2013年4月大氛職、Apr2013第36卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.36 No.2Shell粉煤氣化爐堵渣問題探討程更新(中國石化安慶分公司,安徽安慶246001)摘要:通過剖析Shell粉煤氣化爐渣系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)造以及排渣順序控制的運(yùn)行過程,分析氣化爐堵渣原因,并探討相應(yīng)的解決途徑。關(guān)鍵詞:Shell氣化爐堵渣工藝判斷Shell粉煤氣化技術(shù)(SCGP)國內(nèi)相繼引進(jìn)了將灰水冷卻至50。20余套裝置并陸續(xù)投產(chǎn),各裝置的運(yùn)行實(shí)踐表明,渣由收集罐進(jìn)入渣放料罐,在此過程中,灰水作為當(dāng)今煤化工領(lǐng)域的核心技術(shù),SCGP相對(duì)較廣通過渣放料輔助泵循環(huán)回到收集罐中，同時(shí)系統(tǒng)的煤種適應(yīng)性、繁雜嚴(yán)密的安保聯(lián)鎖控制確保本中補(bǔ)人高壓新鮮水以補(bǔ)充由水力旋流器底部排到質(zhì)安全、高的碳轉(zhuǎn)化率以及單爐運(yùn)行周期長(zhǎng)等先廢水汽提及澄清單元的水。進(jìn)性特點(diǎn)已得到體現(xiàn)，但許多裝置也出現(xiàn)了氣化當(dāng)所有的渣進(jìn)人放料罐后，放料罐即與收集爐頻繁堵渣帶來的煩惱,雖然在原料煤管理、混配罐隔絕并開始卸壓，然后將渣全部排入爐渣脫水煤均質(zhì)化以及操作優(yōu)化等方面做了大量的工作和倉。低壓新鮮/循環(huán)水通過排放水循環(huán)泵送到放料許多有益的嘗試，遺憾的是未能根本解決堵渣問罐中,沖洗、重新注水完成后,用高壓氮?dú)饧訅?表題,嚴(yán)重制約了裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。壓)至4.0MPa,然后與收集罐重新連通收渣。爐渣氣化爐堵渣的主要方式有渣口堵渣、渣屏堵脫水倉中的渣由撈渣機(jī)撈出，并經(jīng)送渣皮帶送往渣(渣池堵渣),影響因素目前傾向于煤質(zhì)波動(dòng)、不中間渣場(chǎng)。整個(gè)排渣過程由順序控制程序自動(dòng)運(yùn)合適的氣化操作窗口以及氣化爐排渣口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行,基本上不需要人工干預(yù)。的不合理性。煤質(zhì)和氣化操作窗口方面的影響因1.2氣化爐渣系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)造素業(yè)內(nèi)已有同仁著文論述，本文著重從氣化爐渣氣化爐排渣系統(tǒng)主要由水冷壁壁籠底錐渣系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)造以及排渣過程,分析堵渣原因,指明口渣屏、渣池等組成。氣化爐運(yùn)行時(shí),必然會(huì)形成判斷方法，探討解決堵渣問題的根本途徑。- -定厚度的煤渣層,由于水冷壁的良好導(dǎo)熱性,使得這一煤渣層覆蓋在內(nèi)表面并凝固，該渣膜層保1 Shell 煤氣化排渣系統(tǒng)護(hù)氣化爐不受氣化時(shí)形成熔渣的影響(以渣抗1.1 排渣系統(tǒng)流程渣),而沿著爐壁落進(jìn)底部的渣口。在水冷壁壁籠氣化爐中產(chǎn)生的高溫熔融爐渣依靠自身重力底錐渣口下安置有圓錐形捕渣屏，在渣屏和渣池沿著水冷壁向下流人氣化爐底部的灰渣激冷罐區(qū)之間安置- -冷卻熱裙座。(渣池),迅速分解成灰渣小顆粒,灰渣顆粒向下流錐形渣屏是一翅管式水冷壁,涂有耐火材料人渣收集罐中。