德士古廢鍋氣化爐穩定運行分析

第28卷第4期石油化工應用Vol.28 No.42009年7月PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATIONJuly.2009德士古廢鍋氣化爐穩定運行分析王軍(神華寧煤集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司甲醇廠(chǎng),寧夏銀川750411)摘要:結合神寧甲醇廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際,分析了德士古廢鍋氣化裝置運行不穩定因素,并給出了判斷依據和相應的處理方法,為德士古廢鍋氣化爐的操作提供了參考依據。關(guān)鍵詞:氣化爐;廢鍋流程;德士古中圖分類(lèi)號:TQ515.6文獻標識碼:A文章編號:1673- -5285(2009 )04 -085- -03神華寧煤甲醇廠(chǎng)的德士古廢鍋流程氣化裝置是國多,而Fe203、CaO Mg0的含量均大幅度降低。內第一套節能示范性氣化裝置,該項目于2004年開(kāi)工根據生產(chǎn)數據統計分析,煤中灰分每增加5 %,氧建設,2007年6月建成投入試生產(chǎn), 2008年12月通過(guò)耗要增加 3.5 %~5 % ,煤耗要增加6.5 %~11 %?；曳烛炇?正式投人生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過(guò)程中,由于廢鍋氣化主要組成為 SiO2.Al2O3.TiO2.SO3等。這些組分決定了爐工藝復雜、操作難度大又沒(méi)有可借鑒的運行經(jīng)驗造灰的熔點(diǎn)。 如果灰分中Si02+AL.O3所占的比例越大,其成氣化爐輻射廢鍋容易結渣,嚴重制約了系統長(cháng)周期、灰熔點(diǎn)越高，而其他組分Fe2O3、CaO、Mg0的含量愈滿(mǎn)負荷、穩定運行。目前針對氣化裝置運行存在問(wèn)題,高,則灰熔點(diǎn)越低,因此一般判斷灰分熔融難易的程度分析、總結運行經(jīng)驗,優(yōu)化操作,使氣化裝置逐步趨于用(SiO2+AlQO)/(Fe2O+CaO+MgO)的比值來(lái)表示,比值穩定運行。.越大越不易熔?；胰埸c(diǎn)過(guò)高還要增加石灰石做助溶劑，使系統復雜化。同時(shí)灰熔點(diǎn)越高,導致氣化爐操作溫度1影響廢鍋氣化爐運行不穩定的因素越高,對爐磚的影響越很大。1.1廢鍋氣化爐對煤質(zhì)的選擇自2008年10月開(kāi)始，為了保證裝置的連續性和由于廢鍋氣化爐結構的特殊性,原料煤在選用上氣化爐的安 全運行,采用羊二礦的精洗煤,原料煤的灰應具有較好的反應活性、較高的發(fā)熱值、較好的可磨分平均保持在 6 %以下，灰熔點(diǎn)平均保持在1 300性較低的灰熔點(diǎn)、較好的粘溫特性、較低的灰分。(T4)以下,滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要,裝置得以連續、穩定運行。2008年7月以前，原料煤灰分基本在10%以下，一表! 氣化爐不同階段運行期間煤種平均參數和單爐運行時(shí)間灰熔點(diǎn)大多數在1 250 C(FT或Ts,流動(dòng)溫度)以下，指標煤種分析水灰分固定碳灰熔點(diǎn)氣化爐單次同時(shí)相對SiO2、Al2O, 的含量較低，而其中的Fe203、1%T/C運行時(shí)間/hCaO MgO的含量均較高,運行狀況較好,能夠達到生產(chǎn)用煤要求。羊二礦8.8.157.8119536自2008年7月以后，由于原料煤灰份逐步上漲，擴建井+馮笈溝11.68 14.39 52.41 1296)6最高達23 %,灰熔點(diǎn)也逐步上升,最高達到1348 C混堞(T),生產(chǎn)不能連續運行。