Shell粉煤氣化爐堵渣處理與研究

第27卷第3期化工時(shí)刊Vol.27 ,No.32013年3月Chemical Industry TimesMar.3.2013doi:10. 3969/j. issn. 1002 - 154X.2012. 03. 008Shell粉煤氣化爐堵渣處理與研究宋金榮李海賓王軍(神華鄂爾多斯煤制油分公司煤氣化生產(chǎn)中心,內蒙古鄂爾多斯017209)摘要簡(jiǎn)要介紹了Shell粉煤氣化工藝的應用概況和渣系統的工藝流程,結合灰渣特性和氣化妒操作,對影響裝置長(cháng)周期運行的堵渣問(wèn)題進(jìn)行了研究。提出了堵渣現象的判斷方法,分析了堵渣發(fā)生的原因,從操作層面介紹了堵渣的處理方法,并對如何避免堵渣作了探討。關(guān)鍵詞shell煤氣化 堵渣灰渣特性爐溫煤質(zhì)Treatment and Study for Shell Pulverized Coal Gasifier Slag BlockageSong Jinrong Li Haibin W ang Jun( Coal Gasification Production Center of Shenhua Ordos CoalLiquefaction Branch Corporation ,Neimenggu Ordos 017209)Abstract Both application general situation of Shell Coal Gasification Process and slag system technologicalprocess was briefly introduced, while combining ash character and gasifer operation, slag blockage which affeced e-quipment' s long period operation was also studyed. The judgment method for slag blockage phenomenon was put for-ward and the cause for slag blockage was analysed. The treatment methed was recommended from the perspective ofoperation. It was discussed how to avoid slag blockage as well.Keywords Shell coal gasifcation process slag blockage ash character gasifer temperature coal quality我國能源的基本特點(diǎn)是:缺油、少氣、相對富煤。渣”的思想;李海賓等4]對渣的形成機理、渣的類(lèi)型煤氣化是實(shí)現煤炭綜合利用和潔凈煤技術(shù)的重要技和性質(zhì)進(jìn)行了說(shuō)明,指出爐溫控制對避免垮渣而堵渣術(shù)和主要手段,是發(fā)展現代煤化工、煤制油燃料煤氣的意義;張建法等[5]對模擬熔渣的流動(dòng)特性做了冷等工業(yè)化生產(chǎn)的龍頭“。Shell 干粉煤加壓氣化技術(shù)模實(shí)驗,提出部分熔渣在熱裙壁面的沉積是必然的;憑借其工藝指標先進(jìn)、安全環(huán)保性能好得到業(yè)界親盛新[°]指出劉二礦煤在氣化過(guò)程中生成大量鈣長(cháng)石睞,國內先后有19家單位累計引進(jìn)23套Shell煤氣晶體是氣化爐堵渣的主要原因;張冬梅(”]提出大渣化工藝(2]。隨著(zhù)國內在建項目的陸續完工和開(kāi)車(chē), .塊形成過(guò)程主要受煤中含鐵礦物和含鈣礦物的遷移Shell煤氣化工藝在經(jīng)歷艱難探索和不斷改進(jìn)后,有轉化控制。本文結合Shell 煤氣化渣系統的工藝流程數家單位先后實(shí)現了百日運行常態(tài)化,并不斷更新著(zhù)和運行情況,從操作層面對堵渣的判斷分析、處理和單爐高負荷連續運行的紀錄,但仍有一些瓶頸問(wèn)題影預防作了詳細討論。響Shell煤氣化裝置的長(cháng)周期運行，氣化爐堵渣問(wèn)題1L渣系統工藝流程簡(jiǎn)介就是其中之一。.貢文政等”研究了氣化爐內火焰溫度、壁溫、循從磨煤干燥系統來(lái)的煤粉,經(jīng)加壓輸送至煤燒環(huán)水量等因素對結渣特性的影響,驗證了“以渣抗嘴,與氧氣、蒸氣古冼旨兒種1201內,在壓力中國煤化工收稿日期:2013 -02 -28作者簡(jiǎn)介:宋金榮( 1983 ~) ,男,碩士生,助工,研究方向為煤炭清潔轉化與利用,E - mail: songJYHCNMHG一27-..宋金榮等Shell 粉煤氣化爐堵渣處理與研究2013.Vol.27,No.3化工時(shí)刊(3)渣收集器管表溫度下降:當發(fā)生垮渣時(shí),熾.池,細渣和煤粉在V1402錐部沉積、堆實(shí)造成堵塞。