殼牌氣化爐配煤研究

第41卷第3期化工設計通訊2015年6月Chemical Engineering Design Communications殼牌氣化爐配煤研究郭德銘,郭會(huì )敏(河南能源化工集團中原大化公司甲醇事業(yè)部,河南濮陽(yáng)457000)摘要:闡述殼牌 氣化爐配煤的原則及其重要性,滿(mǎn)足氣化爐的高負荷穩定運行。關(guān)鍵詞:配煤;灰熔點(diǎn);積灰;排渣中圖分類(lèi)號:TG44文獻標志碼:B文章編號:1003-6490(2015)03-017-02Shell gasifier of coal blendingGuo De ming, Guo Hui min(Henan energy chemical group, Puyuan Henan 457000, China)Abstract: This paper describes the principle and importance of Shell gasifier of coal blending, meetthe stable operation of high load gasification furnace.Key words: coal blending; ash melting point ; ash; slagX2/3- 150 C來(lái)控制。上述兩個(gè)溫度 取低者作0引言為合成器人口溫度的控制指標。殼牌氣化爐采用粉煤加壓,合成氣激冷以及1.2除渣系統出現的問(wèn)題廢鍋回收熱量的技術(shù)，提高了碳的轉化率和熱量除渣系統常出現的問(wèn)題就是垮渣及堵渣。排利用率。具有產(chǎn)品氣體有效氣(H2 + CO)組分渣系統要求渣的粘度在5- 25 泊,在這個(gè)黏度區高,高達90% - 93%,氧耗低等優(yōu)點(diǎn)。但是運行間分別對應-一個(gè)溫度,我們稱(chēng)之為T(mén)s和T2s,如過(guò)程中,常出現因原料煤煤質(zhì)不合適引起堵渣或果渣的黏度過(guò)小,將出現氣化爐內壁無(wú)法掛渣,內者積灰的問(wèn)題。為了氣化爐的長(cháng)周期高荷運行，壁暴露在1450~1 550 'C的環(huán)境下,直接威脅氣化我們需要經(jīng)過(guò)配煤來(lái)解決上述問(wèn)題。爐內件的安全。同時(shí)還有可能出現垮渣,此時(shí)高溫液態(tài)渣大量進(jìn)人渣池,瞬間產(chǎn)生大量蒸汽,稱(chēng)為1影響氣化爐運行的問(wèn)題蒸汽爆炸,整個(gè)氣化爐內件會(huì )受力上移,對氣化爐1.1合成氣冷卻器入口積灰造成災難性破壞。如果渣黏度過(guò)大,渣在遇到極積灰的機理:中壓蒸汽過(guò)熱器是合成氣的第冷環(huán)噴出的水時(shí),渣塊無(wú)法炸開(kāi),形成大塊渣,在-個(gè)冷卻器,過(guò)熱器中央設有冷卻蓋板,飛灰容易破渣機上部和渣鎖斗處形成堵渣,渣無(wú)法排出,造從蓋板徑向和垂直方向擴展。在人口,靠近氣化成裝置停車(chē)。我們監護下渣是否順利,通過(guò)監護爐側為合成氣流速的低速區,對面為高速區,低速渣口壓差以及破渣機上部溫度,破渣機上部溫度區容易先積灰,向高速區徑向發(fā)展。過(guò)熱器積灰指示了渣帶到下渣系統熱量的多少以及渣的形后,過(guò)熱蒸汽的熱通量下降,因過(guò)熱器為盤(pán)管結態(tài),在同等負荷下,在煤中的灰組分不發(fā)生改變的構,在人口處堵塞,也將會(huì )減少其換熱面積。合成情況下,如果形成的細渣較多,那么這個(gè)溫度會(huì )上器人口溫度一般控制在680 C,因為合成氣是還升,如果形成的大塊渣多,溫度下降,這也間接反原性環(huán)境,煤中的灰組分將會(huì )以單質(zhì)形式存在,其映了爐溫的變化。中鉀和鈉在高于680 C以氣態(tài)存在,在低于這個(gè)溫度會(huì )以固態(tài)形式存在。