為保證生產(chǎn),臨時(shí)選用擴建井和馮笈溝礦煤進(jìn)行試燒，其灰份雖然低于15 %,但中國煤化工1295480灰份組分發(fā)生了較大變化,Si02、Al2O,的含量均上升較YHCNMHG$收稿日期:2009-06-0186石油化工應用2009 年第28卷2解決對策針對氣化爐廢鍋流程的工藝特點(diǎn)及裝置存在問(wèn)題，通過(guò)認真總結運行經(jīng)驗和科學(xué)分析總結,對裝置存在的問(wèn)題逐項解決,取得了可喜的成果?！龌曳?.1煤質(zhì)選擇.運行時(shí)間灰分≤10 %,最高不超過(guò)12 %;灰熔點(diǎn)≤1 280 C,最高不超過(guò)1 300 C; .灰分分析水(內水)≤10 % ,最高不超過(guò)12 %;粘溫特性≤25 Pa*s( 流動(dòng)溫度在1 400 C)為宜且圍1氣化爐運行時(shí)間- 灰分關(guān)系圍注:1、圍中數據為氣化爐兩種情況下的堞分析指標數值平均值;曲線(xiàn)盡可能平緩,因做粘溫特性(需外委)耗時(shí)較長(cháng),故TITs溫差要求小于60 C;2、圖中氣化爐單次運行時(shí)間為氣化爐連續運行最長(cháng)時(shí)間;3、圍中將運行時(shí)間與灰分值做比較;總硫≤1 %;從圖1氣化爐運行情況來(lái)看，影響氣化爐長(cháng)周期煤質(zhì)穩定,各參數無(wú)大的波動(dòng),盡可能不含矸石及運行的煤質(zhì)問(wèn)題主要是其灰分高,灰熔點(diǎn)高,同時(shí)煤酸其它雜物 、雜質(zhì)。堿比失調,造成煤灰粘度大,爐渣量增加。通過(guò)對寧東煤各煤種進(jìn)行比較(見(jiàn)表1),均不符1.2 氣化爐輻射廢鍋結構不合理導致裝置運行不穩定合以上用煤要求,最后,利用羊二礦精洗塊煤,雖然成氣化爐每小時(shí)產(chǎn)生約4 t的渣,基本以液態(tài)方式排本明 顯增加,但是氣化爐運行時(shí)間明顯延長(cháng)了,達到了向輻射廢鍋。在輻射廢鍋內層水冷壁上敷設有8組扇氣化爐運行要求。形換熱面,輻射廢鍋中間通道流通面積較小，其通徑僅2.2 工藝操作為1.2 m,并且有很多形狀突異的部件。由于扇形換熱主要是對氣化爐爐溫的控制，即在滿(mǎn)足氣化爐液面和水冷壁內的冷卻作用及其支撐作用，為熔渣的凝態(tài)排渣的條件下,盡量降低操作溫度,同時(shí),保證輻射結創(chuàng )造了便利條件。因此,該輻射廢鍋結構非常易于堵廢鍋內不結渣,防止堵塞輻射廢鍋中間通道,確保氣化渣,氣化裝置不能連續運行。爐連續、安全、穩定運行。1.3 廢鍋氣化爐復雜對裝置理解不夠透徹因為過(guò)高的爐溫會(huì )降低爐磚的使用壽命，會(huì )加速由于此裝置沒(méi)有可借鑒的運行經(jīng)驗.且其流程長(cháng)、爐磚的磨蝕,爐溫太低,不能確保氣化爐的順利排渣,I藝復雜操作難度大,在實(shí)際運行操作中,對氣化爐因此, 控制好氣化爐爐溫對于氣化爐運行來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵。爐膛溫度的控制不好,影響氣化爐的穩定運行。針對氣化爐廢鍋流程的工藝特點(diǎn)、存在問(wèn)題以及本廠(chǎng)廢鍋氣化爐產(chǎn)生的工藝氣經(jīng)過(guò)氣化爐底部喉氣化爐爐體溫 度控制要求,經(jīng)過(guò)- 段時(shí)間摸索,現在的部進(jìn)入一個(gè)溫度梯度相對較低的冷卻系統,也就是說(shuō)工爐溫控制方式如下:藝氣冷卻過(guò)程中廢鍋流程采用逐步冷卻的方式,氣化爐粗煤氣中甲烷含量調整的最大區間可根據各批煤底部至排渣口溫差小,原料煤漿與氧氣部分燃燒產(chǎn)生的種 灰熔點(diǎn)的不同適當改變(以粗煤氣組分及氣化爐排大量爐渣被冷卻的速度不大(較激冷流程而言),爐渣在渣狀態(tài)為準),燃燒室幾支熱電偶指示作為參考,- -般排至喉部出口時(shí)也至少保持1 100 C以上,爐渣的溫度情況下甲烷含量調整的最大區間為(800-1500)x10*,高時(shí)內摩擦力小，流動(dòng)性能好,不易堵塞排渣通道,在廢甲烷含 量控制的允許偏差為100x10*0氣化爐剛投料鍋氣化爐喉部設有壓差表，當喉部排渣不暢壓差值上時(shí)甲烷含量先控制在900x10*.