德士古气化炉渣堵分析及预防

第16期陈进:德士古气化炉渣堵分析及预防.●113●德士古气化炉渣堵分析及预防陈进(神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司,陕西榆林，719319)摘要:德士古水煤浆加压气化技术是气流床连续气化工艺,其采用煤渣熔融态排渣技术,气化炉排液顺利与否,关系到整套装置的安全正常运行,所以弄清德士古气化炉渣堵这-技术课题 ,是非常重要的。本文介绍了水煤浆气化炉渣堵的现象及判断,分析气化炉渣堵形成原因,并提出了德士古气化炉渣堵的预防办法及处理手段。关键词:气化炉;渣堵;预防中團分类号:TQS45文献标识码:C文章编号:1008 -021X(2015)16 -0113 -02The Analysis and Prevention of the Slag Block of Texaco GasifierChen Jin(China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co. ,Ltd. ,Yulin Chemical Company, Yulin 719319 ,China)Abstract:The pressuried coal water slurry technology of Texaco gasifer is a kind of gas entrained bed and the method ofdelagging deponds on the melting slag. Whether the deslagging feely is one of the most important reasons of the texacogasifer runs safely，so it is very important to make clear both the reason and the prevention of the slag block. It introducedthe composition and cassication of the texaco gasifier slag, the reason for the formation of the slag block in the tex. Atlast, it also introduce the method of the prevention and the manage of slag block.Key words:texaco gasifer; slag block; prevention水煤浆加压气化工艺流程发展至今已有50多年的历运行。(5)渣量减少,渣有明显拉丝现象,渣形不规则。史,继1993年山东鲁南化肥厂之后,上海焦化、陕西渭河、安1.2 德士古气化炉堵渣原因分析徽准化、浩良河化肥厂、中石化金陵石化公司神木化工公司.2.1 原料煤种灰分及其组成的变化也先后引进了Texaco 水煤浆气化技术。目前德士古水煤浆人炉原料煤中灰分的变化,会影响到灰渣的熔融特性加压气化技术在中国已有多年的应用业绩，技术趋于成熟，(即确定气化炉操作温度所需要测定人炉煤浆的灰熔点,灰成为我国煤化工行业采取的主要煤气化技术"。纵观全国熔点过高或过低,均会使气化炉温度发生变化,从而使气化德士古煤化工企业,影响长周期运行的一一个常见的问题就是炉排渣困难。煤灰渣的组成则是影响灰渣粘温特性的主要渣堵,在实际生产中探究清楚Texaco气化炉产生渣堵的原因素之- ,其中AL20,、SiO2含量过高均会使灰渣熔点升高，因,并采取相应措施,做到预先防范，减少因渣堵而停炉,所粘度变差,而灰渣中的碱性物质Fe203、MgO、CaO,可以降低以解决Texaco气化炉渣堵问题有着重要的意义。灰渣的熔点和粘度。如果煤种的灰分含量增高,灰渣中的1德士古气化炉渣堵现象及原 因分析Fe2O,、CaO含量较低,将会导致灰渣的熔点过高,粘温特性1.1德士古气化炉渣堵现象及 判断变差,灰渣的焦渣特性(即粘结指数)变大,容易形成质地坚根据目前各家德士古运行的实践来看,气化炉渣堵主要硬、体积较大的块渣,造成渣堵。有以下三种情形;(1)在气化炉内温度过低时,进行连投会有1.2.2耐火砖的磨损和烧蚀可能发生熔渣堵塞燃烧室渣口。(2)熔渣粘挂到下降管内壁耐火砖的质量,以及砌砖的工程质量是决定耐火砖使用上,直至填满下降管,堵塞水煤气气体通道。(3)经激冷的大寿命的一个重要因素,若砌筑砖缝小，气孔率低且灰浆饱满块灰渣于锁斗收渣管线发生“架桥”,激冷室排渣不畅造成渣紧实,其相应抵抗灰渣的侵蚀能力随之增强,反之则易结渣，堵[2。炉砖易窜气,裂缝,脱落。在气化炉炉膛反应区，是以渣抗Texaco 气化炉渣堵时,常伴有以下现象:(1)碳洗塔出渣,对炉砖大大减少冲涮,实现顺利排渣。在气化炉内壁形口合成气组分中CO少,CO2多,CH,波动大。(2) 气化炉压成一层低熔 点化合物,随着气化炉操作工况煤灰分的变化，差上涨，且波动频繁。(3) 激冷室液位波动较大。(4)锁斗会使低熔点化合物被逐层剥蚀下来，加剧灰渣对耐火砖损循环泵的流量大幅降低,严重时降至零,直至锁斗系统无法蚀,形成大块的疤渣， 极易堵塞渣口。在投料或操作压力发收稿日期:2015-06-08作者简介:陈进(1982-),I东化..。