為防止較大的煤渣顆粒被夾帶進(jìn)層(厚14mm),而熱裙座由高合金超級(jí)歐米伽管組水循環(huán)系統(tǒng)，約90 C的灰水通過渣水循環(huán)泵從收成,形成一個(gè)平坦的內(nèi)面(補(bǔ)償熱膨脹的一部分),集罐頂部抽出，經(jīng)水力旋流器和循環(huán)灰水冷卻器收稿日*1:2013-01-28.循環(huán)回到灰渣激冷罐。水力旋流器的目的是將激作者簡(jiǎn)中國煤化工及工程師,1985年畢業(yè)冷循環(huán)水中的固體顆粒含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在于合肥工業(yè)MYHc N M H G化安慶分公司生產(chǎn)部1%~1.5%，而循環(huán)灰水冷卻器則利用循環(huán)冷卻水工作。聯(lián)系電話:0556 -5376442;E- -mail:chenggx.aqsh@sinopec.com。86大氛肥2013年第36 卷在氣化爐水冷壁壁籠下面，由渣池料斗和噴淋環(huán)渣屏的特殊結(jié)構(gòu);②渣池內(nèi)部有氣體紊流,無規(guī)則組成渣池區(qū)。的氣流將氣化爐下渣口的液態(tài)渣吹向渣屏。液態(tài)渣在錐形渣屏表面不斷凝周,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的累積,2堵渣機(jī)理在渣屏上形成的周態(tài)渣越積越大，一旦形成的大堵渣“架橋"一般指極度的“細(xì)渣屑”或渣放料渣塊脫落,就會(huì)造成渣池底部架橋堵渣。渣屏渣形輔助泵故障,導(dǎo)致渣收集罐或渣放料罐中的橋接,成過程如圖2所示:①飛灰、渣滴、渣末由于旋流或者是大渣塊在渣池底部或破渣機(jī)上方架橋。裝.從渣口飛人而沉積在渣口帽內(nèi);②渣滴和針狀渣置開工初期堵渣主要發(fā)生在氣化爐設(shè)備泄漏或爐從渣口沿沉積在渣池壁;③飛灰、渣滴、渣末由于溫波動(dòng)情況下，堵渣大部分在渣收集罐或渣放料旋流沉積在渣池壁和環(huán)形空間;④飛灰/渣滴/渣罐;隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),堵渣衍變?yōu)榇笤鼔K末由于高溫易在渣屏的耐火泥上沉積;⑤沉積物在渣池底部或破渣機(jī)上方架橋，而且是穩(wěn)定運(yùn)行的逐漸堆積形成較脆和易斷裂的渣塊;⑥剝落的的情況下突然發(fā)生。從爐內(nèi)清出的渣型及組分推渣塊導(dǎo)致渣池堵渣架橋;⑦沉積物使渣口架橋.使斷,主要是渣口和渣屏累積結(jié)渣形成大塊,脫落在渣沿渣口流到渣池壁。渣池或以下部位架橋聚集，造成下渣閑難導(dǎo)致停2.1細(xì)渣屑的形成極度的“細(xì)渣屑”生成大多由以下因素所導(dǎo)致:①氣化爐溫度控制偏低;②助熔劑添加不當(dāng);氣附-~0③裝置剛開車過程中;④氣化爐設(shè)備泄漏導(dǎo)致爐溫波動(dòng);⑤上述因素的綜合作用。除了調(diào)節(jié)氣化條件外,通過“除橋”的方法一d般能夠恢復(fù)生產(chǎn),即在爐渣放料順控運(yùn)行過程中，改變氣化爐和渣鎖斗重新連接的壓差設(shè)定點(diǎn),通過收集的“爐渣/細(xì)屑混合物"和隔離閥下面的重圖2渣屏渣形成機(jī)理量/壓差破壞橋接(如需要可重復(fù)進(jìn)行)。2.3渣放料順控運(yùn)行對(duì)渣屏掛渣的影響2.2渣屏掛渣的形成渣放料罐是間斷工作的，排渣結(jié)束后需對(duì)渣錐形渣屏處的掛渣，目前普遍認(rèn)為是由于渣放料 罐重新注水,然后用高壓氮?dú)獬鋲?。在此過程的流動(dòng)性過好,熔融渣的液滴在重力下落過程中，中,渣放料罐中就積存有氮?dú)?