2015 年 第 6 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 验 煤 炭 的 直 接 液 化 是 将 粉 碎 为 一 定 粒 度 的 煤 粉 颗 粒 与 溶 剂 催 化 剂 在 一 定 压 力 温 度 条 件 下, 通 过 加 氢 裂 化 将 煤 炭 转 化 为 分 子 质 量 较 小 的 液 态 油

第 21 卷第 6 期 2015 年 洁净煤技术 Clean Coal Technology 11 月 Vol 21 No 6 Nov. 2015 煤粉漂移对神华煤直接液化工艺影响及预防 王喜武,刘东明,安 亮,杨 东 ( 中国神华煤制油化工有限公司 鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古 鄂尔多斯 017209) 摘 要:为了降低煤粉漂移对煤直接液化生产过程的影响,通过降低热高压分离器 常压塔顶气相流 速,提高煤液化生成油过滤器的过滤精度,来减少煤粉漂移;同时,通过对相关部位沉积煤粉量前后计 算来验证改造效果 结果表明:通过降低气相流速,热高压分离器气相夹带煤粉量由 5 07 mg / m3 降 低到 0 304 mg / m3 以下,常压塔顶气相夹带煤粉量由 26 89 mg / m3 降低到 5 38 mg / m3 以下;通过增 设过滤器及提高过滤精度,煤液化生成油夹带煤粉量降低约 0 08% 煤粉漂移问题的产生主要是热 高压分离器 常压塔顶气相以及煤液化生成油过滤精度低夹带共同作用的结果 关键词:煤粉;漂移;煤直接液化;流速;过滤 中图分类号:TQ529 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2015)06-0063 -04 Research and preventive effects of pulverized coal drift of Shenhua direct coal liquefaction process WANG Xiwu,LIU Dongming,AN Liang,YANG Dong ( Erdos Coal Oil Inner Mongolia Branch,China Shenhua CTL Chemical Co.,Ltd.,Erdos 017209,China) Abstract:In order to reduce the influence of coal drift on coal direct liquefaction process,the filtration accuracy of generated oil filter was improved by reducing the gas velocity of high pressure hot separator and atmospheric tower, improving precision of filter. The results showed that by reducing the gas flow velocity,the gas phase entrainment of the gas phase was reduced to 0. 304 mg / m3 from 5. 07 mg / m3, and the entrained pulverized coal quantity was reduced to 5. 38 mg / m3 from 26. 89 mg / m3,and the coal liquefaction decreased by 0. 08%. The generation of the coal dust drift was mainly caused by the high pressure separator,the top gas phase of atmospheric pressure and the low precision of coal liquefaction. Key words:coal fines;drift;direct coal liquefaction;flow rate;filtration 究 [5] 以美国 德国和日本为代表的工业发达国家 0 引 言 我国富煤 缺油 少气的资源特点决定了我国今 后在相当长的时期以煤炭为主要能源的格局不会改 变 [1] 利用我国丰富的煤炭资源进行直接液化制 取油品是缓解我国石油短缺的重要途径之一 [2],同 时煤制油己成为我国能源战略的重要趋势 [3] 1913 相继开发了新一代煤直接液化技术 [6] 我国从 20 世纪 70 年代末开始煤直接液化技术研究,建立了具 有国际先进水平的煤直接液化技术基础研究试验基 地 神华集团从 20 世纪末开始进行煤直接液化产 业化技术 开 发 工 作 [7], 在 HTI 煤 液 化 工 艺 的 基 础 上,结合最新的煤液化设计工艺 [8],开发出了 神华 年,德国柏吉乌斯( Bergius) 进行煤或煤焦油高温高 煤直接液化工艺 技术 [9],该技术的应用和工业化 史 [4] 1974 年日本 德国 英国 澳大利亚 加拿大 至 2015 年 1 月,神华煤直接液化一期工程第一条生 压加氢生产液体燃料研究,开始了煤加氢液化的历 前苏联 等 国 都 进 行 了 煤 直 接 液 化 技 术 的 开 发 研 是我国实施能源安全战略的一项重要工程 [10] 截 产线已累计稳定运行 1500 d,积累了宝贵的运行经 收稿日期:2015-03-23;责任编辑:孙淑君 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 2015. 06. 016 作者简介:王喜武(1980 ),男,辽宁沈阳人,工程师,本科,从事煤直接液化生产技术管理工作 E-mail:wangxiwu@ csclc. com 引用格式:王喜武,刘东明,安 亮,等. 煤粉漂移对神华煤直接液化工艺影响及预防[ J]. 洁净煤技术,2015,21(6) :63-66,71. WANG Xiwu,LIU Dongming,AN Liang,et al. Research and preventive effects of pulverized coal drift of Shenhua direct coal liquefaction process [ J]. Clean Coal Technology,2015,21(6) :63-66,71. 63

2015 年 第 6 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 验 煤 炭 的 直 接 液 化 是 将 粉 碎 为 一 定 粒 度 的 煤 粉 颗 粒 与 溶 剂 催 化 剂 在 一 定 压 力 温 度 条 件 下, 通 过 加 氢 裂 化 将 煤 炭 转 化 为 分 子 质 量 较 小 的 液 态 油 的 过 程 [11] 由 于 煤 直 接 液 化 工 艺 流 程 复 杂, 处 于 高 温 高 压 临 氢 及 含 固 等 苛 刻 的 操 作 工 况 下, 生 产 运 行 中 暴 露 出 较 多 问 题, 其 中 煤 粉 漂 移 问 题 尤 为 突 出, 给 装 置 安 全 带 来 隐 患 通 过 分 析 煤 粉 漂 移 部 位 及 规 律 发 现, 主 要 是 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 顶 气 相 及 煤 液 化 生 成 油 过 滤 精 度 低 夹 带 共 同 作 用 的 结 果 根 据 煤 粉 漂 移 产 生 的 主 要 原 因 制 定 了 相 应 的 解 决 措 施, 一 是 降 低 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 气 相 流 速, 二 是 提 高 煤 液 化 生 成 油 的 过 滤 精 度 1 煤 直 接 液 化 工 艺 流 程 神 华 煤 直 接 液 化 项 目 是 我 国 也 是 世 界 上 第 一 个 煤 炭 直 接 液 化 商 业 性 建 设 项 目 该 项 目 分 一 期 和 二 期 建 设 一 期 的 设 计 能 力 为 采 用 上 湾 煤 18800 t / d, 年 生 产 油 品 250 万 t 一 期 工 程 建 设 3 套 工 业 化 规 模 的 煤 直 接 液 化 生 产 线 一 期 工 程 中 作 为 国 家 示 范 工 程 的 第 一 条 生 产 线 主 要 包 括 : 煤 粉 制 备 煤 液 化 煤 制 氢 加 氢 稳 定 加 氢 改 质 轻 烃 回 收 催 化 剂 制 备 油 渣 成 型 等 14 套 生 产 装 置, 主 要 生 产 过 程 如 图 1 所 示 以 上 装 置 中 最 为 核 心 的 是 煤 直 接 液 化 装 置, 其 设 计 能 力 为 每 天 处 理 无 水 煤 6000 t, 年 生 产 油 品 100 万 t 煤 直 接 液 化 装 置 主 要 由 煤 浆 制 备 部 分 反 应 部 分 常 减 