業(yè)生產(chǎn)上仍然不得不把氣化爐(特別是燃燒室)作為一個“黑箱”來對待。因此，工業(yè)生產(chǎn)過程中的氧碳比、出口工藝氣的水氣比、物料在氣化爐內(nèi)的停留時間、急冷室的調(diào)節(jié)和控制以及灰水系統(tǒng)pH值的控制就顯得尤為重要。
1 碳黑洗滌塔出口工藝氣的水氣比
碳黑洗滌塔出口工藝氣水氣比的大小對后續(xù)變換工段的運(yùn)行有很大的影響。提高水氣比，有利于提高平衡變換率和防止積炭、降低甲烷化等副反應(yīng)。但水氣比過高，會降低濕氣中CO濃度，相對縮短接觸時間，從而降低了CO變換率。特別是在變換催化劑使用后期，隨著催化劑活性的降低，就需要逐步提高床層的入口溫度來維持一定的變換率。此時過高的水氣比會使床層溫度偏低，造成操作困難或者不得不降低系統(tǒng)負(fù)荷。另外，過高的水氣比還會導(dǎo)致變換工段冷凝液偏大，造成冷凝液平衡困難或者工程投資加大。因此，水氣比的高低在工程上具有重要意義，必須全面考慮，并進(jìn)行詳細(xì)計算。渭化240℃，5.97MPa(碳黑洗滌塔出口工藝氣參數(shù))運(yùn)行工況下的水氣比計算：查熱力學(xué)性質(zhì)表可以得到240℃對應(yīng)的水蒸汽平衡壓力為戶Pe=3.4138MPa。則對比壓力：
pr＝Pe／Pc＝3.4138／21.76＝0.157
式中：Pe—H2O的平衡壓力，MPa；
Pc—H2O的臨界壓力，MPa。
對比溫度：
Tr=T／Tc=(240+273)／647.3=0.793
式中：Tc—H2O的臨界溫度，K。
根據(jù)荷根(hougen)和華德生(watson)的普遍化壓縮因子圖，由Pr和Tr查表可以得到，在操作條件下水蒸汽的壓縮因子：Z=0.89。
碳黑洗滌塔出口水氣比為：
Pe／Z／(P－Pe)=1.50
式中：P—碳黑洗滌碳的操作壓力，MPa。
根據(jù)上述計算可以看出，渭化廠運(yùn)行中水氣比較大，高于設(shè)計值1.44，也大于同類型的德士古水煤漿氣化廠(魯南化肥廠、安徽淮化集團(tuán)水氣比分別為1.36～1.40、1.04～1.10)。同時，碳黑 洗滌塔出口又有少量的....
