灰渣粘温特性对德士古液态排渣气化运行的影响.docVIP

·煤气化技术 ·煤气化技术· 液态排渣气化运行的影响 气化车间 郑宝祥 摘要 从灰渣粘温特性方面讨论对德士古煤气化的影响，分析了灰渣成份与粘温特性的关系，以便根据粘温特性及灰渣成份选择原料煤种，保证德士古气化炉稳定运行。 关键词 德士古煤气化 液态排渣 灰渣 粘温特性 运行 德士古水煤浆气化工艺是将煤浆与氧气一起送入气化炉内，在高温下不完全氧化产生CO2、H2、CO等工艺气体，这些气体用于后序制取合成氨、甲醇和发电等。其渣以熔融状态流入激冷室，凝固后随水排入锁渣罐。灰渣的粘温特性直接决定气化炉操作温度，并影响耐火砖寿命、排渣及灰水中固含量等，从而影响气化装置的稳定运行。灰渣的粘度特性、晶相结构等均与灰渣成份有关。本文讨论灰渣粘温特性对德士古煤气化的影响，并简要分析灰渣成份对粘温特性的影响，以便根据粘温特及灰渣成份选择适合煤种，保证德士古气化炉稳定运行。 1 灰渣粘温特性对生产运行的影响 1.1 气化炉运行情况 我公司原料煤设计用黄陵煤，由于其粘温特性差，致使气化炉操作温度高、炉砖损耗快，生产无法稳定运行，迫使我们于1997年7月改换为朱罗纪后烟煤（华亭煤），因其灰渣粘温特性好，排渣呈玻璃状态，工艺参数呈直线，灰水中含固量少，压滤机启动次数减至原来的1/3，从而使生产得以稳定运行，产量大幅度上升，因气化原因导致的停车次数明显减少。原来的管道和阀门腐蚀、炉砖剥落快、换负荷高等问题相对减少，单炉最长连续运行49d，1997年8月气化炉运转率达71.2%。然而进入1998年以后，玻璃球状渣不复存在，随之而来的是大量的细渣，特别是1998年4月以来，粗渣变为玻璃丝，下降管多次积渣，下降管与导气管之间环隙在量积灰，严重时整个激冷室被积灰充满。下降管多次烧穿，其中3#气化炉两次烧穿且鼓泡严重，不得不更换一段下降管，1#气化炉迫使全面更换下降管。由于灰水中含固量高，阀门多次磨穿，被迫停车。1998年4月每次投料后，渣口压差高，不得不加过量氧气以提高温度熔渣，粗渣中Cr2O3 含量已达0.128%，表明炉温很高，但渣口压差依然不降低，后检查发现下降管结渣，生产无法进行。我公司决定从1998年5月22日改为优质块煤及粉煤3︰7混合后，气化炉工况好转，粗渣为玻璃球状，完全回到了1997年试烧后的工况。几个月的艰辛历程，苦苦求索，使我们对煤的灰渣粘温特性的重要性有了更进一步的认识，深深体会到一个粘温特性好的煤质是德士古水煤浆加压气化正常运行的关键。粘温特性好坏对生产装置影响很大。 1.2 粘温特性比较 我公司1997年8、9月用的是华亭陈家沟矿煤，其粘温曲线见图1。由图1可见，在运行温度下，粘度低且变化平缓，有利于气化炉顺利排渣，操作温度弹性大。然而由于煤源的种种原因，煤质所有变化，1998年3月底我公司取样分析粘温特性曲线见图2。从图2中可知，温度下降，粘度上升很快，不利于排渣，这种粘温特性差的煤质不利于气化炉长期运行。 我公司1997年8月和1998年3月原料煤的灰成份比较见表1。 图1 1997年8月用煤的粘温曲线 图2 1998年4月用煤的粘温曲线 表1 不同时期原料煤的灰成份 % 时间 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O 1997-08 37.01 20.92 8.90 12.50 5.73 0.34 1998-03 43.82 24.23 8.26 8.03 3.45 0.53 时间 Na2O SO3 TiO2 P2O5 其它 1997-08 0.14 6.21 0.30 0.55 7.40 1998-03 1.76 6.14 1.80 0.37 1.61 1.3 粘温特性差对生产运行的影响 我公司1997年8月~1998年5月的生产运行情况见表2。 表2 生产装置停车次数统计表 时间 停车次数/次 气化原因/次 灰渣原因/次 1997-08~12 15（含2次正常停炉） 2 1 1998-01~05 21 13 12 1998-04~05 10 7 6 其中与灰渣有关的停炉次数占总停炉次数的比例在1997年8~12月为0.67%，1998年1~5月为57.1%。因此，粘温特性对生产运行具有很大的影响。具体表现在以下几个方面： a. 粘温特性差是激冷室积灰的主要原因 由于粘温特性差，液态渣在流动过程中随温度降低，粘度直线上升，灰渣流动性减弱，形成挂渣，堵塞下降管，加之渣口处气流速度快，将粘度高的液态灰渣拉成玻璃丝，这种玻璃丝起着粘结剂作用，使细灰易结在激冷室内，不仅给停炉后的清理工作带来很大困难，而且使激冷室液位不好控制，导致串气停车。 b. 粘温特性差，灰水管线磨蚀加快 粘温特性差，粗渣细且有大量玻璃丝，灰水中固含量增加，管线、阀门磨蚀加快，灰水界区频繁磨漏，P13