压 分 馏 部 分 公 用 工 程 部 分 等 组 成 煤 直 接 液 化 装 置 首 先 将 原 料 煤 补 充 硫 催 化 剂 和 加 氢 稳 定 装 置 来 的 供 氢 溶 剂 混 合 制 备 成 油 煤 浆 ; 在 反 应 部 分 油 煤 浆 和 氢 气 在 高 温 高 压 以 及 催 化 剂 作 用 下 进 行 煤 的 热 解 及 加 氢 反 应 生 成 液 化 油 ; 在 分 馏 部 分 将 该 液 化 油 和 未 反 应 的 煤 灰 分 和 催 化 图 1 煤 直 接 液 化 工 艺 流 程 示 意 剂 等 固 体 进 行 分 离 ; 分 离 后 的 液 化 油 去 加 氢 稳 定 装 置 进 行 加 氢 稳 定, 一 部 分 作 为 供 氢 溶 剂 返 回 煤 直 接 液 化 装 置 配 制 油 煤 浆 一 部 分 作 为 加 氢 改 质 原 料 送 入 加 氢 改 质 装 置 再 加 氢 后 生 产 出 合 格 的 石 脑 油 航 空 煤 油 及 柴 油 ; 含 50% 左 右 固 体 的 减 压 塔 底 油 渣 送 出 界 区 送 去 油 渣 成 型 装 置 处 理 后 送 入 电 厂 进 行 燃 烧 发 电 ; 含 硫 尾 气 经 脱 硫 装 置 脱 硫 后 送 入 轻 烃 回 收 装 置 进 一 步 回 收 分 离 出 液 化 气 燃 料 气 和 氢 气 2 煤 粉 漂 移 对 煤 直 接 液 化 工 艺 的 影 响 煤 直 接 液 化 装 置 经 过 1500 d 以 上 的 运 行 和 停 工 检 修, 检 查 发 现 多 处 设 备 内 出 现 了 煤 粉 漂 移, 这 些 部 位 的 煤 粉 漂 移 在 煤 液 化 生 产 过 程 中 产 生 了 一 系 列 影 响 热 高 压 分 离 器 气 相 煤 粉 漂 移 至 冷 高 中 压 分 离 器, 使 冷 高 中 压 分 离 器 内 煤 粉 沉 积, 油 水 分 离 空 间 减 小, 沉 降 时 间 缩 短, 堵 塞 下 部 酸 性 水 抽 出 口, 并 将 煤 粉 夹 带 至 气 相, 污 染 膜 分 离 组 件 使 膜 分 离 效 率 降 低 寿 命 缩 短, 甚 至 带 至 循 环 氢 压 缩 机 使 其 入 口 过 滤 器 堵 塞 气 阀 损 坏, 也 会 使 急 冷 油 泵 低 流 量 线 高 压 差 返 回 角 阀 阀 芯 套 筒 堵 塞 阀 芯 磨 损 常 压 塔 顶 洗 涤 塔 气 相 煤 粉 漂 移 至 常 压 塔 顶 罐 及 洗 涤 塔 顶 罐, 使 其 中 水 相 中 夹 带 煤 粉 至 污 水 处 理 装 置, 造 成 汽 提 塔 塔 盘 堵 塞 高 中 温 冲 洗 油 罐 内 的 冲 洗 油 夹 带 煤 粉, 使 高 温 高 压 冲 洗 油 泵 返 回 线 高 压 差 角 阀 磨 损, 同 时 磨 损 阀 前 后 管 线, 严 重 时 将 管 线 磨 穿 发 生 泄 漏 着 火 事 64

王 喜 武 等 : 煤 粉 漂 移 对 神 华 煤 直 接 液 化 工 艺 影 响 及 预 防 故, 冲 洗 油 中 夹 带 煤 粉 也 会 造 成 较 细 的 冲 洗 油 管 线 堵 塞, 注 入 点 阀 门 磨 损 导 致 内 漏 严 重 无 法 控 制, 转 动 设 备 机 械 密 封 损 坏, 测 量 仪 表 失 灵 对 装 置 生 产 带 来 严 重 波 动 煤 液 化 生 成 油 中 尤 其 是 常 三 线 减 二 线 油 中 夹 带 煤 粉 使 加 氢 稳 定 装 置 从 原 料 油 缓 冲 罐 到 反 应 器, 再 到 分 馏 塔 底 贯 通 整 个 流 程, 其 中 加 氢 稳 定 装 置 又 将 夹 带 煤 粉 的 高 中 温 溶 剂 返 送 回 煤 直 接 液 化 装 置, 如 此 循 环 给 装 置 运 行 带 来 隐 患, 同 时 加 剧 了 管 线 阀 门 等 设 备 的 磨 损, 其 中 部 分 煤 粉 穿 过 加 氢 稳 定 装 置 造 成 加 氢 改 质 轻 烃 回 收 装 置 产 品 石 脑 油 柴 油 液 化 气 受 到 污 染, 使 煤 液 化 终 端 产 品 的 质 量 下 降 加 氢 改 质 装 置 出 现 煤 粉, 最 重 要 的 影 响 是 将 使 煤 粉 沉 积 在 固 定 床 反 应 器 床 层 中, 使 床 层 压 降 迅 速 上 升, 缩 短 装 置 运 行 周 期, 甚 至 覆 盖 在 催 化 剂 空 隙 内, 降 低 催 化 剂 的 比 表 面 积 及 活 性 煤 粉 带 入 轻 烃 回 收 装 