第41卷第3期化工設計通訊2015年6月Chemical Engineering Design Communications殼牌氣化爐配煤研究郭德銘,郭會敏(河南能源化工集團中原大化公司甲醇事業(yè)部,河南濮陽457000)摘要:闡述殼牌 氣化爐配煤的原則及其重要性,滿足氣化爐的高負荷穩(wěn)定運行。關鍵詞:配煤;灰熔點;積灰;排渣中圖分類號:TG44文獻標志碼:B文章編號:1003-6490(2015)03-017-02Shell gasifier of coal blendingGuo De ming, Guo Hui min(Henan energy chemical group, Puyuan Henan 457000, China)Abstract: This paper describes the principle and importance of Shell gasifier of coal blending, meetthe stable operation of high load gasification furnace.Key words: coal blending; ash melting point ; ash; slagX2/3- 150 C來控制。上述兩個溫度 取低者作0引言為合成器人口溫度的控制指標。殼牌氣化爐采用粉煤加壓,合成氣激冷以及1.2除渣系統(tǒng)出現(xiàn)的問題廢鍋回收熱量的技術，提高了碳的轉化率和熱量除渣系統(tǒng)常出現(xiàn)的問題就是垮渣及堵渣。排利用率。具有產品氣體有效氣(H2 + CO)組分渣系統(tǒng)要求渣的粘度在5- 25 泊,在這個黏度區(qū)高,高達90% - 93%,氧耗低等優(yōu)點。但是運行間分別對應-一個溫度,我們稱之為Ts和T2s,如過程中,常出現(xiàn)因原料煤煤質不合適引起堵渣或果渣的黏度過小,將出現(xiàn)氣化爐內壁無法掛渣,內者積灰的問題。為了氣化爐的長周期高荷運行，壁暴露在1450~1 550 'C的環(huán)境下,直接威脅氣化我們需要經過配煤來解決上述問題。爐內件的安全。同時還有可能出現(xiàn)垮渣,此時高溫液態(tài)渣大量進人渣池,瞬間產生大量蒸汽,稱為1影響氣化爐運行的問題蒸汽爆炸,整個氣化爐內件會受力上移,對氣化爐1.1合成氣冷卻器入口積灰造成災難性破壞。如果渣黏度過大,渣在遇到極積灰的機理:中壓蒸汽過熱器是合成氣的第冷環(huán)噴出的水時,渣塊無法炸開,形成大塊渣,在-個冷卻器,過熱器中央設有冷卻蓋板,飛灰容易破渣機上部和渣鎖斗處形成堵渣,渣無法排出,造從蓋板徑向和垂直方向擴展。在人口,靠近氣化成裝置停車。我們監(jiān)護下渣是否順利,通過監(jiān)護爐側為合成氣流速的低速區(qū),對面為高速區(qū),低速渣口壓差以及破渣機上部溫度,破渣機上部溫度區(qū)容易先積灰,向高速區(qū)徑向發(fā)展。過熱器積灰指示了渣帶到下渣系統(tǒng)熱量的多少以及渣的形后,過熱蒸汽的熱通量下降,因過熱器為盤管結態(tài),在同等負荷下,在煤中的灰組分不發(fā)生改變的構,在人口處堵塞,也將會減少其換熱面積。合成情況下,如果形成的細渣較多,那么這個溫度會上器人口溫度一般控制在680 C,因為合成氣是還升,如果形成的大塊渣多,溫度下降,這也間接反原性環(huán)境,煤中的灰組分將會以單質形式存在,其映了爐溫的變化。中鉀和鈉在高于680 C以氣態(tài)存在,在低于這個溫度會以固態(tài)形式存在。