煤漿粒度分布對氣化系統的影響

第3期中氮肥No.32016年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2016甲醇及下游產(chǎn)品煤漿粒度分布對氣化系統的影響楊路(寧波中金石化有限公司，浙江鎮海315200)[摘要]煤漿粒度分布合適與否不僅影響到煤漿濃度，還會(huì )對霧化效果、熔渣的形成、系統的水質(zhì)等產(chǎn)生影響。結合生產(chǎn)實(shí)際闡述煤漿粒度偏離工藝指標時(shí)系統的波動(dòng)狀況，進(jìn)而分析煤漿粒度分布對氣化裝置的影響，以期為同類(lèi)型裝置的穩定運行提供一-定的參考和幫助。[關(guān)鍵詞]水煤漿氣化裝置;石油焦;煤漿粒度分布;霧化效果;渣樣形成;細灰含量;影響[中圖分類(lèi)號] TQ 546.8 [文獻標志碼] B [文章編號] 1004 -9932(2016)03 -0056 -03談及煤漿粒度分布，一般都是考慮煤漿粒度含水量特別大，無(wú)法外運，造成現場(chǎng)環(huán)境較差。分布對水煤漿濃度的影響，而我公司氣化裝置采表1給出了我公司與其他廠(chǎng)家實(shí)際煤漿粒度分布用對置式多噴嘴水煤漿加壓氣化工藝，以石油焦情況的對比。和原煤按一定比例配成水焦漿作為原料，煤漿粒表1各廠(chǎng)家實(shí)際煤漿 粒度分布情況對比度分布嚴重偏離設計指標，其主要表現為325目單位名稱(chēng)8目14目 40日 80日 200日 325 目.占比過(guò)高，指標要求在25% ~35%，實(shí)際達到寧波中金100 100 10086.9078. 30了78. 3%，對氣化裝置產(chǎn)生了較大的影響，造新能鳳凰100 99.7 93. 80一64. 2136. 25成渣中殘炭升高，由正常的2%升至10%，系統兗礦榆林100 100 94.02 78.64 54.57 40. 46運行經(jīng)濟性下降;同時(shí)，黑水含固量升高，灰渣陜西興化10000 95.0553.44 42.38注:“一”指該項目未做，但不影響總體的粒度分布;寧波[收稿日期] 2015-11-05[修稿日期] 2015-11-12中金8目、14目、40目、200目、325目煤漿粒度分布指標值[作者簡(jiǎn)介]楊路(1989- +) ,男,助理工程師,技師。分別為100%、100%、 90% -95%、60% -70%、25% -35%。相對應的閃蒸溫度與壓力,最終通過(guò)熔融泵送至前在尿液新鮮室內加注液位達5%的水)，之后造粒塔造粒得到顆粒尿素。啟動(dòng)尿液中轉泵將尿素溶液送人尿液事故室進(jìn)行方式二:打開(kāi)閃蒸分離器下液的第二截止置換。尿素溶液濃度合格后，部分送人尿液緩沖閥，關(guān)閉去一段蒸發(fā)閃蒸加熱器的第一截止閥，槽，用來(lái)配制UAN;另部分送人一段蒸發(fā)閃蒸通過(guò)閃蒸加熱器和壓力調節閥來(lái)控制閃蒸分離器加熱器， 通過(guò)第一調節 閥來(lái)控制進(jìn)入- - 段蒸發(fā)閃內的溫度為102 C、壓力為-28 kPa;進(jìn)入尿液蒸加熱器的量，并根據系統的負荷來(lái)調節- -段、新鮮室的尿素溶液通過(guò)尿液中轉泵送至- - 段蒸發(fā)二 二段蒸發(fā)的真空度和壓力，最后通過(guò)熔融泵送至閃蒸加熱器，用第一-調節閥控制進(jìn)人蒸發(fā)造粒系統的尿素溶液流量，最后通過(guò)熔融泵送至造粒塔4結束語(yǔ)造粒得到顆粒尿素。