第28卷第4期石油化工應(yīng)用Vol.28 No.42009年7月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONJuly.2009德士古廢鍋氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行分析王軍(神華寧煤集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司甲醇廠,寧夏銀川750411)摘要:結(jié)合神寧甲醇廠生產(chǎn)實(shí)際,分析了德士古廢鍋氣化裝置運(yùn)行不穩(wěn)定因素,并給出了判斷依據(jù)和相應(yīng)的處理方法,為德士古廢鍋氣化爐的操作提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞:氣化爐;廢鍋流程;德士古中圖分類號(hào):TQ515.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673- -5285(2009 )04 -085- -03神華寧煤甲醇廠的德士古廢鍋流程氣化裝置是國(guó)多,而Fe203、CaO Mg0的含量均大幅度降低。內(nèi)第一套節(jié)能示范性氣化裝置,該項(xiàng)目于2004年開工根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,煤中灰分每增加5 %,氧建設(shè),2007年6月建成投入試生產(chǎn), 2008年12月通過耗要增加 3.5 %~5 % ,煤耗要增加6.5 %~11 %?；曳烛?yàn)收,正式投人生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中,由于廢鍋氣化主要組成為 SiO2.Al2O3.TiO2.SO3等。這些組分決定了爐工藝復(fù)雜、操作難度大又沒有可借鑒的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)造灰的熔點(diǎn)。 如果灰分中Si02+AL.O3所占的比例越大,其成氣化爐輻射廢鍋容易結(jié)渣,嚴(yán)重制約了系統(tǒng)長(zhǎng)周期、灰熔點(diǎn)越高，而其他組分Fe2O3、CaO、Mg0的含量愈滿負(fù)荷、穩(wěn)定運(yùn)行。目前針對(duì)氣化裝置運(yùn)行存在問題,高,則灰熔點(diǎn)越低,因此一般判斷灰分熔融難易的程度分析、總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化操作,使氣化裝置逐步趨于用(SiO2+AlQO)/(Fe2O+CaO+MgO)的比值來表示,比值穩(wěn)定運(yùn)行。.越大越不易熔?；胰埸c(diǎn)過高還要增加石灰石做助溶劑，使系統(tǒng)復(fù)雜化。同時(shí)灰熔點(diǎn)越高,導(dǎo)致氣化爐操作溫度1影響廢鍋氣化爐運(yùn)行不穩(wěn)定的因素越高,對(duì)爐磚的影響越很大。1.1廢鍋氣化爐對(duì)煤質(zhì)的選擇自2008年10月開始，為了保證裝置的連續(xù)性和由于廢鍋氣化爐結(jié)構(gòu)的特殊性,原料煤在選用上氣化爐的安 全運(yùn)行,采用羊二礦的精洗煤,原料煤的灰應(yīng)具有較好的反應(yīng)活性、較高的發(fā)熱值、較好的可磨分平均保持在 6 %以下，灰熔點(diǎn)平均保持在1 300性較低的灰熔點(diǎn)、較好的粘溫特性、較低的灰分。(T4)以下,滿足了生產(chǎn)需要,裝置得以連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。2008年7月以前，原料煤灰分基本在10%以下，一表! 氣化爐不同階段運(yùn)行期間煤種平均參數(shù)和單爐運(yùn)行時(shí)間灰熔點(diǎn)大多數(shù)在1 250 C(FT或Ts,流動(dòng)溫度)以下，指標(biāo)煤種分析水灰分固定碳灰熔點(diǎn)氣化爐單次同時(shí)相對(duì)SiO2、Al2O, 的含量較低，而其中的Fe203、1%T/C運(yùn)行時(shí)間/hCaO MgO的含量均較高,運(yùn)行狀況較好,能夠達(dá)到生產(chǎn)用煤要求。羊二礦8.8.157.8119536自2008年7月以后，由于原料煤灰份逐步上漲，擴(kuò)建井+馮笈溝11.68 14.39 52.41 1296)6最高達(dá)23 %,灰熔點(diǎn)也逐步上升,最高達(dá)到1348 C混堞(T),生產(chǎn)不能連續(xù)運(yùn)行。