德士古气化炉废锅段结焦分析

Vol.28 No.9石油化工应用第28卷第9期Dec.2009PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION2009年12月德士古气化炉废锅段结焦分析陈红杰,朱国强,景寿堂(神华宁煤集团煤炭化学工业分公司,宁夏灵武751400)摘要:甲醇厂 开车后气化炉辐射废锅段经常结焦,装置不能稳定生产,查找气化炉结焦原因,最终解决结焦问题。关键词:气化炉;德士古;废锅;结焦中團分类号:TQS45文献标识码:B文章编号:1673- -5285(2009 )09 -0898 -02宁煤甲醇25万ta气化装置是国内首套德士古废按气化炉18 m/h负荷运行,压力3.5 MPa,40000 mh锅4.5 MPa水煤浆加压气化工艺的生产装置,2007年粗煤气,其中水蒸 气4000 m/h,根据气体方程计算得8月开车以来-直受结焦困扰,气化炉负荷提不上去，出:喉部气体流速9.6 m/s,废锅气体流速0.36 m/s;气化炉结焦后装置需停15 d,花高价雇人清焦,作业风按气化炉18 mh负荷运行,压力45 MPa,40 00m)h险高、难度大给工厂造成了很大的损失,现就结焦问粗煤气, 其中水蒸气4 000 m/h, 根据气体方程计算得题作以下分析。出:唉部气体流速7.5 m/s废锅气体流速0.28 m/s。可见,在相同的负荷下,压力越高流速越低,流速低相应1结焦的工艺特征的喷射范围小,渣与水冷壁接触面比较小,可以缓解结气化炉辐射废锅内结焦后辐射废锅下部水浴液位焦,同时扩大通道也可以减少结焦。大幅变化、温度突涨,拐点温度先升后降,死区温度突2.3灰熔 点的温度控制涨,气化炉无渣排出。停炉降温后打开人孔发现气化炉本厂的灰熔点是在弱氧化性气氛中测定的，但气化炉内是在还原性气氛中，所以分析的灰熔点比实际的内废锅通道被炉焦完全堵死。灰熔点高70~100C,操作温度比现在的灰熔点高出2结焦原因分析60C左右,煤质变化需重新做黏一温特性曲线确定炉温,根据灰熔点选择操作温度是有一定偏差,本厂:2.1 滴水堰磨损严重实际操作炉温比实际灰熔点最少高出150 C左右。滴水沿的磨损影响气流的喷射范围，如果喷射范围2.4 煤浆粒度的影响大,熔融态的渣还没有冷却就直接与水冷壁接触形成粘结。本厂煤浆粒度分布与设计值偏差大,造成煤浆粘2.2废 锅通道小且有径向水冷壁度大,且影响煤浆进气化炉的雾化效果,导致渣的形态2.2.1气体流动状态分析 粗煤气在流过喉部后由于 不好 ,气化炉结渣中小颗粒渣所占比例太大,小颗粒的流道突然扩大会产生漩涡,在新增水冷壁面引起湍流，渣扩 散的范围比较大,从而使熔融态的渣与水冷壁的从而使气化炉水冷壁上结渣。接触面积增大,会导致结焦。2.2.2气化炉 粗煤气流速的影响建立数学模型,把 2.5 烧嘴的雾化效果粗煤气看作理想气体根据气体方程进行估算气化炉喉2.5.1 中心氧量影响雾化效果 雾化效果不好 导致渣部及废锅部位气化流速:的形态不好,小颗粒渣所占比例太大,小颗粒的渣扩散PV,_ PV2的范围比较广，从而使熔融态的渣与水冷壁的接触面T, T2积增大中国煤化工MYHCNMHG收稿日期:2009-07-03作者简介:陈红杰,神华宁煤甲醇厂设备总工程师。90石油化工应用2009 年第28卷0.113mm颗粒0.288mm颗粒 0.638mm 颗粒1.015mm颗粒 1.770mm颗粒 2.360mm颗粒圈1渣的粒度与扩散范围分布图2.6工艺操作原 因化炉的运行情况。气化炉内温度、压力波动时熔融态的渣与水冷壁3.5 调节煤浆 的粒度分布和中心氧量接触面积波动，如此往复几次造成水冷壁结渣位置加通过调节煤浆的粒度分布可以调节煤浆的粘度和厚加长，足够大时由于水冷壁上水等原因引起脱落堵浓度 ,以及调节中心氧量,从而提高煤浆的雾化效果，塞通道,从而造成结焦。最终调节了渣的粒度。通过调节烧嘴的间隙和中心氧量也可以调节雾化效果。这样就控制了渣的形态,减少3处理措施了液态渣与水冷壁的接触。通过以上分析可知,煤的灰熔点虽然有变化,可以4总结通过工艺条件补偿，煤浆的粒度分布、烧嘴的雾化效果温度波动、压力波动吹灰都是工艺可以控制的。宁煤甲醇厂气化炉是我国乃至亚洲运行的第一套3.1 设备改造德士古废锅装置,所以在运行中还需要摸索总结。此套扩大了通道，同时对滴水堰进行了改造,控制了装置是- -套能量回收率非常高的煤化工装置,所以解渣的扩散范围,减少了与水冷壁的接触决了这套装置在运行中存在的问题是非常有意义的。3.2煤的灰分的控制及灰熔点的参考甲醇厂采取了以上的措施后气化炉的运行情况有了明煤质分析取样点改至气化给煤皮带处，以及定期显的好转， 在2009年7.8月运行中得到了验证,8月作水煤浆的灰分和灰熔点,灰熔点只能作为-一个参考,双炉满负荷运行,取得了月产18 000t的好成绩,基本不能单凭灰熔点作为气化炉操作的参考温度。上达到了甲醇厂的设计要求。3.3压力 与温度的稳定压力的稳定现在只能靠合成车间操作，和合成车参考文献:间取得联系要求稳定系统压力，同时提高气化炉运行[1] 蒋威德,韩伯琦.德士古煤浆气化技术及装置运行分析[J].压力，至于炉温的稳定全靠气化车间操作人员调解氧煤化工,1997.2(5):19.煤比调节温度,根据投料时的实际温度调节氧煤比,热[2]张继臻 ,种学峰.煤质对Texaco气化装置运行的影响及其偶显示温度只作为参考。选择[J.化肥工业.3.4排渣量及渣的形态[3]中国煤化工制备的研究1}煤化工，渣量的多少以及形态发生了变化就说明气化炉的运行情况有所改变。所以每班都要认真的对气化炉的MHCNMHG渣量及形态观察，以及要求中化进行分析从而了解气