通用的一般按照灰熔點收稿日期:2015-03-25作者簡介:郭德銘(1971-),男,河南濮陽人，化工工藝工程師,1994年中國煤化工河南能源化工集團中原大化公司甲醇事業(yè)部副總經理。YHCNMHG●16●化工設計通訊第41卷劑石灰石改變渣的低溫共融不敏感，也就是說改2配煤的原因變渣的液化溫度不明顯,硅鋁比高,我們需要添加當渣系統(tǒng)需要的溫度和合成器入口的溫度發(fā)更多的石灰石。所以配煤只是改變了液化溫度,生矛盾時,我們就需要通過配煤調整原料煤的特對氣化溫度沒有影響。性解決問題。配煤無法改變所配煤種的氣化溫3配煤的具體操作度,只是改變了渣里礦物質的組分,從而調整渣的黏度。煤的氣化溫度由煤階決定,煤階其實就是我們要求所配煤種的煤階盡量相近,不推薦煤的年齡,其最重要的表征是揮發(fā)份。-般來說，煤的氣化溫度相差超過150 C的煤種進行配煤,無煙煤的揮發(fā)份為8%- 22%,其氣化溫度一般因為這樣極易造成氣化反應后移,氣化溫度低的在1600- 1 620 C ,煙煤的揮發(fā)份在22% - 32%,煤先進行氣化反應,然后氣化溫度高的煤種在火其氣化溫度一般在1 480-1580 C,而褐煤的揮焰的后部反應,所以在發(fā)生氣化反應的過程中,兩發(fā)份在14%- 19% ,其氣化溫度在1 400C以下。種煤的礦物質發(fā)生了分離,或者說混合的不均勻，所以在配煤時,我們無法改變煤種的氣化溫度,在改變了渣中礦物質組分的變化,礦物質組分直接A煤和B煤配煤制成煤粉時,這只是一一個物理過影響了渣的液化溫度。還有就是可能造成煤反應程,它們在進人氣化爐進行氣化反應時,各自性質不完全,渣殘?zhí)驾^高,有時會高達9%,并且氣化無法改變,因為它的煤階沒有發(fā)生變化,但是氣化爐工況波動較大,存在堵灰或者堵渣的風險。汽反應后,在膜式壁上流動的渣的組分發(fā)生了變化，包的大室和小室的液位差常出現(xiàn)大幅波動,其也這里我們要引入一個概念那就是液化溫度,簡稱真實的反映出氣化反應出現(xiàn)了后移,氣化區(qū)溫度Tliquidous及Tliq,液化溫度是由渣組分和相圖變化較大。下表1,表3分別為褐煤和無煙煤的決定。此外,渣組分也決定了氣化爐的操作窗口。配比,我們選用的煤為煤種A和煤種B以1:0.5渣組分中最重要的指標是硅鋁比,硅鋁比是添加的配比,石灰石添加2%。石灰石的一一個指針,硅鋁比高,說明我們添加助溶表1褐煤配比分析項目全水% 內水% 灰分% 揮發(fā)份%固定碳%硫%氫%收到基低位發(fā)熱量灰熔點Cmj/kg kcal/kg DT ST HT FT煤種A10.91.1164. 440.32. 3721. 465134 1287 1453 1474 1 490煤種B11.92.64 11.5 31. 1755. 350.44.24 24.8 5933 1132 1193 1211 1 2341.715.723. 159. 50.26. 563271241129213021317氣化爐工況如下:表2氣化爐工況 .項目小室蒸汽產量汽包總產氣量日產有效氣日用煤粉日用氧氣氧煤比單位kg/skm3 (標)130. 54.3 1441 7321 6410. 947以下為我們選擇同是某無煙煤的煤種C和煤種D以1:1配比的數據,石灰石添加5%。表3無煙煤配比分析項目全水%內水%灰分%揮發(fā)份%固定碳%Mj/kg kcal/kg__ DT ST HT FT煤種C11. 