灰分對德士古氣化爐運行影響

第30卷第9期石油化工應用2011年9月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONSept. 2011灰分對德士古氣化爐運行影響井云環(huán)神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)公司,寧夏靈武750411)摘要:介紹了灰分的組成,分析、討論了原料煤中灰分對氣化效率、氧耗、煤耗、能耗等影響,提出原料煤中的灰分應作為一個(gè)重要指標嚴格控制關(guān)鍵詞:灰分;氣化爐;原料煤中圖分類(lèi)號:TQ223.121文獻標識碼:A文章編號:1673-5285(2011J09-0106-02Influences of coal ash on operation of texaco gasifier processJING YunhuanShenghua Ningxia Coal Group Coal Chemistry Industry Co ., Lingwu Ningxia 750411, China)Abstract: Introducing chemical composition of coal ash, Presents the influences of coal ashon gasification efficiency, oxygen consumption, coal consumption, energy consumption. The re-sults show that coal ash of feed ash is basilica parameter.Key words: coal ash; gasifier; feed ash德士古氣化爐屬于氣流床末煤氣化工藝,按照粗合2灰分組成對灰渣粘度影響成氣冷卻方式分為冷激流程、輻射廢鍋流程和廢鍋-冷激流程。由于煤種不同,煤中石英、黃鐵礦、高嶺石、伊灰渣粘度是反映結渣指數的一個(gè)重要指標,而“臨利石、磁鐵礦、石膏和方解石等礦物質(zhì)含量不同,這些界粘度”溫度的高低是結渣性的一個(gè)重要控制參數,在礦物質(zhì)隨著(zhù)煤的燃燒最后生成灰渣。本文就灰分對德該溫度下冷卻中的熔渣從牛頓流體變?yōu)榧偎苄怨腆w士古氣化爐的影響予以討論。形成結渣。德土古氣化爐是以液態(tài)排渣的氣化爐,正常操作條件下氣化爐內熔渣的粘度在20-40Pa·s灰分組成影響灰渣粘度主要因素是灰分組成,灰分中SiO2,Al3O3,TO2三種物質(zhì)含量高,灰渣的變形溫度、軟化溫煤的灰分是在氣化爐內的高溫、高壓條件下煤中度和流動(dòng)溫度就會(huì )升高,為了評價(jià)灰分熔融性,定義灰所有可燃物質(zhì)完全燃燒以及煤中礦物質(zhì)發(fā)生一系列分分的堿酸比,公式是:解、化合等復雜化學(xué)反應后的殘留物,其主要包含金屬、非金屬氧化物及鹽類(lèi)。因煤的產(chǎn)地不同,灰分中的堿酸比=CaQ+Fe+MO+NaOSiO+Al,O+TiO組成不同。經(jīng)分析,灰分含有SO2、A2O3Fe2O3、CaO灰渣中CaO、MgO、Fe2O3K0、Na2O等堿性物質(zhì)含量MgO、TiO2、K、NaO、SO3等物質(zhì)四,其中SiO2,AlO3,增加,灰分的堿酸比值大灰渣的熔點(diǎn)低,因此為了確保CaO和Fe2O3為灰分的主要組成。氣化爐順利排渣對恔占過(guò)高的性種,則通過(guò)加入助中國煤化工CNMHG收稿日期:2011-07-28作者簡(jiǎn)介:井云環(huán),女(1973-),工程師,1998年畢業(yè)于武漢化工學(xué)院化學(xué)工程系,現就職于神華寧煤集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司研發(fā)中心。