壳牌气化炉配煤研究

第41卷第3期化工设计通讯2015年6月Chemical Engineering Design Communications壳牌气化炉配煤研究郭德铭,郭会敏(河南能源化工集团中原大化公司甲醇事业部,河南濮阳457000)摘要:阐述壳牌 气化炉配煤的原则及其重要性,满足气化炉的高负荷稳定运行。关键词:配煤;灰熔点;积灰;排渣中图分类号:TG44文献标志码:B文章编号:1003-6490(2015)03-017-02Shell gasifier of coal blendingGuo De ming, Guo Hui min(Henan energy chemical group, Puyuan Henan 457000, China)Abstract: This paper describes the principle and importance of Shell gasifier of coal blending, meetthe stable operation of high load gasification furnace.Key words: coal blending; ash melting point ; ash; slagX2/3- 150 C来控制。上述两个温度 取低者作0引言为合成器人口温度的控制指标。壳牌气化炉采用粉煤加压,合成气激冷以及1.2除渣系统出现的问题废锅回收热量的技术，提高了碳的转化率和热量除渣系统常出现的问题就是垮渣及堵渣。排利用率。具有产品气体有效气(H2 + CO)组分渣系统要求渣的粘度在5- 25 泊,在这个黏度区高,高达90% - 93%,氧耗低等优点。但是运行间分别对应-一个温度,我们称之为Ts和T2s,如过程中,常出现因原料煤煤质不合适引起堵渣或果渣的黏度过小,将出现气化炉内壁无法挂渣,内者积灰的问题。为了气化炉的长周期高荷运行，壁暴露在1450~1 550 'C的环境下,直接威胁气化我们需要经过配煤来解决上述问题。炉内件的安全。同时还有可能出现垮渣,此时高温液态渣大量进人渣池,瞬间产生大量蒸汽,称为1影响气化炉运行的问题蒸汽爆炸,整个气化炉内件会受力上移,对气化炉1.1合成气冷却器入口积灰造成灾难性破坏。如果渣黏度过大,渣在遇到极积灰的机理:中压蒸汽过热器是合成气的第冷环喷出的水时,渣块无法炸开,形成大块渣,在-个冷却器,过热器中央设有冷却盖板,飞灰容易破渣机上部和渣锁斗处形成堵渣,渣无法排出,造从盖板径向和垂直方向扩展。在人口,靠近气化成装置停车。我们监护下渣是否顺利,通过监护炉侧为合成气流速的低速区,对面为高速区,低速渣口压差以及破渣机上部温度,破渣机上部温度区容易先积灰,向高速区径向发展。过热器积灰指示了渣带到下渣系统热量的多少以及渣的形后,过热蒸汽的热通量下降,因过热器为盘管结态,在同等负荷下,在煤中的灰组分不发生改变的构,在人口处堵塞,也将会减少其换热面积。合成情况下,如果形成的细渣较多,那么这个温度会上器人口温度一般控制在680 C,因为合成气是还升,如果形成的大块渣多,温度下降,这也间接反原性环境,煤中的灰组分将会以单质形式存在,其映了炉温的变化。中钾和钠在高于680 C以气态存在,在低于这个温度会以固态形式存在。通用的一般按照灰熔点收稿日期:2015-03-25作者简介:郭德铭(1971-),男,河南濮阳人，化工工艺工程师,1994年中国煤化工河南能源化工集团中原大化公司甲醇事业部副总经理。YHCNMHG●16●化工设计通讯第41卷剂石灰石改变渣的低温共融不敏感，也就是说改2配煤的原因变渣的液化温度不明显,硅铝比高,我们需要添加当渣系统需要的温度和合成器入口的温度发更多的石灰石。所以配煤只是改变了液化温度,生矛盾时,我们就需要通过配煤调整原料煤的特对气化温度没有影响。性解决问题。配煤无法改变所配煤种的气化温3配煤的具体操作度,只是改变了渣里矿物质的组分,从而调整渣的黏度。煤的气化温度由煤阶决定,煤阶其实就是我们要求所配煤种的煤阶尽量相近,不推荐煤的年龄,其最重要的表征是挥发份。-般来说，煤的气化温度相差超过150 C的煤种进行配煤,无烟煤的挥发份为8%- 22%,其气化温度一般因为这样极易造成气化反应后移,气化温度低的在1600- 1 620 C ,烟煤的挥发份在22% - 32%,煤先进行气化反应,然后气化温度高的煤种在火其气化温度一般在1 480-1580 C,而褐煤的挥焰的后部反应,所以在发生气化反应的过程中,两发份在14%- 19% ,其气化温度在1 400C以下。种煤的矿物质发生了分离,或者说混合的不均匀，所以在配煤时,我们无法改变煤种的气化温度,在改变了渣中矿物质组分的变化,矿物质组分直接A煤和B煤配煤制成煤粉时,这只是一一个物理过影响了渣的液化温度。还有就是可能造成煤反应程,它们在进人气化炉进行气化反应时,各自性质不完全,渣残碳较高,有时会高达9%,并且气化无法改变,因为它的煤阶没有发生变化,但是气化炉工况波动较大,存在堵灰或者堵渣的风险。