為保證生產(chǎn),臨時(shí)選用擴(kuò)建井和馮笈溝礦煤進(jìn)行試燒，其灰份雖然低于15 %,但中國(guó)煤化工1295480灰份組分發(fā)生了較大變化,Si02、Al2O,的含量均上升較YHCNMHG$收稿日期:2009-06-0186石油化工應(yīng)用2009 年第28卷2解決對(duì)策針對(duì)氣化爐廢鍋流程的工藝特點(diǎn)及裝置存在問題，通過認(rèn)真總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)分析總結(jié),對(duì)裝置存在的問題逐項(xiàng)解決,取得了可喜的成果。■灰分2.1煤質(zhì)選擇.運(yùn)行時(shí)間灰分≤10 %,最高不超過12 %;灰熔點(diǎn)≤1 280 C,最高不超過1 300 C; .灰分分析水(內(nèi)水)≤10 % ,最高不超過12 %;粘溫特性≤25 Pa*s( 流動(dòng)溫度在1 400 C)為宜且圍1氣化爐運(yùn)行時(shí)間- 灰分關(guān)系圍注:1、圍中數(shù)據(jù)為氣化爐兩種情況下的堞分析指標(biāo)數(shù)值平均值;曲線盡可能平緩,因做粘溫特性(需外委)耗時(shí)較長(zhǎng),故TITs溫差要求小于60 C;2、圖中氣化爐單次運(yùn)行時(shí)間為氣化爐連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間;3、圍中將運(yùn)行時(shí)間與灰分值做比較;總硫≤1 %;從圖1氣化爐運(yùn)行情況來看，影響氣化爐長(zhǎng)周期煤質(zhì)穩(wěn)定,各參數(shù)無大的波動(dòng),盡可能不含矸石及運(yùn)行的煤質(zhì)問題主要是其灰分高,灰熔點(diǎn)高,同時(shí)煤酸其它雜物 、雜質(zhì)。堿比失調(diào),造成煤灰粘度大,爐渣量增加。通過對(duì)寧東煤各煤種進(jìn)行比較(見表1),均不符1.2 氣化爐輻射廢鍋結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致裝置運(yùn)行不穩(wěn)定合以上用煤要求,最后,利用羊二礦精洗塊煤,雖然成氣化爐每小時(shí)產(chǎn)生約4 t的渣,基本以液態(tài)方式排本明 顯增加,但是氣化爐運(yùn)行時(shí)間明顯延長(zhǎng)了,達(dá)到了向輻射廢鍋。在輻射廢鍋內(nèi)層水冷壁上敷設(shè)有8組扇氣化爐運(yùn)行要求。形換熱面,輻射廢鍋中間通道流通面積較小，其通徑僅2.2 工藝操作為1.2 m,并且有很多形狀突異的部件。由于扇形換熱主要是對(duì)氣化爐爐溫的控制，即在滿足氣化爐液面和水冷壁內(nèi)的冷卻作用及其支撐作用，為熔渣的凝態(tài)排渣的條件下,盡量降低操作溫度,同時(shí),保證輻射結(jié)創(chuàng)造了便利條件。因此,該輻射廢鍋結(jié)構(gòu)非常易于堵廢鍋內(nèi)不結(jié)渣,防止堵塞輻射廢鍋中間通道,確保氣化渣,氣化裝置不能連續(xù)運(yùn)行。爐連續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。1.3 廢鍋氣化爐復(fù)雜對(duì)裝置理解不夠透徹因?yàn)檫^高的爐溫會(huì)降低爐磚的使用壽命，會(huì)加速由于此裝置沒有可借鑒的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn).且其流程長(zhǎng)、爐磚的磨蝕,爐溫太低,不能確保氣化爐的順利排渣,I藝復(fù)雜操作難度大,在實(shí)際運(yùn)行操作中,對(duì)氣化爐因此, 控制好氣化爐爐溫對(duì)于氣化爐運(yùn)行來說是關(guān)鍵。爐膛溫度的控制不好,影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)氣化爐廢鍋流程的工藝特點(diǎn)、存在問題以及本廠廢鍋氣化爐產(chǎn)生的工藝氣經(jīng)過氣化爐底部喉氣化爐爐體溫 度控制要求,經(jīng)過- 段時(shí)間摸索,現(xiàn)在的部進(jìn)入一個(gè)溫度梯度相對(duì)較低的冷卻系統(tǒng),也就是說工爐溫控制方式如下:藝氣冷卻過程中廢鍋流程采用逐步冷卻的方式,氣化爐粗煤氣中甲烷含量調(diào)整的最大區(qū)間可根據(jù)各批煤底部至排渣口溫差小,原料煤漿與氧氣部分燃燒產(chǎn)生的種 灰熔點(diǎn)的不同適當(dāng)改變(以粗煤氣組分及氣化爐排大量爐渣被冷卻的速度不大(較激冷流程而言),爐渣在渣狀態(tài)為準(zhǔn)),燃燒室?guī)字犭娕贾甘咀鳛閰⒖?