3.3聯(lián)產(chǎn)顆粒尿素和UAN液態(tài)尿素技改后的裝置于2014年7月7日正式投產(chǎn)，打開(kāi)閃蒸分離器下液的截止閥，關(guān)閉去- -段通 過(guò)不斷摸索和總結經(jīng)驗，目前裝置已能穩定生蒸發(fā)閃蒸加熱器的第一截止閥， 通過(guò)閃蒸加熱器產(chǎn)， 1 a多來(lái)已生產(chǎn)出多批次合格的UAN產(chǎn)品并和壓力調節閥來(lái)控制閃蒸分離器內的溫度為102出口至美國及加拿大等國，為公司創(chuàng )造了較好的C、壓力為-18 kPa。閃蒸后的尿素溶液在重力經(jīng)濟效益，為公司渡難關(guān)、戰危機做出了巨大的的作用下進(jìn)入尿液新鮮室( 為防止破真空，提貢獻。第3期楊路:煤漿粒度分布對氣化系統的影響的煤種有利于在氣化爐爐壁上形成掛渣，保護耐1煤漿粒度分布對氣化 反應的影響火磚;二是如果不摻燒灰分高的煤種，石油焦中對于燒嘴霧化效果而言，只有合適的煤漿粒的鎳元索會(huì )加速耐火磚的侵蝕，直接對氣化爐耐度分布才能獲得理想的霧化效果，霧化效果好在火磚產(chǎn)生剝離作用，導致耐火磚呈塊狀脫落。由系統上會(huì )體現為能耗低、渣樣分布均勻、發(fā)氣量于石油焦的性質(zhì)很不穩定，特別是當前石油焦摻大。如果粗顆粒煤漿占比高，則氧氣與煤漿的接燒的比例波動(dòng)大，對于水煤漿氣化裝置而言，這觸面積較小，導致粗渣中殘炭過(guò)高;同時(shí)，粗顆種狀態(tài)是相當危險的?？偨Y運行經(jīng)驗得出結論，粒煤漿在重力的作用下在氣化爐內停留時(shí)間相對在原料配比上，2種煤種(原料)的灰熔點(diǎn)差值較短，燒嘴處氧煤比不合適，還易導致燒嘴處超應盡量小于100 C。另外，我公司氣化裝置在運溫。如果煤漿中細粒子過(guò)多，氧氣與煤漿接觸面行的過(guò)程中調節系統壓力以及負荷太過(guò)頻繁,氣積較大，便于氧氣和煤漿反應，可獲得較高的氣化爐耐 火磚在這種高溫差、高應力的情況下很容化效率，但細粒子過(guò)多又容易被水煤氣夾帶，導易形成塊狀脫落。致其未反應就直接離開(kāi)氣化爐。雖然細粒子氣化有資料表明，煤粒粒度對煤灰在耐火材料表反應時(shí)間較短，但由于我公司氣化裝置壓力較面碰撞率的影響也很大。粒度大的易在耐火磚的低，會(huì )將此現象放大，即單位時(shí)間內離開(kāi)氣化爐表面上碰撞，形成渣膜，從而對耐火磚形成保的細粒子增多。因此，適宜的煤漿粒度分布才有護， 而細粒子則不容易在耐火磚的壁面上沉積而利于獲得較高的氣化效率。形成渣膜，且細粒子更易形成飛灰?jiàn)A帶。我公司氣化爐內細灰的分布為燒嘴往下逐漸升高的氣化裝置摻燒的石油焦的性質(zhì)變化較大(石油趨勢，細粒子越多，離開(kāi)氣化爐的細灰就越多。焦的灰熔點(diǎn)變化較大)，即當灰熔點(diǎn)升高時(shí)氣化由于我公司氣化裝置是以石油焦和原煤按--定比爐進(jìn)行提溫操作，易使氣化爐內的磚縫形成氣流例配成水焦漿，而石油焦的反應活性差，即石油短路造成耐火磚的磚縫竄氣。氣化爐爐內向火面焦很難著(zhù)火，氣化爐內存在一次反應區和二次反耐火磚熔渣沉積的過(guò)程是--.個(gè)相對緩慢的過(guò)程，應區。