煤浆粒度分布对气化系统的影响

第3期中氩肥2016年5月M-Sized Nitrogenous fertilizer progressMay 2016甲醇及下游产品煤浆粒度分布对气化系统的影响杨路(宁波中金石化有限公司,浙江镇海315200)[摘要]煤浆粒度分布合适与否不仅影响到煤浆浓度,还会对雾化效果、熔渣的形成、系统的水质等产生影响。结合生产实际阐述煤浆粒度偏离工艺指标时系统的波动状况,进而分析煤浆粒度分布对气化装置的影响,以期为同类型装置的稳定运行提供一定的参考和帮助。[关键词]水煤浆气化装置;石油焦;煤浆粒度分布;雾化效果;渣样形成;细灰含量;影响[中图分类号]TQ546.8[文献标志码]B[文章编号]1004-9932(2016)03-0056-03谈及煤浆粒度分布,一般都是考虑煤浆粒度含水量特别大,无法外运,造成现场环境较差。分布对水煤浆浓度的影响,而我公司气化装置采表1给出了我公司与其他厂家实际煤浆粒度分布用对置式多喷嘴水煤浆加压气化工艺,以石油焦情况的对比和原煤按一定比例配成水焦浆作为原料,煤浆粒表1各厂家实际煤浆粒度分布情况对比度分布严重偏离设计指标,其主要表现为325目单位名称8目14目40目80目200日325目占比过高,指标要求在25%~35%,实际达到宁波中金86.9078.30了78.3%,对气化装置产生了较大的影响,造新能风凰10099793.8064.2136.25成渣中残炭升高,由正常的2%升至10%,系统兖矿榆林10010094.0278.6454.5740.46陕西兴化10010095.0542.38运行经济性下降;同时,黑水含固量升高,灰渣注:“一”指该项目未做,但不影响总体的粒度分布;宁波[收稿日期]2015-11-05[修稿日期]2015-11-12中金8目、14目、40目、200目、325目煤浆粒度分布指标值[作者简介]杨路(1989—),男,助理工程师,技师。分别为100%、100%、90%-95%、60%-70%、25%-35%相对应的闪蒸温度与压力,最终通过熔融泵送至前在尿液新鲜室内加注液位达5%的水),之后造粒塔造粒得到颗粒尿素启动尿液中转泵将尿素溶液送入尿液事故室进行方式二:打开闪蒸分离器下液的第二截止置换。尿素溶液浓度合格后,部分送人尿液缓冲阀,关闭去一段蒸发闪蒸加热器的第一截止阀,槽,用来配制UAN;另部分送入一段蒸发闪蒸通过闪蒸加热器和压力调节阀来控制闪蒸分离器加热器,通过第一调节阀来控制进入一段蒸发闪内的温度为102℃、压力为-28kPa;进入尿液蒸加热器的量,并根据系统的负荷来调节一段、新鲜室的尿素溶液通过尿液中转泵送至一段蒸发二段蒸发的真空度和压力,最后通过熔融泵送至闪蒸加热器,用第一调节阀控制进入蒸发造粒系造粒塔造粒得到颗粒尿素。统的尿素溶液流量,最后通过熔融泵送至造粒塔造粒得到颗粒尿素4结束语3.3联产颗粒尿素和UAN液态尿素技改后的装置于2014年7月7日正式投产打开闪蒸分离器下液的截止阀,关闭去一段通过不断摸索和总结经验,目前装置已能稳定生蒸发闪蒸加热器的第一截止阀,通过闪蒸加热器产,1a多来已生产出多批次合格的UAN产品并和压力调节阀来控制闪蒸分离器内的温度为102出口至美国及加℃、压力为-18kPa。闪蒸后的尿素溶液在重力经济效益,为中国煤化工较好的的作用下进入尿液新鲜室(为防止破真空,提贡献CNMHG大的第3期杨路:煤浆粒度分布对气化系统的影响571煤浆粒度分布对气化反应的影响的煤种有利于在气化炉炉壁上形成挂渣,保护耐火砖;二是如果不掺烧灰分高的煤种,石油焦中对于烧嘴雾化效果而言,只有合适的煤浆粒的镍元素会加速耐火砖的侵蚀,直接对气化炉耐度分布才能获得理想的雾化效果,雾化效果好在火砖产生剥离作用,导致耐火砖呈块状脱落。