汽反应后,在膜式壁上流动的渣的组分发生了变化，包的大室和小室的液位差常出现大幅波动,其也这里我们要引入一个概念那就是液化温度,简称真实的反映出气化反应出现了后移,气化区温度Tliquidous及Tliq,液化温度是由渣组分和相图变化较大。下表1,表3分别为褐煤和无烟煤的决定。此外,渣组分也决定了气化炉的操作窗口。配比,我们选用的煤为煤种A和煤种B以1:0.5渣组分中最重要的指标是硅铝比,硅铝比是添加的配比,石灰石添加2%。石灰石的一一个指针,硅铝比高,说明我们添加助溶表1褐煤配比分析项目全水% 内水% 灰分% 挥发份%固定碳%硫%氢%收到基低位发热量灰熔点Cmj/kg kcal/kg DT ST HT FT煤种A10.91.1164. 440.32. 3721. 465134 1287 1453 1474 1 490煤种B11.92.64 11.5 31. 1755. 350.44.24 24.8 5933 1132 1193 1211 1 2341.715.723. 159. 50.26. 563271241129213021317气化炉工况如下:表2气化炉工况 .项目小室蒸汽产量汽包总产气量日产有效气日用煤粉日用氧气氧煤比单位kg/skm3 (标)130. 54.3 1441 7321 6410. 947以下为我们选择同是某无烟煤的煤种C和煤种D以1:1配比的数据,石灰石添加5%。表3无烟煤配比分析项目全水%内水%灰分%挥发份%固定碳%Mj/kg kcal/kg__ DT ST HT FT煤种C11. 780.5716.5325. 2857.623.25 5691328 1362 1384 1418煤种D16. 861.747. 5821. 94.68.221.451371228 1293 1313 1346粉煤1. 3619. 0724. 4655. 126.262841164 1202 1227 1286中国煤化工THCNMH G转第21页)第3期李苏军:斯那姆工艺的技术改造，21●始下落到旋风分离器的上挡板上面，在流动过程中1.5.2 V07/V08 技改生成的缩二脲和尿液结晶粘接到挡板连接平台处，为防止V07/V08缩二脲剥落堵塞300E15久而久之就在挡板上形成了大量的缩二脲堆积层，和尿液熔融泵入口流道，我们在- -二段蒸发分离缩二脲在上升气流的冲击或者自身重力下,就会不器底部增加一圆形筛板(见图五),筛板均匀开布定期的剥离脱落掉入管道入口(见图五),- -段出现8000个中10孔径,装置正常运行时能较好地避免这种现象，会造成300E15人口流道局部堵塞,一段因缩二脲偶尔剥落造成300E15堵塞和尿液熔融分离器积液,随着运行时间延长,堵塞物被融解带泵汽化现象。出,流道瞬间增大,一段积液在位差增加作用下迅2结束语速流人二段蒸发，导致二段蒸发温度波动.真空下降,这种现象在蒸发系统高负荷条件下愈加明显。重庆建峰化I股份有限公司化肥分公司的第二段出现这种现象会造成尿素熔融泵人口管线堵一套尿素装置,自1993年建设投产以来,历时塞,或少量缩二脲结晶物进人泵体,造成泵汽化,严22a。从最初的试运行到现在的超高负荷重的将引起系统停车。(113%)。从尤其面对三聚氰胺来料的影响。装置不仅做了，上述技改,其间还对汽提塔进口流道与围堰,甲胺喷射泵、E0109循环水管线,造粒塔汽相被抽出风窗等做了大胆改进。实现了系统的扩容、优化和稳定。积存缩二服的又城(箱旋风分离器上挡板参考文献:进液尿液[1]袁- -编.尿素[M].北京:化学工业出版社,1997.50,139.新增圆形筛板[2]陈观平,赵元凯编著.尿素生产工艺与操作[M].北京:中国石化出版社，1993. 01-05.[3]苏文才.采用CTST高效塔盘技术改造尿素解析塔[].大氮肥料,2007,(4).[4]朱永忠,李苏军.三胺返甲铵液对尿素系统的影响与对策蒸发后的尿液出口[].化工设计通讯,2011,37(1).58 -60.图5尿素二段蒸发分离器改造(上接第16页)表4气化炉工况项目小室蒸汽产量汽包总产气量日产有效气日用煤粉日用氧气氧煤比单位kg/skm3 (标)t3.56123. 833931 9321 684.80. 874通过上诉比较,明显可以看出,当选用煤阶较4结语近的煤进行配煤时,气化炉炉温可以控制在此种煤阶气化温度相近就行,此时煤的热效率也较高。配煤仅存在当煤的气化温度和液化温度发生如果煤阶差别大，我们要根据所配煤种的煤阶,确矛盾时,我们通过配煤改变煤的矿物质组分,改变定那个煤种需要最高的气化温度,气化炉炉温必渣的液化温度,让它来适应我们的气化温度。如须小于这个温度。如果发现渣里的残碳高,可以果所配煤种的气化温度差别大,高的激冷比有助通过加入缓蚀剂来调整,一般加人水蒸汽或者二于气化炉工况的稳定。氧化碳。中国煤化工MHCNMHG