780.5716.5325. 2857.623.25 5691328 1362 1384 1418煤種D16. 861.747. 5821. 94.68.221.451371228 1293 1313 1346粉煤1. 3619. 0724. 4655. 126.262841164 1202 1227 1286中國煤化工THCNMH G轉第21頁)第3期李蘇軍:斯那姆工藝的技術改造，21●始下落到旋風分離器的上擋板上面，在流動過程中1.5.2 V07/V08 技改生成的縮二脲和尿液結晶粘接到擋板連接平臺處，為防止V07/V08縮二脲剝落堵塞300E15久而久之就在擋板上形成了大量的縮二脲堆積層，和尿液熔融泵入口流道，我們在- -二段蒸發(fā)分離縮二脲在上升氣流的沖擊或者自身重力下,就會不器底部增加一圓形篩板(見圖五),篩板均勻開布定期的剝離脫落掉入管道入口(見圖五),- -段出現(xiàn)8000個中10孔徑,裝置正常運行時能較好地避免這種現(xiàn)象，會造成300E15人口流道局部堵塞,一段因縮二脲偶爾剝落造成300E15堵塞和尿液熔融分離器積液,隨著運行時間延長,堵塞物被融解帶泵汽化現(xiàn)象。出,流道瞬間增大,一段積液在位差增加作用下迅2結束語速流人二段蒸發(fā)，導致二段蒸發(fā)溫度波動.真空下降,這種現(xiàn)象在蒸發(fā)系統(tǒng)高負荷條件下愈加明顯。重慶建峰化I股份有限公司化肥分公司的第二段出現(xiàn)這種現(xiàn)象會造成尿素熔融泵人口管線堵一套尿素裝置,自1993年建設投產以來,歷時塞,或少量縮二脲結晶物進人泵體,造成泵汽化,嚴22a。從最初的試運行到現(xiàn)在的超高負荷重的將引起系統(tǒng)停車。(113%)。從尤其面對三聚氰胺來料的影響。裝置不僅做了，上述技改,其間還對汽提塔進口流道與圍堰,甲胺噴射泵、E0109循環(huán)水管線,造粒塔汽相被抽出風窗等做了大膽改進。實現(xiàn)了系統(tǒng)的擴容、優(yōu)化和穩(wěn)定。積存縮二服的又城(箱旋風分離器上擋板參考文獻:進液尿液[1]袁- -編.尿素[M].北京:化學工業(yè)出版社,1997.50,139.新增圓形篩板[2]陳觀平,趙元凱編著.尿素生產工藝與操作[M].北京:中國石化出版社，1993. 01-05.[3]蘇文才.采用CTST高效塔盤技術改造尿素解析塔[].大氮肥料,2007,(4).[4]朱永忠,李蘇軍.三胺返甲銨液對尿素系統(tǒng)的影響與對策蒸發(fā)后的尿液出口[].化工設計通訊,2011,37(1).58 -60.圖5尿素二段蒸發(fā)分離器改造(上接第16頁)表4氣化爐工況項目小室蒸汽產量汽包總產氣量日產有效氣日用煤粉日用氧氣氧煤比單位kg/skm3 (標)t3.56123. 833931 9321 684.80. 874通過上訴比較,明顯可以看出,當選用煤階較4結語近的煤進行配煤時,氣化爐爐溫可以控制在此種煤階氣化溫度相近就行,此時煤的熱效率也較高。配煤僅存在當煤的氣化溫度和液化溫度發(fā)生如果煤階差別大，我們要根據所配煤種的煤階,確矛盾時,我們通過配煤改變煤的礦物質組分,改變定那個煤種需要最高的氣化溫度,氣化爐爐溫必渣的液化溫度,讓它來適應我們的氣化溫度。如須小于這個溫度。如果發(fā)現(xiàn)渣里的殘?zhí)几?可以果所配煤種的氣化溫度差別大,高的激冷比有助通過加入緩蝕劑來調整,一般加人水蒸汽或者二于氣化爐工況的穩(wěn)定。氧化碳。中國煤化工MHCNMHG