而與渣收集罐連接被合成氣旋流連續(xù)帶到錐形渣屏處附著，并不斷收渣時(shí) ,其中的氣體就會(huì)上升到渣收集罐.并且大的堆積凝固,形成鐘罩樣渣層或者鐘乳石樣渣(圖部分氣體聚集在渣收集罐頂部下降管外側(cè)區(qū)域。1為渣屏掛渣附著物),在重力的作用下脫落,若渣由于下降管里有數(shù)百噸的水夾帶著爐渣--起向下塊過大則形成架橋而堵塞,造成堵渣。循環(huán),再加上破渣機(jī)所增加的阻力,雖然在渣收集罐頂部下降管上方開有4個(gè)φ6mm的排氣孔(圖3)，但在此盲區(qū)聚集的氣體很難完全流人到渣池內(nèi)，而渣水循環(huán)泵在整個(gè)循環(huán)回路中于渣收集罐吸人口的壓力為最低，最終氣體都被帶入渣水循.環(huán)泵,造成泵出口流量波動(dòng)(排渣順控運(yùn)行過程中渣水循環(huán)泵出口流量趨勢(shì)圖證實(shí)了這種波動(dòng)),導(dǎo)致渣池流場(chǎng)變化,進(jìn)而導(dǎo)致渣池內(nèi)部氣體紊流(渣池噴淋環(huán)空間的熱電偶溫度波動(dòng)范圍近200C.顯圖1 渣屏掛渣示了渣中國煤化工氣體對(duì)流),這股錐形渣屏渣的形成實(shí)際上是多種因素綜合作氣流將MHCNMHG向渣屏，導(dǎo)致渣用的結(jié)果:①氣化爐水冷壁壁籠底部渣口和錐形屏 掛渣88大氛肥2013年第36 卷基于渣屏掛渣堵渣是因渣的流動(dòng)性過好這樣出渣口-.種認(rèn)識(shí)，部分裝置采取了氣化爐相對(duì)低溫操作A5-縮徑|進(jìn)1的模式,這雖然在一-定程度上減少了堵渣的機(jī)率,H渣口但由于渣屏掛渣現(xiàn)象依然存在，并未能從根本上-盤管解決堵渣問題，而且還會(huì)導(dǎo)致氣化爐碳轉(zhuǎn)化率下\渣屏降。這從氣化爐采取相對(duì)低溫操作模式后,灰、渣中碳含量明顯上升，濾餅產(chǎn)量大幅增加可得到證熱裙實(shí)。氣化爐相對(duì)低溫操作模式即氧煤比控制相對(duì)較低，顯然違背Shell 水冷壁氣化爐設(shè)計(jì)的初衷一-Shell 氣化爐水冷壁設(shè)計(jì)就是為了能在較高如爐膛溫度下操作以提高碳轉(zhuǎn)化率。氣化爐相對(duì)低溫操作,由于碳轉(zhuǎn)化率低,使得渣池循環(huán)水內(nèi)細(xì)渣末多、排放量大,進(jìn)而又導(dǎo)致污水汽提澄清單元負(fù)荷過大,同時(shí)還造成系統(tǒng)水平衡的破壞。按照Shell圖4渣口和渣屏結(jié)構(gòu)改造示意氣化爐設(shè)計(jì)思想一造渣 膜式水冷壁氣化爐的工4.2出渣口 直徑縮小(圖4)藝控制理想狀態(tài)應(yīng)是:①實(shí)現(xiàn)水冷壁“以渣抗渣";錐形渣屏掛渣主要是由于渣的流動(dòng)性過好并②保證渣池排渣順暢;③氣化爐碳轉(zhuǎn)化率高;④氣被氣體旋流夾帶堆積凝固的結(jié)果，如果將氣化爐化爐出口合成氣的有效氣成分盡可能多。水冷壁壁籠底錐渣口在現(xiàn)有直徑基礎(chǔ)上縮小(減1001 700少約1/4),可達(dá)到以下效果:①增加底錐到渣口邊I 6100緣的距離;②降低渣池氣帽溫度;③減少氣化爐和x1 001 500渣池氣帽之間的氣體交換。4.3 降低渣屏表面溫度手I5e | 400些高溫下耐火泥和渣將形成很強(qiáng)的粘結(jié)，這是4器1300形成大渣塊的前提條件，渣和渣屏表面之間的粘f1 200.合力是表面溫度的麗數(shù)，通過減小渣和渣屏表面42810.8 0.9 10 12之間的粘合力，可以避免渣在渣屏積累形成大渣氧煤質(zhì)量比/ (kg.kg')塊。