由系统上会体现为能耗低、渣样分布均匀、发气量于石油焦的性质很不稳定,特别是当前石油焦掺大。如果粗颗粒煤浆占比高,则氧气与煤浆的接烧的比例波动大,对于水煤浆气化裝置而言,这触面积较小,导致粗渣中残炭过高;同时,粗颗种状态是相当危险的。总结运行经验得出结论,粒煤浆在重力的作用下在气化炉内停留时间相对在原料配比上,2种煤种(原料)的灰熔点差值较短,烧嘴处氧煤比不合适,还易导致烧嘴处超应尽量小于100℃。另外,我公司气化装置在运温。如果煤浆中细粒子过多,氧气与煤浆接触面行的过程中调节系统压力以及负荷太过频繁,气积较大,便于氧气和煤浆反应,可获得较高的气化炉耐火砖在这种高温差、高应力的情况下很容化效率,但细粒子过多又容易被水煤气夹带,导易形成块状脱落。致其未反应就直接离开气化炉。虽然细粒子气化有资料表明,煤粒粒度对煤灰在耐火材料表反应时间较短,但由于我公司气化装置压力较面碰撞率的影响也很大。粒度大的易在耐火砖的低,会将此现象放大,即单位时间内离开气化炉表面上碰撞,形成渣膜,从而对耐火砖形成保的细粒子增多。因此,适宜的煤浆粒度分布才有护,而细粒子则不容易在耐火砖的壁面上沉积而利于获得较高的气化效率。形成渣膜,且细粒子更易形成飞灰夹带。我公司气化炉内细灰的分布为烧嘴往下逐渐升高的气化装置掺烧的石油焦的性质变化较大(石油趋势,细粒子越多,离开气化炉的细灰就越多。焦的灰熔点变化较大),即当灰熔点升高时气化由于我公司气化装置是以石油焦和原煤按一定比炉进行提温操作,易使气化炉内的砖缝形成气流例配成水焦浆,而石油焦的反应活性差,即石油短路造成耐火砖的砖缝窜气。气化炉炉内向火面焦很难着火,气化炉内存在一次反应区和二次反耐火砖熔渣沉积的过程是一个相对缓慢的过程应区。一次反应区主要以生成CO2为主,此处首先是有反应/燃烧的灰渣在耐火砖表面上形成为放热反应;而我公司气化装置使用的原料之一沉积附着,然后其厚度会逐渐增加,其热阻随之——石油焦反应活性低,不利于气化反应,使得增大,渣层表面温度升高,大部分煤灰颗粒处于次反应区大大延长,即火焰变得更长,炭的反变形温度以上并粘附在渣层上,渣层厚度逐渐增应主要集中在二次反应区,即生产(CO+H2)加直至其表面温度达到使其液化时,渣层的厚度主要靠的是二次反应区,而由于二次反应区空间达到动态平衡,即业内所说的以渣抗渣。6.5减少,导致渣中残炭升髙。正常情况下,一次反MPa水煤浆气化炉水煤气在气化炉内的表观流速应区和二次反应区是特定的,而烧嘴雾化效果差为0.96m/s,我公司气化装置为1.46m/s,接以及烧嘴物料不平衡均会改变反应区。我公司前近前值的1.5倍,表观流速过快致使燃烧反应过期运行实践表明,同样的负荷,掺烧石油焦的比后的灰渣很难在耐火砖上形成挂渣。而我公司气例增加,渣中残炭升高,渣量变大,这便是印化装置使用的原料为特低灰煤掺烧石油焦,这也证。正常情况下,气化炉靠近渣口处的测温点所在很大程度上制约了挂渣的形成。水煤气在气化测温度属于二次反应区的末端,而我公司气化装炉内的表观流速对炉壁上挂渣产生的影响,通过置温度显示波动大且低,表明该处二次反应剧烈。颗粒沉降速度计算公式可得知,当气化炉的生产因此,不管是烧嘴雾化效果,还是细粒子对能力低、气化压力高时,水煤气的实际流速小反应区的影响,煤浆粒度分布中325目占比过高随着水煤气流速的减小,被带出气化炉的颗粒粒均对渣中残炭率升高起到了决定性的作用。度小,颗粒总带出量减少。2原料煤灰分及煤浆粒度分布对挂渣的影响3煤浆粒度分布对渣样形成的影响中国煤化工在掺烧石油焦的过程中应尽可能使用灰分相气化炉态也可以对高点的煤种(例如烟煤),一是因为灰分较高表征气化炉n。时候球形渣58中氪肥第3期占比增多,而球形渣主要是温度较高、流动性较合器处集聚的并不是重量相对较轻的燃烧过后的强的液态渣在渣口处呈滴状落下而形成的。