若合成氣中C0含量連升，在2008年7月就出現了輻射廢鍋結渣引起氣化爐續24 h全部低于40 %，且爐渣狀態(tài)反應確實(shí)爐溫偏停車(chē)，當時(shí)氣化爐內檢測爐溫的兩支熱偶均指示在高,則甲烷含量升100x10 操作;若Co含量連續24 h1 000 C左右,并且從氣化爐所排出渣形看,爐溫確實(shí)仍全部低于40 %.則再升100x10*操作,直至CO部不高。從工藝方面考慮,為了保證氣化爐順利排渣.必分數中國煤化工氣中Co含量連續須保障氣化爐爐溫高,爐溫高于煤灰熔點(diǎn)流動(dòng)溫度.使4hMHCNMHG200x10操作。觀(guān)察爐渣呈熔融液態(tài)才有利排渣,而增加爐溫會(huì )造成氣化4 h,Co含量仍全部超過(guò)46 %,則通知車(chē)間討論應對爐內部爐磚的燒損和磨蝕加劇,縮短爐磚使用時(shí)間。方案。留意煤灰熔點(diǎn)T,溫度的變化,若偏高則注意合(下接99頁(yè))第4期黃新會(huì )低變出口一氧化碳含 量超標原因分析及解決對策99行要求。但從長(cháng)遠來(lái)看,只能通過(guò)在低變觸媒項部裝填出版社, 1978.87-87.脫氯劑才能有效防止低變觸媒中毒,保證低變出口CO [2] 大連工學(xué)院,主編.袁一,曾憲龍,修訂、大型氨廠(chǎng) 合成氨生含量控制在指標范圍之內。產(chǎn)工藝[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1984.200- 200.0[3]大連工學(xué)院, 主編.袁一,曾憲龍,修訂,大型氨廠(chǎng)合成氨生產(chǎn)工藝[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1984.197-197.參考文獻:[1]大連工學(xué)院主編合成氨生產(chǎn) 工藝[M,北京:石油化學(xué)工業(yè)[4] 大連工學(xué)院, 主編.合成氨生產(chǎn)工藝[M],北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社, 1978.101-102.(上接第86頁(yè))成氣中CO含量的變化.爐渣狀態(tài)及排渣情況,發(fā)現異技 術(shù)改造等措施,系統達到了平穩運行,為企業(yè)創(chuàng )造了常及時(shí)調整甲烷含量操作。明顯的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。2.3技術(shù)改造從2007年投產(chǎn)以來(lái)，系統暴露出了許多問(wèn)題,但參考文獻:最主要問(wèn)題是氣化爐結渣問(wèn)題，通過(guò)對三臺氣化爐運(川 王紹亭,陳濤,主編.化工傳遞過(guò)程基礎[M].北京:化學(xué)工業(yè)行情況的摸索和總結,嘗試對氣化爐C爐進(jìn)行改造,主出版社,1987.11.要是擴大內通道,使渣和輻射廢鍋內壁不要直接接觸，[2] 賈紹義,柴誠敬，主編、化工傳質(zhì)與分離過(guò)程[M],北京:化學(xué)降低結渣的可能性,從試運行情況看,連續運行時(shí)間明工業(yè)出版社,2001[3] 姚玉英,主編.化工原理(新版)上、下冊[M],天津:天津大學(xué)顯增長(cháng).能夠連續運行20天。出版社199.8.總之,這套德士古廢鍋流程裝置,在一年多的生產(chǎn)運行實(shí)踐過(guò)程中,通過(guò)總結操作經(jīng)驗,優(yōu)化操作流程，中國煤化工MHCNMHG