置 后, 颗 粒 较 小 的 煤 粉 随 着 最 终 产 品 轻 石 脑 油 液 化 气 等 直 接 带 到 罐 区 和 脱 硫 装 置 ( 检 修 时 分 别 在 加 氢 改 质 装 置 分 馏 塔 顶 回 流 罐 和 轻 烃 回 收 装 置 稳 定 塔 顶 回 流 罐 中 发 现 较 多 煤 粉 ), 增 加 了 产 品 再 处 理 的 成 本 3 煤 粉 漂 移 产 生 的 原 因 1) 热 高 压 分 离 器 液 位 波 动 及 气 相 流 速 大 热 高 分 底 液 控 阀 Cv 值 ( Cv 值 表 示 元 件 对 介 质 的 流 通 能 力, 即 流 量 系 数 ) 为 68. 5, 开 度 只 有 20% 左 右, 液 位 不 宜 控 制 且 加 快 了 阀 芯 的 磨 损 ; 热 高 分 进 料 分 布 器 设 置 较 低, 当 物 料 液 位 上 升 到 一 定 高 度 后, 易 将 进 料 分 布 器 淹 没, 引 起 液 位 的 大 幅 波 动, 降 低 气 液 固 三 相 的 分 离 空 间, 使 煤 粉 易 于 被 气 液 相 夹 带, 严 重 时 会 造 成 热 高 分 的 溢 流, 即 含 固 油 煤 浆 溢 流 到 高 压 换 热 器 内 堵 塞 换 热 器, 最 终 将 导 致 装 置 的 停 工 ; 液 位 采 用 全 开 全 关 两 位 式 脉 冲 控 制, 使 液 位 在 20% ~ 80%, 同 时 易 造 成 高 压 串 低 压 溢 流 等 安 全 事 故 ; 热 高 分 气 相 抽 出 无 气 液 固 分 离 设 施, 分 离 器 内 上 升 的 气 体 直 接 输 送 到 温 高 压 分 离 器, 热 高 分 顶 气 相 流 速 达 5. 48 m / s, 流 速 过 大 2) 常 压 分 馏 塔 顶 气 相 煤 粉 漂 移 常 压 分 馏 塔 停 留 时 间 短, 由 于 塔 径 只 有 1. 525 m, 且 原 设 计 塔 底 停 留 时 间 只 有 2 min, 导 致 煤 浆 物 料 没 有 足 够 的 分 离 空 间 和 时 间, 使 一 部 分 煤 粉 被 上 升 的 气 液 相 夹 带 至 分 馏 塔 顶 气 相 中 ; 常 压 分 馏 塔 顶 气 相 流 速 较 大, 最 高 达 14. 76 m / s, 进 而 使 煤 粉 被 气 体 夹 带 到 轻 烃 回 收 装 置 2015 年 第 6 期 3) 煤 液 化 生 成 油 煤 粉 漂 移 加 氢 稳 定 装 置 原 料 油 缓 冲 罐 反 应 器 分 馏 塔, 加 氢 改 质 轻 烃 回 收 装 置 均 发 现 了 煤 粉 漂 移, 说 明 煤 液 化 生 成 油 中 煤 粉 漂 移 量 较 大 且 贯 穿 渗 透 性 很 强 这 是 由 于 煤 粉 粒 度 很 细, 同 时 煤 液 化 生 成 油 过 滤 精 度 低 没 有 有 效 过 滤 煤 粉 来 自 加 氢 稳 定 装 置 分 馏 塔 塔 底 的 高 中 温 冲 洗 油 夹 带 着 部 分 煤 粉 又 返 回 煤 液 化 装 置, 以 此 循 环 对 装 置 设 备 运 行 带 来 堵 塞 磨 损 等 安 全 隐 患 4) 煤 直 接 液 化 装 置 外 排 酸 性 水 煤 粉 漂 移 主 要 是 洗 涤 塔 常 压 塔 顶 罐 冷 中 分 中 酸 性 水 夹 带 的 煤 粉 造 成 外 排 酸 性 水 中 漂 移 的 煤 粉 是 由 洗 涤 塔 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 顶 气 相 的 煤 粉 漂 移 携 带 到 煤 浆 洗 涤 塔 顶 罐 冷 中 压 分 离 器 及 常 压 塔 顶 罐 内 而 产 生 的, 最 终 使 外 排 酸 性 水 漂 移 携 带 煤 粉 煤 直 接 液 化 项 目 自 运 行 以 来, 污 水 汽 提 装 置 经 常 性 出 现 污 水 进 料 换 热 器 堵 塞 汽 提 塔 塔 盘 堵 塞 情 况, 每 次 堵 塞 都 是 煤 粉 造 成 的 5) 煤 粉 粒 径 分 布 煤 粉 粒 径 分 布 设 计 为 200 μm(100% ) 90 μm(86% ) 45 μm(45% ) 5 μm(0) 可 见 煤 粉 粒 径 并 非 越 细 越 好 粒 径 越 小, 煤 粉 的 穿 透 力 越 强, 重 力 也 越 小, 更 容 易 被 漂 移 通 过 分 析 煤 粉 漂 移 部 位 及 规 律 发 现, 煤 粉 漂 移 问 题 的 产 生 主 要 是 