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)擴要: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渣顺利与否,关系到整套装置的安全正常运行,所以弄清德土古气化炉渣堵这一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;预防中图分类号:TQ545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 jiChina Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co. Ltd, Yulin Chemical Company, Yulin 719319, China)Abstract: The pressuried coal water slurry technology of Texaco gasifier is a kind of gas entrained bed and the method ofdeslagging deponds on the melting slag. Whether the deslagging freely is one of the most important reasons of the texacogasifier runs safely, so it is very important to make clear both the reason and the prevention of the slag block. It introducedhe composition and classification of the texaco gasifier slag, the reason for the formation of the slag block in the text. atlast, it also introduce the method of the prevention and the manage of slag blockKey words: texaco gasifier; 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礅淮化、浩良河化肥厂、中石化金陵石化公司、神木化工公司1.2.1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。目前德士古水煤浆入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入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口。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一,其中Al2O3、SO2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Fe2O3、Mg0、Ca0,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Fe2O3、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耐火砖的麼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,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,CH4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切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中国煤化斗或操作压力发CNMHG收稿日期:2015-06-08作者简介:陈进(1982山东化工114SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY015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。投料过程是系统一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,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生渣堵。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“;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高100℃,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一定风险须谨慎处理。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。1.2.4烧嘴方面的因素引起气化炉渣堵的原因是多方面的,诸如煤种组成及灰分含量变化,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,入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Tac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“;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渣堵发生,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2预防及处理手段时采取积极措施进行处理,使系统尽快恢复正常,实现长周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媒浆[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一定的要求,一般J]化肥设计.2012(2):54-55,60指标发热量>25M/kg;灰熔融温度(T3)在<1300℃;煤中[2]聂成元朱冬梅 Texaco气化炉渣堵原因及预防措施[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。首先要严格管控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保证气化炉耐火砖质量[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高的原因与处理办法[冂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口。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):1343严格控制精细操作[8]孙灵明.德土古气化炉热电偶功能浅析[门].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.2006中国煤化工后,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CNMHG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):n3-11.)