6.5MPa德士古气化装置粗渣系统简介及运行要点分析.docVIP

6.5MPa德士古气化粗渣系统构成及运行探讨 张晓军 （陕西渭河煤化工集团有限责任公司，714000） 摘要: 本文简要介绍了6.5MPa德士古水煤浆气化粗渣系统的构成及成渣影响因素,并针对运行过程中出现的要点问题进行了分析、总结。 关键词: 6.5MPa德士古气化 粗渣系统 构成 运行 渭河煤化工集团有限责任公司合成氨装置是以煤为原料，采用6.5Mpa德士古水煤浆气化技术等年产30万吨合成氨、52万吨尿素的大型化肥厂。因为6.5Mpa德士古水煤浆气化技术属我国首次使用，技术消化吸收难度必较大，一度因气化装置不正常影响了整个系统运行。经过几年的实践，目前我们已初步掌握了该气化技术的几个关键因素，实现了气化装置连续运行过百天的好成绩。消除了制约工厂安全、稳定、连续运行的“瓶颈”，并日益体现出高等级压力下煤气化装置的优越性。 在实际生产中，我们注意到气化装置在工艺方面的停车原因大多最后都归结于气化炉急冷室排渣不畅，急冷室液位高、粗渣及灰、黑水系统无法正常运行而被迫停车。这就促使我们对粗渣系统进行认真研究，分析各种影响因素，为气化装置的长周期连续运行打下基础。 粗渣系统构成： 水煤浆气化装置粗渣系统从其结构和功能上可大致分为三部分： 渣生成部分；粗渣收集与排放部分； 粗渣输送部分。（见图1所示） 1．1 粗渣生成部分： 这一部分主要包括气化炉、激冷室。德士古水煤浆气化使用浓度为60--65%左右，粘度为650---1500cp的加有助熔剂、添加剂的水煤浆与氧气在气化炉燃烧室中进行部分氧化还原反应，温度约为1350摄氏度左右。生成以CO、H2、CO2、微量CH4等为主要成分的工艺气。工艺气经过急冷环、下降管、导气筒冷却顶部隔板后出急冷室。煤浆中的非可燃物（煤中的灰分，助熔剂等）在高温下形成熔渣顺着气化炉壁流下，经过渣口在下降管及激冷室中与水直接接触冷却，熔渣迅速固化为固体小颗粒，并沉降在激冷室下部，随后进入粗渣收集排放系统。急冷室中的飞灰及细渣悬浮在急冷水中，随黑水排放进入灰水处理系统。粗渣与细灰的比例大约为3：1。 1．2 粗渣收集与排放部分： 这一部分主要包括破渣机、锁渣罐及其配套的相关阀门、锁渣罐循环水泵（P1304）、冲洗水罐及充压补水用的灰水泵。 设置破渣机的目的是为了对块状炉渣或其他块状物(主要是耐火砖)进行破碎，使其能够顺利地通过气化炉与锁渣罐之间的锁渣罐隔离/排渣阀（如图示XV08、XV09/XV10阀）。 沉积在气化炉急冷室底部的粗渣及其固体颗粒，在锁渣罐循环水泵（P1304）从锁渣罐顶部抽出较清的水形成的循环水流作用下带入锁渣罐。 锁渣罐是采用程序控制、定期隔离排放的重要设备。步骤大体可分为灰渣收集、与系统隔离、锁渣罐泄压、排渣冲洗、锁渣罐充压五个步骤循环进行。每一步中有相关的条件、阀门配合运行。 1．3 粗渣的输送： 锁渣罐排出的粗渣经XV10进入渣池中后，渣池中设置刮板捞渣机Q1401将渣送出渣池。渣池中的灰水经渣池泵（P1401） 图1: 粗渣系统示意 2．煤渣性能的影响因素及其控制分析。 需要考虑的煤渣性能主要有灰熔点、灰成分、灰形态等方面。对于灰熔点过高的煤种，要加入助熔剂来降低煤浆的灰熔点，这一方面为了熔融态排渣的需要，同时考虑在较低的炉温下操作以保护耐火砖的使用寿命。德士古气化工艺要求气化炉操作温度在煤灰熔点以上50---100C，以确保气化炉排渣顺利。根据我们几年来的实践证明，其控制气化炉操作温度的原则并不科学，因为有些煤种存在着低灰熔点，高粘度的情况。即使在其灰熔点以上100摄氏度以上仍不能够顺利排渣，因为其灰渣的粘度过大。所以根据国外传统经验选择操作温度，结果并不理想。后来我们总结出以液态炉渣粘度为控制目标的原则来控制气化炉温度，即气化炉最佳的操作温度应使其对应的灰渣粘度在25---40Pa.s范围内。为了反映灰渣在不同温度下的的熔融流动性，这就需要对所用煤质进行煤灰粘温特性分析，结合灰渣粘度控制范围寻找出最佳气化炉操作控制温度。煤浆中加入合适量的助熔剂石灰石可以降低灰熔点，同时改变了灰中的酸碱比例，改变了渣的形态（玻璃渣、结晶渣等），从而缓和煤灰的粘温特性曲线，使原煤的粘温曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ（如下图2所示）,使得操作温度的区间从t3—t4变化为t1—t2，从图形上也可以明显的看出加入合适量的助熔剂降低了气化炉的操作温度。但是其操作温度的弹性大小要根据具体分析确定。 在有条件的情况下还应对渣的具体形态和物理化学结构进行分析，了解其熔融聚合性能及物理磨蚀性能，对渣系统的稳定运行提供丰富的理论依据。 μ Ⅰ