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 气 相 及 煤 液 化 生 成 油 的 过 滤 精 度 低 夹 带 共 同 作 用 的 结 果 4 煤 粉 漂 移 的 预 防 措 施 及 效 果 评 价 根 据 煤 粉 漂 移 产 生 的 主 要 原 因 制 定 了 相 应 的 解 决 措 施, 一 是 降 低 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 气 相 流 速, 二 是 增 设 煤 液 化 生 成 油 过 滤 器 同 时 提 高 过 滤 精 度 1) 热 高 压 分 离 器 液 位 波 动 及 气 相 流 速 大 其 一, 重 新 核 算 液 控 阀 Cv 值, 优 化 选 用 Cv 值 为 50 的 阀 芯 及 阀 座, 使 阀 门 开 度 达 到 80% 以 上 降 低 了 阀 芯 的 磨 损 速 度, 同 时 增 强 了 液 位 的 控 制 精 度 其 二, 热 高 分 原 进 料 分 布 器 设 置 较 低, 当 物 料 液 位 上 升 到 一 定 高 度 后, 易 将 进 料 分 布 器 淹 没, 引 起 液 位 的 大 幅 波 动, 经 过 核 算 后 将 热 高 分 进 料 分 布 器 提 高 1 m, 增 加 了 液 相 物 料 在 热 高 分 的 分 离 空 间 和 停 留 时 间, 避 免 了 进 料 带 来 的 液 位 波 动 其 三, 重 新 论 证 优 化 液 控 阀 控 制 方 式, 即 由 全 开 全 关 形 式 改 为 线 性 控 制, 消 除 了 由 此 带 来 的 液 位 波 动, 同 时 也 避 免 了 溢 流 或 串 压 事 故 的 发 生 其 四, 热 高 分 气 相 抽 出 增 设 气 液 固 65

2015 年 第 6 期 洁 净 煤 技 术 第 21 卷 分 离 设 施, 此 设 施 主 要 包 括 挡 板 和 喷 淋 洗 涤 分 布 器, 挡 板 固 定 在 顶 部 出 口 的 下 方, 喷 淋 洗 涤 分 布 器 固 定 在 挡 板 与 顶 部 出 口 之 间, 分 离 器 内 上 升 的 气 体 会 遇 到 挡 板 阻 挡 而 产 生 折 流, 气 体 中 夹 带 的 液 体 和 煤 粉 由 于 惯 性 作 用, 而 继 续 向 前 附 着 在 挡 板 的 表 面, 使 得 折 流 后 的 气 体 含 固 量 大 大 降 低, 液 体 和 煤 粉 在 挡 板 的 表 面 积 累 到 一 定 量 后, 会 在 重 力 的 作 用 下 脱 落 汇 集 到 分 离 器 出 口 排 出, 而 喷 淋 洗 涤 分 布 器 喷 出 的 冲 洗 油 会 对 折 流 后 的 气 体 进 行 冲 洗, 以 进 一 步 减 少 气 体 中 夹 带 的 煤 粉, 同 时 使 气 相 流 速 从 5. 48 m / s 降 低 到 2. 56 m / s 通 过 以 上 措 施, 热 高 分 气 相 出 口 夹 带 的 煤 粉 含 量 由 5. 07 mg / m 3 下 降 到 0. 304 mg / m 3 以 下 经 查 热 高 压 分 离 器 内 气 相 流 速 需 控 制 在 0. 1 m / s 以 下, 才 能 保 证 后 续 温 高 压 分 离 器 液 相 的 悬 浮 固 体 物 浓 度 控 制 在 20 10-6 以 下 但 因 神 华 第 一 条 生 产 线 设 计 时 无 可 借 鉴 的 经 验, 为 此 需 在 以 后 的 改 造 及 新 建 项 目 上 综 合 考 虑 热 高 压 分 离 器 的 停 留 时 间 气 液 固 分 离 空 间 气 相 喷 淋 洗 涤 气 体 流 速 气 液 固 分 离 的 内 构 件 形 式 等 因 素 的 设 计 优 化 2) 常 压 分 馏 塔 顶 气 相 煤 粉 漂 移 常 压 分 馏 塔 停 留 时 间 短 : 经 过 2 次 改 造 已 将 常 压 塔 底 部 扩 径 为 4 m, 并 将 4 m 塔 径 高 度 增 加 至 11. 822 m, 延 长 停 留 时 间 至 10 min, 分 离 空 间 扩 大 51 m 3, 通 过 运 行 摸 索 常 压 塔 内 煤 浆 的 停 留 时 间 要 求 不 应 小 于 8 min; 常 顶 气 增 设 喷 淋 洗 涤 分 离 流 程, 即 常 压 塔 顶 气 经 减 压 后 进 入 前 脱 烃 器 进 行 一 级 气 液 固 分 离, 再 进 油 洗 塔 利 用 中 温 溶 剂 油 对 常 压 塔 顶 气 进 行 喷 淋 洗 涤 来 脱 除 夹 带 的 煤 粉, 后 再 进 入 后 脱 烃 器 以 进 行 气 液 分 离, 相 对 较 干 净 的 常 压 塔 顶 气 送 出 装 置, 一 是 降 低 了 常 顶 气 相 流 速 从 原 14. 