渣中细灰,反而是燃烧不完全的残炭,由于粒度过的细渣则主要是煤粉燃烧后的渣没有团聚而随煤小,燃烧过后的细灰渣不容易团聚,形成较大的气直接进入激冷室而形成。灰颗粒继而形成沉淀,从而导致气化系统黑水中水煤浆气化装置的粗渣一般粒径在5mm含固量升高。由于残炭高的细灰很难进行沉降分上,而我公司气化装置粗渣的粒径基本处于2离,在水中呈悬浮状态,而黑水循环泵的进口高3mm,且琉璃状渣较少,主要原因在于其粒度于水洗塔的黑水出口,这样相当于水洗塔内的细过小很难团聚而形成球状渣。由渣样不难看出,灰又返回气化炉内。目前装置负荷较低,如果加由于煤浆中的细粒子较多,与同类型裝置形成的到100%的负荷,采用粒度分布过细的煤浆会造渣样偏差太大,过多的细灰,导致灰渣含水量过成气化炉带水,即气化炉的液位会逐渐下降,其大,难以外运,现场环境较差,且灰中残炭髙。后是气化炉的液位很难控制,而气化炉液位过低又导致气化炉激冷室的黑水浓度升高,单位时间4煤浆粒度分布偏差过大对系统水质的影响内带出气化炉的细灰增加很多,由于黑水是循环气化装置在设计时气化炉黑水含固量利用的,最终会导致气化炉内的黑水水质变得越1.5%,旋风分离器黑水含固量1.5%,水洗塔来越差。很多水煤浆气化装置出现过因气化炉带黑水含固量1.0%。实际上水洗塔出口黑水含固水而导致的系统停车。量2.31%;由于未对旋风分离器黑水作分析气化炉内碳转化率偏低,导致气化炉燃烧室通过现场取样对比发现,旋风分离器黑水含固量排出的渣中可燃物含量高,造成黑水系统中含有约为水洗塔黑水含固量的1.5~2.0倍,即当前较多的细煤颗粒,由于煤粒本身具有黏性,黑水旋风分离器和水洗塔的工作状态是正常的,旋风黏度的增大造成黑水在管道内流速过低,增大了分离器和水洗塔的洗涤除尘效果是较好的,水煤管道内结垢的几率。煤浆中细粒子过多,燃烧后气中夹带的较多的细灰不是因洗涤效果差导致的。形成的超细灰也更多,对于旋风分离器而言,水并不仅仅是水质差系统才会结垢。通过对旋煤气中夹带的超细灰是无法除去的,这加剧了水风分离器混合器拆检发现,其结垢的原因并不是煤气带灰。系统的碱度、硬度过高而导致的碱性结垢。其实控制黑水系统的水质是一个长线工作,想要对于水煤浆气化装置而言,气相管内是很少有结控制好黑水水质,需要从源头上解决问题:过多垢现象的,主要原因在于气相流速较快。而我公的细粒子在积灰的过程中相当于“源”的作用司气化装置在拆检后发现气相管道内有大量的灰(类似于珍珠的形成),特别是在石油焦掺烧比例渣集聚,细灰在管壁上附着后形成参差不齐的漩高时,细粒子会集聚在管壁上,长此以往,积灰涡,漩涡处气相流速较低,系统运行周期越长,速率会成倍増加,最终将严重制约气化装置运行,灰渣集聚越多,前期运行中发现,掺烧石油焦比也就是说,如果不改变煤浆粒度分布及石油焦的例增大后,旋风分离器混合器压差以日均1.5掺烧比例,气化装置很难实现长周期、稳定运行。kPa的速率增长。可见,我公司气化装置结垢的5结语原因为系统带灰量较大,灰颗粒在流速较低处附着在管壁上形成集聚,由于未反应的残炭的黏度对于水煤浆气化工艺而言,煤浆中细粒子增较大,特别是掺烧石油焦的情况下会加剧灰颗粒多,有利于气化反应,但也容易形成夹带,影响在管道粘附的几率,从而导致管道结垢气化效率,造成产气量下降,而且对渣的形成会对旋风分离器混合器处的残炭进行分析,得产生一定的不良影响;同时,煤浆中细粒子增多出其残炭为86%(也可以对混合器积灰采样,会使系统的黑水水质严重恶化。想要保证系统的进一步作元素分析,因为煤灰分在各个部位有不长周期、稳定运行,就需要严格控制煤浆的粒度同的分布)。这表明,没有雾化的或者是大部分分布。希望以古壮公司气化没有雾化而反应的煤浆细颗粒比燃烧后的细灰的装置影响的分枳运行提供粒度还要小,或者是相等的,从而造成夹带。混定的参考和帮THCNMHG