防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法與流程

本發明涉及一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法。

背景技術：

水煤漿氣化技術是以純氧和水煤漿為原料，采用氣流床反應器，在加壓非催化條件下進行部分氧化反應，生成以一氧化碳和氫氣為有效成分的粗煤氣。水煤漿氣化爐是目前最為成熟的煤基氣化爐之一，在國內廣泛應用。水煤漿氣化爐最常見的危險是由于氧氣與水煤漿的進料比失調，導致氣化爐飛溫或氣化爐、激冷室、碳洗塔內的爆炸，由此引發了多起事故，如2002年2月6日某工廠氣化爐激冷室下降管燒壞事故，2004年12月30日某工廠氣化爐超溫爆炸事故，2007年7月某公司過氧爆炸事故。為了防止這種事故，水煤漿氣化爐大多設有多套聯鎖，如氧煤比高高聯鎖，煤漿泵停止聯鎖，煤漿流量低低聯鎖等，這些聯鎖對保護氣化爐的安全運行起到了一定的作用。然而，這些聯鎖的啟動條件沒有針對爆炸最直接的表征參數，而是采用了間接的氧煤比等參數，導致啟動條件過于保守，造成氣化爐頻繁的非計劃停車。cn201410438966提供了一種基于溫度變化率、壓力變化率、壓縮機異常及氧氣流速的聯鎖方法，仍然是基于間接參數的聯鎖，無法高效解決避免過氧爆炸事故與減低非計劃停車的問題。文章“德士古水煤漿氣化裝置氣化爐過氧問題的探討”(大氮肥，32卷2期，2009：88-90)分析了造成氣化爐過氧的各種因素，提出了一些解決方案。

氣化爐過氧爆炸之前有一些前兆，過量的氧氣在系統中首先會導致深度氧化，從而引起二氧化碳超標，甲烷減少，當氧化所需物料不夠、分布不均及停留時間不足時，進一步引起氧氣超標，最終導致過氧爆炸。目前，對過氧爆炸這一過程沒有量化的模擬或研究，無法根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制。

本發明有針對性的解決了該問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有技術中對過氧爆炸過程沒有量化的模擬或研究、無 法根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制的問題，提供一種新的防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法。該方法用于防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控中，具有對過氧爆炸過程的參數進行了量化、可以根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法，通過在線監測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設置合理的聯鎖啟動條件，進行自動的緊急停車動作，具體技術方案如下：(1)在出激冷室合成氣管線或文丘里管后或碳洗塔上引出一條管線，安裝甲烷在線監測系統；(2)甲烷監測系統包括但不限于在線色譜、冷凝器或噴射泵、分液器、減壓閥及排氣管；(3)設置甲烷體積含量報警條件為500-700ppm，聯鎖條件為400-600ppm；(4)甲烷含量高高聯鎖動作包括但不限于關閉氣化爐氧氣進料。

上述技術方案中，優選地，所述在線色譜的數據引入集散式控制系統或/和可編程控制系統。

上述技術方案中，優選地，所述聯鎖通過可編程控制系統執行。

上述技術方案中，優選地，報警通過閃爍、顏色變化或聲光信號進行提示。

采用本專利的方法，對過氧爆炸過程的參數進行了量化，可以根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制，可以防止氣化爐過氧爆炸事故發生，并改善目前聯鎖針對性不足，設置過于保守等缺點，避免不必要的非計劃停車事件，取得了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為氣化爐與碳洗塔簡易流程圖。

圖1中，1、氣化爐；2、激冷室下降管；3、激冷室；4、出激冷室合成氣；5、黑水；6、文丘里管；7、碳洗塔。

下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。

具體實施方式

【實施例1】

一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法，通過在線監測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設置合理的聯鎖啟動條件，進行自動的緊急停車動作，具體技術方案如下：

(1)如圖1所示，水煤漿和氧氣經工藝燒嘴進入氣化爐的燃燒室1中進行部分氧化反應。生成的粗合成氣和熔融態灰渣一起向下，經過激冷環沿下降管2進入激冷室3的水浴中。從激冷室出來飽和了水汽的合成氣4進入文丘里管6，與黑水5混合后進入碳洗塔7。

(2)在合成氣出激冷室管線4或文丘里管6后或碳洗塔7上引出一條管線，安裝甲烷在線監測系統。

(3)甲烷監測系統包括但不限于在線色譜、冷凝器或噴射泵、分液器、減壓閥及排氣管。

(4)在線色譜數據引入集散式控制系統(dcs)或/和可編程控制系統(plc)。

(5)設置甲烷體積含量報警條件為500-700ppm，聯鎖條件為400-600ppm。報警通過dcs或plc執行，聯鎖通過plc執行。

(6)報警可以通過閃爍、顏色變化或聲光信號進行提示。

(7)甲烷含量低低聯鎖后，通過plc執行動作：包括但不限于關閉氣化爐氧氣進料。

采用本專利的方法，對過氧爆炸過程的參數進行了量化，可以根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制，可以防止氣化爐過氧爆炸事故發生，并改善目前聯鎖針對性不足，設置過于保守等缺點，避免不必要的非計劃停車事件。

與現有技術相比，非計劃停車減少率為24％，取得了較好的技術效果。

【比較例】

某廠水煤漿氣化爐，設有氧煤比報警與聯鎖，但沒有設甲烷在線監測、報警與聯鎖。由于氧煤比的波動，導致裝置經常出現非計劃停車，由于氧煤比控制關系到氣化爐的安全，故聯鎖不能取消。僅在2015年，非計劃停車次數多達10余起，造成了極大的經濟損失。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法，主要解決現有技術中對過氧爆炸過程沒有量化的模擬或研究、無法根據爆炸最直接的表征參數進行聯鎖與安全控制的問題。本發明通過采用一種防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控方法，通過在線監測出氣化爐合成氣中的甲烷含量，設置合理的聯鎖啟動條件，進行自動的緊急停車動作的技術方案較好地解決了上述問題，可用于防止水煤漿氣化裝置過氧爆炸的監控中。

技術研發人員：孫峰;金滿平;高英杰;朱云峰
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
技術研發日：2016.03.22
技術公布日：2017.09.29