Shell粉煤气化炉堵渣处理与研究

第27卷第3期化工时刊Vol.27 ,No.32013年3月Chemical Industry TimesMar.3.2013doi:10. 3969/j. issn. 1002 - 154X.2012. 03. 008Shell粉煤气化炉堵渣处理与研究宋金荣李海宾王军(神华鄂尔多斯煤制油分公司煤气化生产中心,内蒙古鄂尔多斯017209)摘要简要介绍了Shell粉煤气化工艺的应用概况和渣系统的工艺流程,结合灰渣特性和气化妒操作,对影响装置长周期运行的堵渣问题进行了研究。提出了堵渣现象的判断方法,分析了堵渣发生的原因,从操作层面介绍了堵渣的处理方法,并对如何避免堵渣作了探讨。关键词shell煤气化 堵渣灰渣特性炉温煤质Treatment and Study for Shell Pulverized Coal Gasifier Slag BlockageSong Jinrong Li Haibin W ang Jun( Coal Gasification Production Center of Shenhua Ordos CoalLiquefaction Branch Corporation ,Neimenggu Ordos 017209)Abstract Both application general situation of Shell Coal Gasification Process and slag system technologicalprocess was briefly introduced, while combining ash character and gasifer operation, slag blockage which affeced e-quipment' s long period operation was also studyed. The judgment method for slag blockage phenomenon was put for-ward and the cause for slag blockage was analysed. The treatment methed was recommended from the perspective ofoperation. It was discussed how to avoid slag blockage as well.Keywords Shell coal gasifcation process slag blockage ash character gasifer temperature coal quality我国能源的基本特点是:缺油、少气、相对富煤。渣”的思想;李海宾等4]对渣的形成机理、渣的类型煤气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技和性质进行了说明,指出炉温控制对避免垮渣而堵渣术和主要手段,是发展现代煤化工、煤制油燃料煤气的意义;张建法等[5]对模拟熔渣的流动特性做了冷等工业化生产的龙头“。Shell 干粉煤加压气化技术模实验,提出部分熔渣在热裙壁面的沉积是必然的;凭借其工艺指标先进、安全环保性能好得到业界亲盛新[°]指出刘二矿煤在气化过程中生成大量钙长石睐,国内先后有19家单位累计引进23套Shell煤气晶体是气化炉堵渣的主要原因;张冬梅(”]提出大渣化工艺(2]。随着国内在建项目的陆续完工和开车, .块形成过程主要受煤中含铁矿物和含钙矿物的迁移Shell煤气化工艺在经历艰难探索和不断改进后,有转化控制。本文结合Shell 煤气化渣系统的工艺流程数家单位先后实现了百日运行常态化,并不断更新着和运行情况,从操作层面对堵渣的判断分析、处理和单炉高负荷连续运行的纪录,但仍有一些瓶颈问题影预防作了详细讨论。响Shell煤气化装置的长周期运行，气化炉堵渣问题1L渣系统工艺流程简介就是其中之一。.贡文政等”研究了气化炉内火焰温度、壁温、循从磨煤干燥系统来的煤粉,经加压输送至煤烧环水量等因素对结渣特性的影响,验证了“以渣抗嘴,与氧气、蒸气古冼旨儿种1201内,在压力中国煤化工收稿日期:2013 -02 -28作者简介:宋金荣( 1983 ~) ,男,硕士生,助工,研究方向为煤炭清洁转化与利用,E - mail: songJYHCNMHG一27-..宋金荣等Shell 粉煤气化炉堵渣处理与研究2013.Vol.27,No.3化工时刊(3)渣收集器管表温度下降:当发生垮渣时,炽.