第9期井云環(huán)灰分對德士古氣化爐運行影響107熔劑石灰石來(lái)降低灰渣的灰熔點(diǎn)馴灰熔點(diǎn)的降低可以原料煤中灰分含量升高,黑水中固含量增多、SiO2使氣化爐保證正常排渣的情況下,降低氣化爐的運行增加,使黑水、灰水系統管道、閥門(mén)、設備的磨損率大大溫度,一般灰熔點(diǎn)控制在1250℃以下。增加,嚴重時(shí)會(huì )使關(guān)鍵設備部分磨蝕泄露而導致氣化爐停車(chē)?；曳值脑黾右彩规i斗排渣量增多,增大了灰3灰分對德士古氣化爐影響水、黑水系統處理負荷。原料煤中灰分含量增大后,為了利于氣化爐排渣會(huì )提高氣化爐燃燒室的溫度,由于31灰分對氣化效率影響氣化爐內操作溫度的提高,高溫熔渣和氣體加劇了對原料煤中的灰分含量直接影響煤的燃燒,進(jìn)而影氣化爐燃燒室內向火面耐火磚的沖刷和磨損,從而大響氣化效率。保持進(jìn)入氣化爐水煤漿流量不變的情況大降低耐火磚的使用壽命。氣化爐操作溫度提高100℃,下,煤中灰分增加粗合成氣中有效氣體含量減少,系耐火磚的磨蝕速率就會(huì )增加兩倍。統生產(chǎn)能力下降。為了對煤氣化過(guò)程進(jìn)行分析,利用34灰分對煤的成漿性影響Aspen Plus軟件對德士古氣化爐進(jìn)行模擬,模擬過(guò)程灰分含量高對成漿性能也有一定影響,除使煤漿保持進(jìn)入氣化爐水媒漿流量水煤漿濃度、燃燒嬈室溫度的有效成分降低之外,灰分的增加還使煤質(zhì)的均勻性不變。通過(guò)模擬獲得灰分對粗合成氣中有效氣體含量變差,削弱煤漿分散劑的分散性能,在相同煤種條件的影響(見(jiàn)圖1)。從圖中可以看到,隨著(zhù)原料媒中灰分下,對提高煤漿濃度不利。含量的增加,灰渣熔化吸收熱量增加,為了維持氣化爐35灰分對生產(chǎn)成本及能耗影響中的溫度不變,更多的碳原子完全燃燒從而滿(mǎn)足灰渣熔化所需的熱量。由于過(guò)多的碳完全燃燒,導致粗合成生產(chǎn)成本相應增加。對于德士古輻射廢鍋流程氣化爐氣中有效氣成分(CO+H2)逐漸降低灰渣的顯熱隨著(zhù)灰渣一起排出系統,這部分熱量無(wú)法回收利用,增大了系統熱損失,減少了高壓蒸汽產(chǎn)量;對于德士古激冷流程氣化爐,大量液態(tài)灰渣直接進(jìn)人冷激室,為了維持激冷室內溫度需要加大激冷水量,且加劇鎖斗熱負荷,從而增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本和能耗。4結論綜上分析,原料煤中灰分含量的增加,直接影響氣化效率、降低合成氣中有效氣體含量,增大氣化爐渣口結渣幾率,增加氣化系統的氧耗、煤耗、能耗和生產(chǎn)成本,同時(shí)也會(huì )提高灰水、黑水系統處理負荷,加劇管道、設備和耐火磚的磨損,對氣化系統長(cháng)周期穩定運行不利,因此原料煤中的灰分應作為一個(gè)重要指標嚴格控制。參考文獻[I]隋建才,徐明厚,丘紀華,等煤粉燃燒過(guò)程中礦物質(zhì)氣化圖1灰分對有效氣體含量的影響影響因素的模擬研究[J].中國電機工程學(xué)報,2005,2532灰分對氧耗、煤耗影響(14):78-83.灰分是原料煤中的惰性物質(zhì)灰分含量增大灰渣熔[2]高晉生,張德祥煤液化技術(shù)M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,化吸收的熱量增大,為了保證氣化爐順利排渣和維持氣3]張雷對TⅥ中國煤化工度的拉制]*外化爐的熱量平衡,需要增加氧量來(lái)燃燒更多的碳原子。因能源,2009CNMHG為燃燒了更多的碳原子,所以氣化系統的氧耗煤耗增(41范立明,原傻杰,趙新合水煤禁加壓氣化原料用煤的選擇加。資料表明,在同樣的氣化反應條件下,灰分每增加及更換[J]煤化工[J].2001,20(2:46-501%,氧耗增加.7%-0.8%,煤耗增大1.3%-15%鬥。[5]羅慶洪德士古氣化爐耐火磚壽命損耗模式分析[J].西部332務(wù)貧孺管道、設備影響煤化工,2004,24(1):19-21.