76 m / s 降 低 到 1. 025 m / s, 二 是 提 高 了 气 液 固 分 离 效 果, 使 常 压 塔 顶 气 相 夹 带 煤 粉 量 由 26. 89 mg / m 3 降 低 到 5. 38 mg / m 3 以 下 3) 煤 液 化 生 成 油 煤 粉 漂 移 将 现 有 分 馏 塔 各 侧 线 泵 出 口 过 滤 器 滤 芯 孔 径 由 150 μm 缩 小 到 75 μm, 同 时 在 煤 直 接 液 化 装 置 生 成 油 出 装 置 集 合 管 处 增 设 高 精 度 的 过 滤 器, 用 过 滤 分 离 的 方 法 降 低 加 氢 稳 定 装 置 原 料 油 中 的 煤 粉 量 ; 加 大 加 氢 稳 定 装 置 原 料 缓 冲 罐 的 缓 冲 能 力, 提 高 其 原 料 缓 冲 罐 底 部 沉 淀 时 间, 同 时 提 高 排 污 频 次, 将 煤 粉 夹 带 量 降 低 在 加 氢 改 质 上 游 的 煤 直 接 液 化 装 置 及 加 氢 稳 定 装 置 加 强 分 离 和 缓 冲 沉 降, 减 少 煤 粉 进 入 加 氢 改 质 及 轻 烃 回 收 装 置, 同 时 在 进 入 两 装 置 前 增 加 过 滤 设 施 经 增 设 高 精 度 过 滤 器 后 的 实 践 运 行 66 表 明, 煤 液 化 生 成 油 夹 带 煤 粉 含 量 大 幅 降 低, 平 均 降 低 约 0. 08%, 见 表 1 表 1 煤 液 化 生 成 油 固 含 量 % 煤 液 化 生 成 油 改 进 前 固 含 量 改 进 后 固 含 量 常 顶 油 0. 09 0. 03 常 一 线 油 0. 09 0. 02 常 二 线 油 0. 12 0. 01 常 三 线 油 0. 12 0. 03 减 一 线 油 0. 13 0. 03 减 二 线 油 0. 15 0. 03 4) 煤 直 接 液 化 装 置 外 排 酸 性 水 煤 粉 漂 移 主 要 是 洗 涤 塔 常 压 塔 顶 罐 冷 中 分 中 酸 性 水 夹 带 的 煤 粉 造 成 对 于 洗 涤 塔 顶 罐 而 言, 严 格 按 设 计 要 求 配 比 煤 浆 浓 度, 防 止 出 现 浓 度 过 高 造 成 煤 粉 飞 扬 ; 控 稳 煤 浆 制 备 部 分 负 压 系 统 在 -2 kpa, 防 止 出 现 吸 入 洗 涤 塔 煤 粉 过 多 ; 保 证 各 列 洗 涤 塔 洗 涤 油 油 量 稳 定 足 够 ; 在 洗 涤 塔 内 加 装 拉 西 环 等 填 料 层, 强 化 气 液 相 交 换 洗 涤, 改 善 洗 涤 效 果 ; 改 进 塔 内 洗 涤 油 喷 嘴 结 构 形 式, 使 洗 涤 油 均 匀 喷 在 填 料 层 上 对 于 冷 中 分 常 压 塔 顶 罐 而 言, 其 酸 性 水 中 的 煤 粉 来 源 于 热 高 压 分 离 器 及 常 压 塔 顶 气 相 漂 移 在 污 水 汽 提 装 置 原 料 进 装 置 前, 增 设 高 精 度 过 滤 器, 采 用 延 长 沉 降 时 间 加 强 排 污 定 期 清 洗 原 料 换 热 器 等 手 段 来 消 减 原 料 酸 性 水 中 夹 带 煤 粉 对 装 置 稳 定 运 行 的 影 响 5) 煤 粉 粒 径 分 布 粉 煤 制 剂 装 置 严 格 按 设 计 粒 径 要 求 磨 制 煤 粉 5 结 语 通 过 分 析 煤 粉 漂 移 部 位 及 规 律, 发 现 煤 粉 漂 移 的 产 生 主 要 是 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 气 相 的 夹 带 及 煤 液 化 生 成 油 过 滤 精 度 低 共 同 作 用 的 结 果 根 据 煤 粉 漂 移 产 生 的 原 因 制 定 了 相 应 的 措 施, 一 是 降 低 热 高 压 分 离 器 常 压 塔 气 相 流 速, 二 是 增 设 煤 液 化 生 成 油 过 滤 器 同 时 提 高 过 滤 精 度 结 果 表 明 : 通 过 降 低 气 相 流 速, 热 高 压 分 离 器 气 相 夹 带 煤 粉 量 由 5. 07 mg / m 3 降 低 到 0. 304 mg / m 3 以 下, 常 压 塔 顶 气 相 夹 带 煤 粉 量 由 26. 89 mg / m 3 降 低 到 5. 38 mg / m 3 以 下 ; 增 设 过 滤 器 及 提 高 过 滤 精 度, 煤 液 化 生 成 油 夹 带 煤 粉 量 降 低 约 0. 08%, 煤 粉 漂 移 得 到 了 缓 解 但 还 需 进 一 步 研 究 摸 索 出 适 宜 的 气 相 流 速 高 效 的 气 ( 下 转 第 71 页 )