●114.SHANDONC CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷生较大变化时,严重会使耐火砖沿裂纹剥落,产生大块的砖踪调节,平稳调节炉温,避免波动;利用停炉换烧嘴期间更换渣,使锁斗排渣困难,进而造成渣堵。新的高温热偶,对于炉温操作稳定也较重要'。.1.2.3气化炉操作 工况的影响(2)控制好投料炉温。投料过程是系统个参数突变的影响德士古气化炉操作工况的因素较为复杂，炉温就是过程,若投料炉温过高,会使炉膛温度短时间猛升,急剧加快其中影响气化炉渣堵的一个主要因素。德士古气化炉温度对耐火砖的磨损和烧蚀,加速疤渣、砖渣的形成，引发气化炉的控制原则,就是在能够保证液态排渣的条件下,尽可能在燃烧室渣口堵塞,因而气化炉投料,需半负荷进行,并控制炉较低的温度下操作[01 ,但长时间在较低温下操作,炉渣流动温 在合适范围;若投料时温度过低,加负荷过慢，甚至造成煤性变差,会在炉壁和燃烧室锥底积累,并在重力和气体冲击浆流量不稳定,可能造成渣堵,必须高度警惕。力的双重影响下,炉渣向燃烧室渣口汇集,渣口随之变小发(3)观察气化炉压差,但不能只相信它,要结合合成气出口和燃烧室压力，自己算压差比较准,在渣堵不严重的情况在外界工况，如氧压变化时,炉温由高到低变化幅度较下 能熔开渣口。熔渣时炉温不可波动太大,提氧煤比少量多大,炉温低时,挂在耐火砖表面厚厚的熔渣及低熔物,会大片次,不可操之过急。被熔落,在激冷室形成块渣和疤渣。炉温高时,炉渣中的各(4)加强入炉煤浆检测分析,确保分析结果准确性。质种侵蚀性金属元素活跃，极易渗透进人耐火砖本体,加快耐检人员按频次( 每天)将灰分及灰熔点(T3)检测结果报给气火砖的损蚀(1 ;由于炉温过高也会使炉砖的抗侵蚀能力和机化中控操作人员,由操作人员参照分析结果，及时调整气化械强度下降加剧耐火砖烧蚀和磨损,不可避免造成气化炉炉操作 温度,以防炉温过高或过低,积重难返。渣堵。工业试验表明,气化炉操作温度每升商100C ,熔渣对(5)渣堵严重时,采取反冲渣、拉渣等非常规手段,但是炉砖的损蚀就会加快一倍{'”。 与炉温比较,操作压力对渣堵存在- -定风险 ,须谨慎处理。的影响相对较小，但也不容忽略,因而操作压力应尽可能保3 结论持稳定。引起气化炉渣堵的原因是多方面的,诸如煤种组成及灰1.2.4 烧嘴方面的因素分含量变化,熔渣对耐火砖损蚀加剧,以及操作炉温的大幅在烧嘴运行后期，或者是烧嘴装配不合适,燃烧张角增波动,均能改变渣的熔融性能,使气化炉排渣不正常,进而发大,雾化效果不好,人炉煤浆燃烧不充分,灰渣从气化炉内壁生 气化炉渣堵现象。所以对Texaco气化炉渣堵根据现象,全流向渣口,在燃烧室锥部及渣口处聚积,使渣口变小(61 ;甚至面认真分析,准确判断,采取有效的预防措施,对症下药,从会发生烧嘴偏喷，导致反应区偏流,使煤浆与氧的反应发生根本 上杜绝气化炉查堵发生,即便发生了气化炉渣堵,也及变化,形成大块渣,发生架渣,造成渣堵。时采取积极措施进行处理，使系统尽快恢复正常,实现长周2预防及处理手段期安全稳定满负荷运行。2.1保证原料煤质量参考文献Texaco 水煤浆加压气化工艺,对原料煤的成浆性和煤浆[1] 刘进波.多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业应用总结稳定性、燃烧反应性能、煤灰粘温特性均有- -定的要求,一般[J].化肥设计.2012( 2) :54 -55,60.指标:发热量>25MJ/kg;灰熔融温度(T3)在<1300心;煤中[2]聂成元,朱冬 梅. Texco气化炉渣堵原因及预防措施[J].灰分含量<14% ,且越低越好。为达到以上指标，尽可能防中氮肥.2002(4): 13-16.止气化炉发生渣堵,并充分考虑气化炉运行的经济性，可采[3]王永康,李正平,任文平,等. Texaco煤气化工艺的影响用煤种掺配办法。首先要严格管挖煤种采购环节,确保质因素[J].洁净煤技术2010(1):66 -69.量,灰分含量不可过高,且通过高灰熔点煤种掺配低灰熔点[4]朱冬梅,聂成元.德士古气化炉渣堵机理探讨[J].化肥煤种,以降低人炉煤浆的灰熔点,增强熔渣的流动性,从而避工业.2002( 3): 36 -38,61 -62.免气化炉发生渣堵。[5]潘俊. 德士古气化炉支撑板温度高的原因及解决办法2.2保证气化炉酎火砖质量[J]. 2016( 6):8-11.对于准备砌筑的耐火砖,要严格按照其理化性能标准，[6] 刘万胜.德士古气化炉压差升商的原因与处理办法[J].严把耐火砖的入厂质量。还应加强砌筑质量监督管理,严格西部煤化工2006(1):24 -25 ,27.执行筑炉技术规范要求”。另外,严格按照气化炉烘炉曲[7] 徐鹏. 德士古气化炉原始烘炉的优化策略解析[J].化线,进行烘炉升温和降温。工管理. 2015( 6): 134.2.3严格控制精细操作[8]孙灵明.德士古气化炉热电偶功能浅析[].化学工程(1)正常运行时,要严格控制炉温。若气化炉热偶烧坏师.2010(6): 53 -54,76.后,可以根据DCS碳洗塔出口的气体成分( CO、CO2及甲烷)(本文文献格式:陈进德士古气化炉渣堵分析及预防[J].变化,判断气化炉燃烧室操作温度高低。采用氧煤比自动跟山东化工 ,2015 ,44(16);113 -114. )