通過去除渣屏及底錐水冷璧上的耐火泥和所圖5氧煤比 與碳轉(zhuǎn)化率的關(guān)系栽的釘頭,可降低渣屏表面溫度;還可通過增加渣圖5基本上給出了預(yù)計(jì)氧煤比對(duì)氣化溫度、屏水冷壁Lamont噴嘴孔徑的方式，降低渣屏及渣碳轉(zhuǎn)化率、給定煤種的CO2和CH,含量以及氧氣池氣帽處溫度。蒸汽比的作用。最佳氣化條件(在熱動(dòng)力學(xué)條件4.4渣收集罐 下降管排氣孔增擴(kuò)(圖3)下,碳“完全”轉(zhuǎn)化的最低的氧氣消耗量)是CO2含通過減少或避免渣池循環(huán)水中帶氣的方式,量最低的A點(diǎn)，實(shí)際上運(yùn)行主要在較高氧煤比的以減少渣池內(nèi)部的氣體素流,降低氣體旋流夾帶,B點(diǎn)上進(jìn)行,以保證煤的礦物質(zhì)成分有足夠的流動(dòng)達(dá)到緩解渣屏掛渣的效果。性和達(dá)到“完全”的碳轉(zhuǎn)化。1)將渣收集罐頂部下降管上原設(shè)計(jì)φ6mmx4原則上氣化爐/合成氣冷卻器的運(yùn)行條件是的排氣孔擴(kuò)至φ10mmx8，以便將下降管外側(cè)積聚由比率控制邏輯線路(13QC-1300)自動(dòng)調(diào)整-的氣體盡可能排放到渣池。根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整氧量，再根據(jù)合成氣中的CO22)渣水循環(huán)泵吸人口N3伸人渣收集罐內(nèi)的含量調(diào)整氧煤比,最終確定氣化爐的進(jìn)煤量;氧氣長(zhǎng)度在原設(shè)計(jì)600mm的基礎(chǔ)上,再向下延伸100~蒸汽比保持恒定。為此,氣化爐的控制工藝條件應(yīng)200mm,以降低循環(huán)泵進(jìn)口夾帶氣體量,使渣水循在下列中國煤化工的碳轉(zhuǎn)化率;②可環(huán)泵出口流量穩(wěn)定,減少渣池內(nèi)氣體紊流。接受的YHCNMHG會(huì)增加爐渣結(jié)塊,4.5氣化爐低溫操作模式探討造成氣化爐堵渣，而流動(dòng)性過高又會(huì)增加合成氣第2期程更新.Shell粉煤氣化爐堵渣問題探討89冷卻器中灰結(jié)垢及渣屏掛渣風(fēng)險(xiǎn));③合成氣的質(zhì)容易導(dǎo)致出渣口堵塞“架橋”。選擇合適的相對(duì)穩(wěn)量(主要是CO2或CH4的含量);④氣化爐膜式水定的煤炭資源以及混配煤的方法是減少堵渣、實(shí)冷壁上的熱負(fù)荷;⑤氧氣和蒸汽的消耗量(與①、現(xiàn)氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的保障之--;而研究堵渣機(jī)③及④直接有關(guān))。理，從設(shè)備結(jié)構(gòu)上實(shí)施改造才是最終解決堵渣問題的根本途徑。隨著對(duì)SCGP認(rèn)識(shí)的不斷加深,通5結(jié)束語過強(qiáng)化煤炭管理,合理用煤,完善工藝操作,特別Shell氣化爐的“以渣抗渣”、煤燒嘴布置的上是設(shè)備結(jié)構(gòu)上改進(jìn)后,相信Shell煤氣化裝置的單噴式流場(chǎng)、爐渣依靠重力流自動(dòng)向下流動(dòng)模式,很爐運(yùn)行周期會(huì)得到有效突破。DISCUSSION ON SHELL GASIFIER SLAG BLOCKAGE PROBLEMCheng Gengxin(SINOPEC A nqing Branch ,Anqing 246001)Abstract :This paper analyzes the causes for the Shell gasifier slag blockage, and explores the appro-priate solutions by analyzing the equipment structure and the slag sluice sequence