高 妍 等 : 煤 直 接 液 化 残 渣 萃 余 物 中 萃 取 剂 回 收 技 术 研 究 2015 年 第 6 期 力 -100 Pa, 可 有 效 防 止 粉 尘 及 有 毒 有 机 蒸 汽 的 泄 漏 2) 采 用 N 2 作 为 载 气 的 密 闭 循 环 系 统, 系 统 内 部 氧 含 量 低, 不 仅 可 提 高 系 统 的 稳 定 性 安 全 性, 同 时 可 降 低 N 2 消 耗 量, 节 约 成 本 3) 干 燥 后 的 残 渣 经 薄 膜 冷 却 机 冷 却 和 增 湿 机 增 湿 后 排 放, 避 免 了 扬 尘, 有 效 防 止 高 温 下 残 渣 粉 尘 自 燃 和 粉 尘 爆 炸 的 危 险, 改 善 现 场 环 境 4) 干 燥 机 尾 气 排 出 管 道 设 计 为 倾 斜 管 道 ( 倾 斜 角 度 5 ), 并 设 计 喷 淋 结 构, 可 有 效 防 止 因 干 燥 尾 气 中 细 小 粉 尘 黏 度 大, 导 致 积 灰 管 道 堵 塞 等 风 险 5) 干 燥 尾 气 中 粉 尘 含 有 重 质 油, 黏 度 大, 因 此 采 用 湿 法 除 尘, 除 尘 后 的 尾 气 送 入 吸 收 塔 回 收 萃 取 剂, 可 有 效 防 止 吸 收 塔 填 料 以 及 冷 却 器 堵 塞 3 结 论 1) 提 出 了 采 用 薄 膜 干 燥 机 回 收 煤 液 化 残 渣 中 萃 取 剂 的 方 法, 通 过 试 验 验 证 了 该 方 法 对 于 萃 取 剂 回 收 的 可 行 性 结 果 表 明, 蒸 汽 压 力 0. 5 MPa, 进 料 量 120 kg / h 时, 萃 取 剂 的 回 收 率 >92%, 干 燥 传 热 系 数 平 均 值 约 为 71. 62 W / (m 2 ) 2) 根 据 试 验 研 究 及 相 关 数 据 开 发 了 适 用 于 工 业 装 置 的 惰 性 气 氛 下 的 密 闭 循 环 工 艺 该 工 艺 采 用 N 2 作 为 载 气, 通 过 薄 膜 干 燥 机 将 残 渣 萃 余 物 中 的 萃 取 剂 蒸 发 汽 化, 并 通 过 文 丘 里 除 尘 以 及 冷 却 吸 收 的 方 法 回 收 萃 取 剂 干 燥 后 的 残 渣 经 间 接 冷 却 和 喷 水 增 湿 后 达 到 抑 尘 的 目 的 所 采 用 的 设 备 均 为 成 熟 可 靠 的 设 备, 且 工 艺 流 程 简 单 安 全 稳 定, 可 操 作 性 强 3) 该 技 术 可 推 广 应 用 于 类 似 易 燃 易 爆 物 料 的 处 理 或 需 要 回 收 物 料 中 挥 发 分 的 工 艺 中 参 考 文 献 : [1] 周 俊 虎, 方 磊, 程 军. 煤 液 化 残 渣 硫 析 出 动 态 特 性 的 研 究 [J]. 动 力 工 程,2005,25(3):412-415. [2] 周 俊 虎, 方 磊, 程 军. 煤 液 化 残 渣 与 褐 煤 混 合 燃 烧 硫 污 染 物 排 放 规 律 [J]. 浙 江 大 学 学 报 ( 工 学 版 ),2006,40 (1):131-138. [3] 楚 希 杰, 李 文, 白 宗 庆, 等. 神 华 煤 直 接 液 化 残 渣 热 解 特 性 研 究 [J]. 燃 料 化 学 学 报,2009,37(4):393-397. [4] Cui H Y J,Liu Z,Bi J. Effects of remained catalysts and enriched coal minerals on devolatilization of residual chars from coal liquefaction[ J]. Fuel,2002,81(11 / 12):1525-1531. [5] Benito A M,Fernandez J,Miranda J L. Visbreaking of anasphalteniccoal residue[ J]. Fuel,1995,74(6):922-927. [6] 周 俊 虎, 方 磊, 程 军, 等. 