- -般排至喉部出口時(shí)也至少保持1 100 C以上,爐渣的溫度情況下甲烷含量調(diào)整的最大區(qū)間為(800-1500)x10*,高時(shí)內(nèi)摩擦力小，流動(dòng)性能好,不易堵塞排渣通道,在廢甲烷含 量控制的允許偏差為100x10*0氣化爐剛投料鍋氣化爐喉部設(shè)有壓差表，當(dāng)喉部排渣不暢壓差值上時(shí)甲烷含量先控制在900x10*.若合成氣中C0含量連升，在2008年7月就出現(xiàn)了輻射廢鍋結(jié)渣引起氣化爐續(xù)24 h全部低于40 %，且爐渣狀態(tài)反應(yīng)確實(shí)爐溫偏停車，當(dāng)時(shí)氣化爐內(nèi)檢測(cè)爐溫的兩支熱偶均指示在高,則甲烷含量升100x10 操作;若Co含量連續(xù)24 h1 000 C左右,并且從氣化爐所排出渣形看,爐溫確實(shí)仍全部低于40 %.則再升100x10*操作,直至CO部不高。從工藝方面考慮,為了保證氣化爐順利排渣.必分?jǐn)?shù)中國(guó)煤化工氣中Co含量連續(xù)須保障氣化爐爐溫高,爐溫高于煤灰熔點(diǎn)流動(dòng)溫度.使4hMHCNMHG200x10操作。觀察爐渣呈熔融液態(tài)才有利排渣,而增加爐溫會(huì)造成氣化4 h,Co含量仍全部超過46 %,則通知車間討論應(yīng)對(duì)爐內(nèi)部爐磚的燒損和磨蝕加劇,縮短爐磚使用時(shí)間。方案。留意煤灰熔點(diǎn)T,溫度的變化,若偏高則注意合(下接99頁(yè))第4期黃新會(huì)低變出口一氧化碳含 量超標(biāo)原因分析及解決對(duì)策99行要求。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,只能通過在低變觸媒項(xiàng)部裝填出版社, 1978.87-87.脫氯劑才能有效防止低變觸媒中毒,保證低變出口CO [2] 大連工學(xué)院,主編.袁一,曾憲龍,修訂、大型氨廠 合成氨生含量控制在指標(biāo)范圍之內(nèi)。產(chǎn)工藝[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1984.200- 200.0[3]大連工學(xué)院, 主編.袁一,曾憲龍,修訂,大型氨廠合成氨生產(chǎn)工藝[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1984.197-197.參考文獻(xiàn):[1]大連工學(xué)院主編合成氨生產(chǎn) 工藝[M,北京:石油化學(xué)工業(yè)[4] 大連工學(xué)院, 主編.合成氨生產(chǎn)工藝[M],北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社, 1978.101-102.(上接第86頁(yè))成氣中CO含量的變化.爐渣狀態(tài)及排渣情況,發(fā)現(xiàn)異技 術(shù)改造等措施,系統(tǒng)達(dá)到了平穩(wěn)運(yùn)行,為企業(yè)創(chuàng)造了常及時(shí)調(diào)整甲烷含量操作。明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2.3技術(shù)改造從2007年投產(chǎn)以來，系統(tǒng)暴露出了許多問題,但參考文獻(xiàn):最主要問題是氣化爐結(jié)渣問題，通過對(duì)三臺(tái)氣化爐運(yùn)(川 王紹亭,陳濤,主編.化工傳遞過程基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)行情況的摸索和總結(jié),嘗試對(duì)氣化爐C爐進(jìn)行改造,主出版社,1987.11.要是擴(kuò)大內(nèi)通道,使渣和輻射廢鍋內(nèi)壁不要直接接觸，[2] 賈紹義,柴誠(chéng)敬，主編、化工傳質(zhì)與分離過程[M],北京:化學(xué)降低結(jié)渣的可能性,從試運(yùn)行情況看,連續(xù)運(yùn)行時(shí)間明工業(yè)出版社,2001[3] 姚玉英,主編.化工原理(新版)上、下冊(cè)[M],天津:天津大學(xué)顯增長(zhǎng).能夠連續(xù)運(yùn)行20天。出版社199.8.總之,這套德士古廢鍋流程裝置,在一年多的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐過程中,通過總結(jié)操作經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化操作流程，中國(guó)煤化工MHCNMHG