熱的大渣塊掉進(jìn)渣收集器V1402, V1402管表溫度(3)排渣罐錐部堵渣:當細渣和未反應完全的煤14T10001將迅速升高;而當渣口縮小,進(jìn)入V1402的粉在收集器V1402錐部堆實(shí)、堵塞時(shí),排渣罐V1403渣量減小，14TI0001將逐漸降低;或者V1402錐部堵錐部稍后也容易發(fā)生同樣的堵塞。渣未有效處理,大量冷渣從V1402往上堆積不能排3.3處理方法出,147T0001也將逐漸降低;(1)渣口堵渣:首先解除13PDI0065HH/LL聯(lián)(4)循環(huán)水量下降:當收集器V1402錐部堵渣,鎖,然后對氣化爐提溫。適當提高氧煤比,或者根據渣池水循環(huán)泵P1401打量減小,噴淋水流量14F10002生產(chǎn)需要提高負荷,均有助于爐溫提升。當爐溫提高將降低;而當排渣罐V1403錐部堵渣,排水增壓泵后,渣口堆積的渣逐漸熔融掉進(jìn)渣池，由于粘度降低,P1402打量14F10003也將低于正常值;渣口處流動(dòng)性也得到加強, 13PD10065壓差也將恢復(5)渣口上下壓差上漲:正常工況下,渣口上下至正常值。必須注意的是,提高爐溫時(shí)不能過(guò)快,以壓力非常接近,13PDI0065為微負值。而當渣口縮小免渣口處垮渣堵塞V1402。甚至堵死時(shí),渣口上方壓力明顯高于下方, 13PD10065(2)收集器錐部堵渣:首先解除渣池液位急劇上漲,嚴重時(shí)觸及甚至超過(guò)+24KPa系統ESD 14L0001 HH/LL聯(lián)鎖和14PDIC0013/14PD10014 聯(lián)跳車(chē)值。鎖,然后采取.上頂下壓的方法消橋。上項:將V1402(6)排渣罐液位不降:當排渣罐V1403錐部堵與V1403隔離,用高壓工藝水將V1403充壓高于塞時(shí),打開(kāi)排渣閥其液位14L10007 無(wú)明顯下降。V14020.3~0.5MP,然后打開(kāi)14XV0010/3.2原因分析14XV0009, V1402/V1403連通,確認14PDIC0013/從Shell煤氣化裝置運行情況看，堵渣可能出現14PD1I004 恢復正常。下壓:將V1402 與V1403隔在渣口、V1402錐部和V1403錐部3個(gè)位置。離,V1403泄壓低于V1402約1.0MP,打開(kāi)(1)渣口堵渣:當氣化爐操作溫度偏低時(shí),渣的14XV0010/14XV0009, V1402/ V1403 連通,確認粘度增大、流動(dòng)性變差,在渣口處進(jìn)一步降溫后容易14PDIC0013/14PDI0014恢復正常。上述兩種方法可積聚,使得渣口縮小,嚴重時(shí)可能徹底堵塞。其原因單獨采用,也可交叉反復使用。是煤質(zhì)突然變化,比如灰熔點(diǎn)突然偏高,或者氣化爐(3)排渣罐錐部堵渣:首先將V1403 排渣切至臨水冷壁、燒嘴罩、燒嘴頭發(fā)生泄漏。尤其是氣化爐內時(shí)排渣線(xiàn),然后采取上頂下壓的方法消橋。上頂:對漏水時(shí),漏進(jìn)氣化爐的水吸收一部分顯熱變?yōu)檎魵猓?4XV0009/14XV0010 閥位做反信號。將V1403與水蒸氣還與煤中的碳反應生成一氧化碳和氫氣是吸T1401 隔離,用高壓工藝水對V1403錐部堆實(shí)的渣進(jìn)熱反應,雙重因素導致氣化爐溫度容易偏低,如果未行沖擊蓬松,充壓高于T1401 0.3 ~0.5 MP, 然后打適當提高氧煤比,長(cháng)時(shí)間低爐溫運行就容易堵塞渣開(kāi)14XV0016/14XV0015,由V1403液位14LI0007下降以及臨時(shí)排渣池有渣排出判斷消橋成功。下壓:(2)收集器錐部堵渣:低爐溫操作容易造成渣口V1403與T1401隔離,用氮氣對V1403充壓高于堆積,一.旦爐溫有較大波動(dòng),渣口的大渣塊就可能跨T1401 0. 3 ~ 0. 5 MP,然后打開(kāi)14XV0016/掉,而大渣塊因幾何尺寸大于收集器V1402錐部管14XV0015, 由V1403 液位14L10007下降以及臨時(shí)排徑而造成堵塞。高爐溫操作或者煤的灰熔點(diǎn)降低時(shí)，渣池有 渣排出判斷消橋成功。上述兩種 方法可單獨渣的粘度隨之降低,熔渣在掉進(jìn)渣池的過(guò)程中,形成采用,也可交叉反復使用。的液膜在爐內旋轉流場(chǎng)作用下破裂成液絲,液膜和液3.4 預防措施絲因氣流擾動(dòng)粘附到渣裙形成大渣塊,受重力作用和(1)原煤各項指標符合Shell煤氣化工藝對煤質(zhì)爐溫波動(dòng)影響,大渣塊跨落進(jìn)入V1402導致堵塞[5]。的要求 ,及時(shí)跟蹤煤質(zhì)變化,避免頻繁更換煤種。做還有一種情況是,氣化爐內漏水時(shí),爐溫偏低一方面好煤 質(zhì)分析，可采取配煤或加添加劑等調節手段,要導致激冷后的渣主要是細顆粒的結晶渣,另一方面造求灰分波動(dòng)中國煤化工C以?xún)?。成煤粉轉化率下降,一部分煤粉未完全反應進(jìn)人渣(2)根MYHCN M H G爐溫,-般要求-29一.