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Vol.30 No.92011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、討論了原料堞中灰分對氣化效率、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(2011 )09-0106-02Influences of coal ash on operation of texaco gasifier processJING Yunhuan(Shenghua 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。德士古氣化爐是以液態(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*so1灰分組成影響灰渣粘度主要因素是灰分組成,灰分中Si02,煤的灰分是在氣化爐內的高溫、高壓條件下,煤中AlL03,Ti02三種物質(zhì)含量高,灰渣的變形溫度、軟化溫度和流動(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- -系列分分的堿酸比,公式是P:解、化合等復雜化學(xué)反應后的殘留物叫，其主要包含金堿酸比=CaO+ Fe,0+ MgO+Na,0屬、非金屬氧化物及鹽類(lèi)。因煤的產(chǎn)地不同.灰分中的SiO2+Al2O3+TIO2組成不同。經(jīng)分析，灰分含有Si02、Al2O3、Fe2O.CaO.灰渣中CaO、Mg0、Fe2O3K2O.Na2O等堿性物質(zhì)含量MgO、TiO2、K20 Na2O、SO3等物質(zhì)網(wǎng)，其中SiO, Al2O,，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Fe2Oz為灰分的主要組成。氣化爐順利排渣,對于灰熔點(diǎn)過(guò)高的煤種，則通過(guò)加入助*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)明?；胰埸c(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1 250 C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3.1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問(wèn)，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 C,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4。統生產(chǎn)能力下降。為了對煤氣化過(guò)程進(jìn)行分析，利用3.4 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-定影響，除使煤漿保持進(jìn)人氣化爐水煤漿流量、水煤漿濃度、燃燒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)原料煤中灰分下,對提高煤漿濃度不利4。含量的增加,灰渣熔化吸收熱量增加,為了維持氣化爐3.5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)足灰渣原料煤中灰分高時(shí)設備維修費、排渣運輸費增加，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?；以娘@熱隨著(zhù)灰渣- -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t古激冷流程氣化爐,大量液態(tài)灰渣直接進(jìn)入冷激室，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。: 770-705-4結論s0 一綜上分析,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:[1]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.2005.253.2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,2009,30.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Texaco氣化工藝的認識及爐溫度的控制[J].中外化爐的熱量平衡,需要增加氧量來(lái)燃燒更多的碳原子。因能源,2009, 14(12):42- -46.為燃燒了更多的碳原子,所以氣化系統的氧耗煤耗增[4] 范立明,原俊杰,趙新合.水煤漿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):46-50.1 %,氧耗增加0.7 %~0.8 % ,煤耗增大1.3 %~1.5 %用。[5] 羅慶洪.德士古氣化爐耐火 磚壽命損耗模式分析[J].西部