神 华 煤 液 化 残 渣 的 热 解 特 性 研 究 [J]. 煤 炭 学 报,2005,30(3):349-352. [7] 崔 洪, 杨 建 丽, 刘 振 宇. 煤 液 化 残 焦 基 本 性 质 及 气 化 活 性 的 考 察 研 究 [J]. 燃 料 化 学 学 报,1999,27(S1):15-19. [8] 楚 希 杰, 李 文, 白 宗 庆. 神 华 煤 直 接 液 化 残 渣 水 蒸 气 和 CO 2 气 化 反 应 性 研 究 [J]. 燃 料 化 学 学 报,2010,38(1):1-5. [9] Ralf Kopsel H Z. Catalytic effects of ash components in low rank coal gasification 1: gasification with carbon dioxide [ J]. Fuel, 1990,69(3):275-281. [10] 崔 洪, 杨 建 丽, 刘 振 宇. 煤 直 接 液 化 残 渣 的 性 质 与 气 化 制 氢 [J]. 煤 炭 转 化,2001,24(1):15-19. [11] 王 晓 亮. 离 子 液 体 提 取 液 化 残 渣 及 其 回 收 的 研 究 [ D]. 北 京 : 北 京 化 工 大 学,2012:13-21. [12] 赖 世 燿, 陈 学 连, 盛 英, 等. 一 种 用 于 从 煤 液 化 残 渣 中 分 离 沥 青 烯 前 沥 青 烯 / 或 重 质 油 的 离 子 液 复 合 萃 取 剂 : 中 国, 201010614927[ P]. 2011-05-04. [13] 周 颖, 张 艳, 李 振 涛, 等. 以 煤 炭 直 接 液 化 残 渣 为 原 料 制 备 炭 纳 米 管 [J]. 煤 炭 转 化,2007,30(3):14-44. [14] 赵 旭, 张 万 尧, 王 瑞. 一 种 过 滤 洗 涤 干 燥 一 体 化 的 连 续 式 压 力 过 滤 机 : 中 国,200920144208[P]. 2009-10-17. [15] 赵 旭, 张 万 尧, 杨 喜 龙, 等. 薄 膜 干 燥 机 : 中 国,20142001059 7[ P]. 2014-01-08. ( 上 接 第 66 页 ) 液 固 分 离 设 备 等 以 彻 底 消 除 煤 粉 漂 移, 为 煤 直 接 液 化 项 目 的 安 稳 长 满 优 运 行 奠 定 基 础 参 考 文 献 : [1] 相 宏 伟, 唐 宏 青. 煤 化 工 工 艺 技 术 评 述 与 展 望 : 煤 间 接 液 化 技 术 [J]. 燃 料 化 学 学 报,2001,29(4):289-298. [2] 张 玉 卓. 神 华 集 团 大 型 煤 炭 直 接 液 化 项 目 的 进 展 [ J]. 中 国 煤 炭,2002(5):8-9. [3] 丰 洋. 煤 制 油 的 现 状 和 进 展 [J]. 中 国 石 油 和 化 工,2005(4): 73. [4] 舒 歌 平, 史 士 东, 李 克 健, 等. 煤 炭 液 化 技 术 [ M]. 北 京 : 煤 炭 工 业 出 版 社,2003. 28. [5] 高 晋 生, 张 德 祥. 煤 液 化 技 术 [ M]. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社, 2005:125-130. [6] 李 克 健, 史 士 东, 李 文 博. 德 国 IGOR 煤 液 化 工 艺 及 云 南 先 锋 褐 煤 液 化 [J]. 煤 炭 转 化,2001,24(2):13-16. [7] 张 玉 卓. 中 国 神 华 煤 直 接 液 化 技 术 新 进 展 [ J]. 中 国 科 技 能 源, 2006(2):32-35. [8] 舒 歌 平. 神 华 煤 直 接 液 化 工 艺 开 发 历 程 及 其 意 义 [ J]. 神 华 科 技,2009,27(1):78-82. [9] 张 玉 卓, 舒 歌 平, 金 嘉 璐, 等. 一 种 煤 炭 直 接 液 化 的 方 法 : 中 国, 200410070249. 6[ P]. 2005-03-02. [10] 张 继 明, 舒 歌 平. 神 华 煤 直 接 液 化 示 范 工 程 最 新 进 展 [ J]. 中 国 煤 炭,2010,36(8):11. [11] 李 好 管. 煤 直 接 液 化 技 术 进 展 及 前 景 分 析 [ J]. 煤 化 工,2002 (3):8-12. 71