running process in the Shellcoal gasification slag system.Key words :Shell gasifier; slag blockage ;process judgementStamicarbon公司承攬中國尿素項(xiàng)目意大利Maire Tecnimont公司的技術(shù)許可及知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心荷蘭Stamicarbon公司于2013年2月28日宣布,與江蘇靈谷化工有限公司新建尿素裝置承攬了2套合同。- - 是技術(shù)許可、工藝設(shè)計(jì)包和相關(guān)服務(wù),另-是為該裝置供應(yīng)高壓專有設(shè)備。該裝置將擁有能力為2700t/d顆粒狀尿素,將建在江蘇省宜興市。工程工作將由中國成達(dá)工程有限公司進(jìn)行,計(jì)劃在2015年投產(chǎn)。該裝置將使用Stamicarbon公司的Urea2000Plus技術(shù),其特點(diǎn)是Stamicarbon獨(dú)特的池式冷凝器和高壓合成回路,完全采用Safurex不銹鋼制造。Safurex不銹鋼是高壓尿素設(shè)備使用的領(lǐng)先的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料。Stamicarbon將直接向客戶提供Sa-furex保護(hù)性專有設(shè)備。錢伯章rororcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrcrercrcrcrcrcrcrercrcrcrercrcrcrcrcrcrcrercrer四川美豐車用尿素工業(yè)裝置建設(shè)進(jìn)展四川美豐化工股份有限公司自2010年開始,逐漸開始著手車用尿素生產(chǎn),2012年建成10萬噸車用尿素溶液的實(shí)驗(yàn)裝置。目前投資850萬元的年產(chǎn)60萬噸車用尿素溶液工業(yè)裝置正在建設(shè)中,預(yù)計(jì)最快在2013年3- 4月竣工。建成投產(chǎn)后,單噸車用尿素固態(tài)顆粒價(jià)格較普通尿素每噸高出500元,以此測(cè)算裝置建成投產(chǎn)半年即可收回全部投資。四川美豐作為未來潛在國內(nèi)主要車用尿素供應(yīng)商,將受益于油品升級(jí)和尾氣治理等相關(guān)政策,產(chǎn)品市場(chǎng)空間較大。--方面可以增厚盈利,彌補(bǔ).尿素生產(chǎn)成本的增加，形成新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn),更重要的是推動(dòng)公司逐漸轉(zhuǎn)型。汪家銘貴州開陽化工年產(chǎn)50萬噸合成氨項(xiàng)目建成投產(chǎn)貴州開陽化工有限公司年產(chǎn)50萬噸合成氨項(xiàng)目2013年1月21日全部打通系統(tǒng)流程,產(chǎn)出合格產(chǎn)品合成氨。一期50萬噸合成氨項(xiàng)目是貴州市循環(huán)經(jīng)濟(jì)(國家)生態(tài)工業(yè)示范基地的重點(diǎn)項(xiàng)目,總投資42億元,位于貴州省開陽縣黃白井。項(xiàng)目于2009 年底正式開工建設(shè),2012年6月全面完成基建安裝任務(wù)并轉(zhuǎn)人試嚴(yán)在冷智r 中有暗兆采用多噴嘴對(duì)置式粉中國煤化工'煤加壓氣化技術(shù)等國內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)和工藝,建成達(dá)產(chǎn)后,將實(shí)現(xiàn)年銷YHCNMHG