通用的一般按照灰熔點(diǎn)收稿日期:2015-03-25作者簡(jiǎn)介:郭德銘(1971-),男,河南濮陽(yáng)人，化工工藝工程師,1994年中國煤化工河南能源化工集團中原大化公司甲醇事業(yè)部副總經(jīng)理。YHCNMHG●16●化工設計通訊第41卷劑石灰石改變渣的低溫共融不敏感，也就是說(shuō)改2配煤的原因變渣的液化溫度不明顯,硅鋁比高,我們需要添加當渣系統需要的溫度和合成器入口的溫度發(fā)更多的石灰石。所以配煤只是改變了液化溫度,生矛盾時(shí),我們就需要通過(guò)配煤調整原料煤的特對氣化溫度沒(méi)有影響。性解決問(wèn)題。配煤無(wú)法改變所配煤種的氣化溫3配煤的具體操作度,只是改變了渣里礦物質(zhì)的組分,從而調整渣的黏度。煤的氣化溫度由煤階決定,煤階其實(shí)就是我們要求所配煤種的煤階盡量相近,不推薦煤的年齡,其最重要的表征是揮發(fā)份。-般來(lái)說(shuō)，煤的氣化溫度相差超過(guò)150 C的煤種進(jìn)行配煤,無(wú)煙煤的揮發(fā)份為8%- 22%,其氣化溫度一般因為這樣極易造成氣化反應后移,氣化溫度低的在1600- 1 620 C ,煙煤的揮發(fā)份在22% - 32%,煤先進(jìn)行氣化反應,然后氣化溫度高的煤種在火其氣化溫度一般在1 480-1580 C,而褐煤的揮焰的后部反應,所以在發(fā)生氣化反應的過(guò)程中,兩發(fā)份在14%- 19% ,其氣化溫度在1 400C以下。種煤的礦物質(zhì)發(fā)生了分離,或者說(shuō)混合的不均勻，所以在配煤時(shí),我們無(wú)法改變煤種的氣化溫度,在改變了渣中礦物質(zhì)組分的變化,礦物質(zhì)組分直接A煤和B煤配煤制成煤粉時(shí),這只是一一個(gè)物理過(guò)影響了渣的液化溫度。還有就是可能造成煤反應程,它們在進(jìn)人氣化爐進(jìn)行氣化反應時(shí),各自性質(zhì)不完全,渣殘碳較高,有時(shí)會(huì )高達9%,并且氣化無(wú)法改變,因為它的煤階沒(méi)有發(fā)生變化,但是氣化爐工況波動(dòng)較大,存在堵灰或者堵渣的風(fēng)險。汽反應后,在膜式壁上流動(dòng)的渣的組分發(fā)生了變化，包的大室和小室的液位差常出現大幅波動(dòng),其也這里我們要引入一個(gè)概念那就是液化溫度,簡(jiǎn)稱(chēng)真實(shí)的反映出氣化反應出現了后移,氣化區溫度Tliquidous及Tliq,液化溫度是由渣組分和相圖變化較大。下表1,表3分別為褐煤和無(wú)煙煤的決定。此外,渣組分也決定了氣化爐的操作窗口。配比,我們選用的煤為煤種A和煤種B以1:0.5渣組分中最重要的指標是硅鋁比,硅鋁比是添加的配比,石灰石添加2%。石灰石的一一個(gè)指針,硅鋁比高,說(shuō)明我們添加助溶表1褐煤配比分析項目全水% 內水% 灰分% 揮發(fā)份%固定碳%硫%氫%收到基低位發(fā)熱量灰熔點(diǎn)Cmj/kg kcal/kg DT ST HT FT煤種A10.91.1164. 440.32. 3721. 465134 1287 1453 1474 1 490煤種B11.92.64 11.5 31. 1755. 350.44.24 24.8 5933 1132 1193 1211 1 2341.715.723. 159. 50.26. 563271241129213021317氣化爐工況如下:表2氣化爐工況 .項目小室蒸汽產(chǎn)量汽包總產(chǎn)氣量日產(chǎn)有效氣日用煤粉日用氧氣氧煤比單位kg/skm3 (標)130. 54.3 1441 7321 6410. 947以下為我們選擇同是某無(wú)煙煤的煤種C和煤種D以1:1配比的數據,石灰石添加5%。表3無(wú)煙煤配比分析項目全水%內水%灰分%揮發(fā)份%固定碳%Mj/kg kcal/kg__ DT ST HT FT煤種C11. 