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減緩加熱爐結焦改變原料性質跟干熄焦工藝技術的選擇

時間:2020-09-26 21:37:43 作者:陽辰焦化設備文章來源:本站點擊:115

其一、減緩加熱爐結焦改變原料性質

上世紀70年代的兩次石油危機,促使人們對焦爐護爐鐵件設備設施結垢結焦而造成的能源利用率降低和能量消耗增加給予了廣泛的關注,人們對于結垢結焦研究的重要性開始給予多的關注。圍繞延遲焦化裝置加熱爐管結焦的問題,都進行了比較廣泛的研究,涌現出現了一系列相應減少結垢結焦的應對措施。

適當提高油品的臨界分解溫度,提高油品流速,使油品分解的部位后移,靠近延遲焦化裝置加熱爐出口,此時油氣壓力較低,氣化率高,油品分解后在加熱爐管中流動的時間和距離縮短,可減少在爐管內結焦反應發生,使結焦反應延遲到焦碳塔中進行。

渣油的芳構程度直接影響渣油的臨界分解溫度,芳構程度越高的渣油,其臨界分解溫度也比越高。渣油的芳構程度越高,渣油開始生焦時的瀝青質較低濃度就會越高。隨著液相渣油芳構化程度的不斷提高,中間相的起始溫度就越高,也就表明臨界分解溫度越高。

因此,為提渣油的臨界分解溫度,可以向渣油中加入適量的富含芳烴組分。降低焦化裝置原料中的瀝青質和膠質的相對含量,提高渣油的芳構化程度有如下幾種方法。

(1)提高循環比

焦化裝置循環油中膠質、瀝青質含量低于新鮮進料,提高裝置循環比,受循環油占比影響,加熱爐進料中膠質、瀝青質含量被稀釋,其相對值就明顯降低,從而降低了其結焦傾向。隨著循環比的改變,相當于進入加熱爐管中原料性質發生改變,循環比增加,加熱爐爐管中的油品的膠質和瀝青質含量降低,說明提高循環比可以改變加熱爐管中的物料性質。但循環比提得過高,會導致裝置加工量降低,若要維持加工負荷,加熱爐熱負荷會相應增加,導致裝置單位能耗增加,裝置的運行成本也相應提高,因此在兼顧爐管結焦的前提下,考慮運行成本因素,應盡可能降低裝置循環比。生產經驗證明焦化裝置循環比控制在0.20--0.25之間較為適宜。

(2)原料中適當摻入催化油漿、糠醛抽出油等物料

重油催化油漿和糠醛抽出油中的膠質、瀝青質含量相對較低,而芳烴含量卻相對較高,灰分低,重油催化油漿和糠醛抽出油摻入渣油后,不但可以降低焦化裝置原料中膠質、瀝青質含量,同時提高芳烴含量,還有利于改變石油焦的質量。通常重油催化油漿中含有數量的催化劑粉末,控制不好會導致石油焦灰分上升,同時會導致設備磨損,造成爐管結焦加劇。

其二、干熄焦工藝技術的選擇

目前國內技術發展和工業應用均比較成功的干熄焦工藝主要為鞍山焦耐院和北京中口聯兩家,焦爐爐框其干熄焦技術原理和流程大致相同。焦耐院干熄焦技術較早,早在上世紀80年代就先后引進過前蘇聯及后來的俄羅斯、鳥克蘭的干熄焦工藝,后來又引進日本干熄焦技術,經過消化吸收及技術,其干熄焦技術口益成熟,并比較切合我國焦化企業的實際情況,干熄焦工藝技術設計、設備選擇也比較穩妥,設備國產化率高;中日聯干熄焦技術主要來自日本新日鐵,其干熄焦技術較為,近年來在濟鋼焦化廠、鋼遷安焦化廠都有成功應用。

因此,在吸取各家優點的前提下,結合重鋼的實際情況,盡量采用成熟技術。

1)選用干熄焦主體工藝的特點:

a采用旋轉焦罐,既可焦罐內焦炭分布均勻,又減少了焦罐本身的重量及維護工作量。

b電機車采用APS強制對位裝置,使焦罐車在提升塔下的對位修正范圍控制在±100mm,對位精度達±1Omm。

c提升機使用PLC自動控制,增強了控制效果。

d干熄槽(冷卻段)采用矮胖型。干熄槽(冷卻段)高度的降低可減小干熄爐內循環氣體的阻力,降低循環氣體量,使設備費、運營費及生產成本降低,又可使相應配套的提升機鋼析架和一、二次除塵器鋼結構的高度降低,節省工程一次投資。

e在爐頂設置料鐘式布料器,克服由于裝入焦炭粒徑偏析以及裝入焦炭的料位高差,使干熄爐內的循環氣體流速不均勻等弊端,起到減少循環氣體量的目的。

f在冷卻段與循環風機之間設置給水預熱器,使干熄爐入口處的循環氣體溫度由約170℃降至<130℃,在同等處理能力的前提下減少循環氣體量(循環冷卻氣體量為1250m3/t焦以下,排焦溫度<200℃)。

g采用連續排料的電磁振動給料器與旋轉密封閥組合的排出裝置。設備外型小,維護量??;又可穩定爐內壓力,使焦炭下落均勻。

h余熱鍋爐采用膜式水冷壁,使熱效率有明顯提高。采用高溫高壓自然循環+強制循環鍋爐,比中溫中壓發電量提高約7%。

2)關于干熄焦鍋爐類型的選擇

干熄焦鍋爐的作用是降低干熄焦系統惰性循環氣體的溫度并吸收其熱量產生蒸汽用以供熱和發電,以達到使惰性循環氣體在熄焦時吸收的熱量的回收利用。隨著干熄焦鍋爐技術的不斷發展,干熄焦鍋爐按壓力等級可分為中溫中壓鍋爐(3.82MPa,450℃)和高溫高壓鍋爐(9.8MPa,540℃,按水動力循環方式分自然循環和聯合循環(自然循環+強制循環)。蒸汽用于純凝機組發電時則高溫高壓發電較多,約增加7%,但鍋爐給水泵電機功率也增大很多,在同等規模及條件下一次性投資較大。自然循環鍋爐運行費用相對較低,無強制循環泵,但啟動時間較長,也影響鍋爐產汽量,一次性投資也略有增加。中溫中壓鍋爐一次性投資較少,管理維護上也比較穩定。聯合循環鍋爐啟動快,便于管理。

干熄焦鍋爐型式有中溫中壓聯合循環鍋爐、中溫中壓自然循環鍋爐、高溫高壓聯合循環鍋爐和高溫高壓自然循環鍋爐。根據本工程的實際狀況鍋爐選擇為高溫高壓聯合循環鍋爐。


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