池,细渣和煤粉在V1402锥部沉积、堆实造成堵塞。热的大渣块掉进渣收集器V1402, V1402管表温度(3)排渣罐锥部堵渣:当细渣和未反应完全的煤14T10001将迅速升高;而当渣口缩小,进入V1402的粉在收集器V1402锥部堆实、堵塞时,排渣罐V1403渣量减小，14TI0001将逐渐降低;或者V1402锥部堵锥部稍后也容易发生同样的堵塞。渣未有效处理,大量冷渣从V1402往上堆积不能排3.3处理方法出,147T0001也将逐渐降低;(1)渣口堵渣:首先解除13PDI0065HH/LL联(4)循环水量下降:当收集器V1402锥部堵渣,锁,然后对气化炉提温。适当提高氧煤比,或者根据渣池水循环泵P1401打量减小,喷淋水流量14F10002生产需要提高负荷,均有助于炉温提升。当炉温提高将降低;而当排渣罐V1403锥部堵渣,排水增压泵后,渣口堆积的渣逐渐熔融掉进渣池，由于粘度降低,P1402打量14F10003也将低于正常值;渣口处流动性也得到加强, 13PD10065压差也将恢复(5)渣口上下压差上涨:正常工况下,渣口上下至正常值。必须注意的是,提高炉温时不能过快,以压力非常接近,13PDI0065为微负值。而当渣口缩小免渣口处垮渣堵塞V1402。甚至堵死时,渣口上方压力明显高于下方, 13PD10065(2)收集器锥部堵渣:首先解除渣池液位急剧上涨,严重时触及甚至超过+24KPa系统ESD 14L0001 HH/LL联锁和14PDIC0013/14PD10014 联跳车值。锁,然后采取.上顶下压的方法消桥。上项:将V1402(6)排渣罐液位不降:当排渣罐V1403锥部堵与V1403隔离,用高压工艺水将V1403充压高于塞时,打开排渣阀其液位14L10007 无明显下降。V14020.3~0.5MP,然后打开14XV0010/3.2原因分析14XV0009, V1402/V1403连通,确认14PDIC0013/从Shell煤气化装置运行情况看，堵渣可能出现14PD1I004 恢复正常。下压:将V1402 与V1403隔在渣口、V1402锥部和V1403锥部3个位置。离,V1403泄压低于V1402约1.0MP,打开(1)渣口堵渣:当气化炉操作温度偏低时,渣的14XV0010/14XV0009, V1402/ V1403 连通,确认粘度增大、流动性变差,在渣口处进一步降温后容易14PDIC0013/14PDI0014恢复正常。上述两种方法可积聚,使得渣口缩小,严重时可能彻底堵塞。其原因单独采用,也可交叉反复使用。是煤质突然变化,比如灰熔点突然偏高,或者气化炉(3)排渣罐锥部堵渣:首先将V1403 排渣切至临水冷壁、烧嘴罩、烧嘴头发生泄漏。尤其是气化炉内时排渣线,然后采取上顶下压的方法消桥。上顶:对漏水时,漏进气化炉的水吸收一部分显热变为蒸气，14XV0009/14XV0010 阀位做反信号。将V1403与水蒸气还与煤中的碳反应生成一氧化碳和氢气是吸T1401 隔离,用高压工艺水对V1403锥部堆实的渣进热反应,双重因素导致气化炉温度容易偏低,如果未行冲击蓬松,充压高于T1401 0.3 ~0.5 MP, 然后打适当提高氧煤比,长时间低炉温运行就容易堵塞渣开14XV0016/14XV0015,由V1403液位14LI0007下降以及临时排渣池有渣排出判断消桥成功。下压:(2)收集器锥部堵渣:低炉温操作容易造成渣口V1403与T1401隔离,用氮气对V1403充压高于堆积,一.旦炉温有较大波动,渣口的大渣块就可能跨T1401 0. 3 ~ 0. 5 MP,然后打开14XV0016/掉,而大渣块因几何尺寸大于收集器V1402锥部管14XV0015, 由V1403 液位14L10007下降以及临时排径而造成堵塞。高炉温操作或者煤的灰熔点降低时，渣池有 渣排出判断消桥成功。上述两种 方法可单独渣的粘度随之降低,熔渣在掉进渣池的过程中,形成采用,也可交叉反复使用。的液膜在炉内旋转流场作用下破裂成液丝,液膜和液3.4 预防措施丝因气流扰动粘附到渣裙形成大渣块,受重力作用和(1)原煤各项指标符合Shell煤气化工艺对煤质炉温波动影响,大渣块跨落进入V1402导致堵塞[5]。的要求 ,及时跟踪煤质变化,避免频繁更换煤种。做还有一种情况是,气化炉内漏水时,炉温偏低一方面好煤 质分析，可采取配煤或加添加剂等调节手段,要导致激冷后的渣主要是细颗粒的结晶渣,另一方面造求灰分波动中国煤化工C以内。成煤粉转化率下降,一部分煤粉未完全反应进人渣(2)根MYHCN M H G炉温,-般要求-29一.