780.5716.5325. 2857.623.25 5691328 1362 1384 1418煤種D16. 861.747. 5821. 94.68.221.451371228 1293 1313 1346粉煤1. 3619. 0724. 4655. 126.262841164 1202 1227 1286中國煤化工THCNMH G轉第21頁(yè))第3期李蘇軍:斯那姆工藝的技術(shù)改造，21●始下落到旋風(fēng)分離器的上擋板上面，在流動(dòng)過(guò)程中1.5.2 V07/V08 技改生成的縮二脲和尿液結晶粘接到擋板連接平臺處，為防止V07/V08縮二脲剝落堵塞300E15久而久之就在擋板上形成了大量的縮二脲堆積層，和尿液熔融泵入口流道，我們在- -二段蒸發(fā)分離縮二脲在上升氣流的沖擊或者自身重力下,就會(huì )不器底部增加一圓形篩板(見(jiàn)圖五),篩板均勻開(kāi)布定期的剝離脫落掉入管道入口(見(jiàn)圖五),- -段出現8000個(gè)中10孔徑,裝置正常運行時(shí)能較好地避免這種現象，會(huì )造成300E15人口流道局部堵塞,一段因縮二脲偶爾剝落造成300E15堵塞和尿液熔融分離器積液,隨著(zhù)運行時(shí)間延長(cháng),堵塞物被融解帶泵汽化現象。出,流道瞬間增大,一段積液在位差增加作用下迅2結束語(yǔ)速流人二段蒸發(fā)，導致二段蒸發(fā)溫度波動(dòng).真空下降,這種現象在蒸發(fā)系統高負荷條件下愈加明顯。重慶建峰化I股份有限公司化肥分公司的第二段出現這種現象會(huì )造成尿素熔融泵人口管線(xiàn)堵一套尿素裝置,自1993年建設投產(chǎn)以來(lái),歷時(shí)塞,或少量縮二脲結晶物進(jìn)人泵體,造成泵汽化,嚴22a。從最初的試運行到現在的超高負荷重的將引起系統停車(chē)。(113%)。從尤其面對三聚氰胺來(lái)料的影響。裝置不僅做了，上述技改,其間還對汽提塔進(jìn)口流道與圍堰,甲胺噴射泵、E0109循環(huán)水管線(xiàn),造粒塔汽相被抽出風(fēng)窗等做了大膽改進(jìn)。實(shí)現了系統的擴容、優(yōu)化和穩定。積存縮二服的又城(箱旋風(fēng)分離器上擋板參考文獻:進(jìn)液尿液[1]袁- -編.尿素[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.50,139.新增圓形篩板[2]陳觀(guān)平,趙元凱編著(zhù).尿素生產(chǎn)工藝與操作[M].北京:中國石化出版社，1993. 01-05.[3]蘇文才.采用CTST高效塔盤(pán)技術(shù)改造尿素解析塔[].大氮肥料,2007,(4).[4]朱永忠,李蘇軍.三胺返甲銨液對尿素系統的影響與對策蒸發(fā)后的尿液出口[].化工設計通訊,2011,37(1).58 -60.圖5尿素二段蒸發(fā)分離器改造(上接第16頁(yè))表4氣化爐工況項目小室蒸汽產(chǎn)量汽包總產(chǎn)氣量日產(chǎn)有效氣日用煤粉日用氧氣氧煤比單位kg/skm3 (標)t3.56123. 833931 9321 684.80. 874通過(guò)上訴比較,明顯可以看出,當選用煤階較4結語(yǔ)近的煤進(jìn)行配煤時(shí),氣化爐爐溫可以控制在此種煤階氣化溫度相近就行,此時(shí)煤的熱效率也較高。配煤僅存在當煤的氣化溫度和液化溫度發(fā)生如果煤階差別大，我們要根據所配煤種的煤階,確矛盾時(shí),我們通過(guò)配煤改變煤的礦物質(zhì)組分,改變定那個(gè)煤種需要最高的氣化溫度,氣化爐爐溫必渣的液化溫度,讓它來(lái)適應我們的氣化溫度。如須小于這個(gè)溫度。如果發(fā)現渣里的殘碳高,可以果所配煤種的氣化溫度差別大,高的激冷比有助通過(guò)加入緩蝕劑來(lái)調整,一般加人水蒸汽或者二于氣化爐工況的穩定。氧化碳。中國煤化工MHCNMHG