一次反應區主要以生成CO2為主，此處首先是有反應/燃燒的灰渣在耐火磚表面上形成為放熱反應;而我公司氣化裝置使用的原料之一沉積附著(zhù)， 然后其厚度會(huì )逐漸增加，其熱阻隨之一-石油焦反應活性低，不利于氣化反應，使得:增大，渣層表面溫度升高，大部分煤灰顆粒處于-次反應區大大延長(cháng)，即火焰變得更長(cháng)，炭的反變形 溫度以上并粘附在渣層上，渣層厚度逐漸增應主要集中在二次反應區，即生產(chǎn)(CO +H2)加 直至其表面溫度達到使其液化時(shí)，渣層的厚度主要靠的是二次反應區，而由于二次反應區空間達到動(dòng)態(tài)平衡，即業(yè)內所說(shuō)的以渣抗渣。6.5減少，導致渣中殘炭升高。正常情況下，- -次反MPa水煤漿氣化爐水煤氣在氣化爐內的表觀(guān)流速應區和二次反應區是特定的，而燒嘴霧化效果差為0.96 m/s，我公司氣化裝置為1.46 m/s,接以及燒嘴物料不平衡均會(huì )改變反應區。我公司前近前值的1.5倍，表觀(guān)流速過(guò)快致使燃燒反應過(guò)期運行實(shí)踐表明，同樣的負荷，摻燒石油焦的比后的灰渣很難在耐火磚上形成掛渣。而我公司氣例增加，渣中殘炭升高，渣量變大，這便是印化裝置使用的原料為特低灰煤摻燒石油焦，這也證。正常情況下，氣化爐靠近渣口處的測溫點(diǎn)所在很大程度上制約了掛渣的形成。水煤氣在氣化測溫度屬于二次反應區的末端，而我公司氣化裝爐內的表觀(guān)流速對爐壁上掛渣產(chǎn)生的影響，通過(guò)置溫度顯示波動(dòng)大且低，表明該處二次反應劇烈。顆粒沉降速度計算公式可得知，當氣化爐的生產(chǎn)因此，不管是燒嘴霧化效果，還是細粒子對能力低、氣化壓力高時(shí)，水煤氣的實(shí)際流速小，反應區的影響，煤漿粒度分布中325目占比過(guò)高隨著(zhù)水煤氣流速的減小，被帶出氣化爐的顆粒粒均對渣中殘炭率升高起到了決定性的作用。度小，顆?？値С隽繙p少。2原料煤灰分及煤漿粒度分布對掛渣的影響3煤漿粒度分布對渣樣形成的影響在摻燒石油焦的過(guò)程中應盡可能使用灰分相氣化爐灰渣作為氣化的產(chǎn)物，其形態(tài)也可以對高點(diǎn)的煤種(例如煙煤)，一是因為灰分較高表征氣化爐運行是否正常。爐溫高的時(shí)候球形渣，58.中氮肥第3期占比增多，而球形渣主要是溫度較高、流動(dòng)性較合器處集聚的并不是重量相對較輕的燃燒過(guò)后的強的液態(tài)渣在渣口處呈滴狀落下而形成的。渣中細灰，反而是燃燒不完全的殘炭，由于粒度過(guò)的細渣則主要是煤粉燃燒后的渣沒(méi)有團聚而隨煤小，燃燒過(guò)后的細灰渣不容易團聚，形成較大的氣直接進(jìn)入激冷室而形成?；翌w粒繼而形成沉淀，從而導致氣化系統黑水中水煤漿氣化裝置的粗渣一般粒徑在5 mm以含固量升高。由于殘炭高的細灰很難進(jìn)行沉降分上，而我公司氣化裝置粗渣的粒徑基本處于2~離，在水中呈懸浮狀態(tài)，而黑水循環(huán)泵的進(jìn)口高3 mm，且琉璃狀渣較少，主要原因在于其粒度于水洗塔的黑水出口，這樣相當于水洗塔內的細過(guò)小很難團聚而形成球狀渣。由渣樣不難看出，灰又返回氣化爐內。目前裝置負荷較低，如果加由于煤漿中的細粒子較多，與同類(lèi)型裝置形成的到100%的負荷，采用粒度分布過(guò)細的煤漿會(huì )造渣樣偏差太大，過(guò)多的細灰，導致灰渣含水量過(guò)成氣化爐帶水，即氣化爐的液位會(huì )逐漸下降，其大，難以外運，現場(chǎng)環(huán)境較差，且灰中殘炭高。后是氣化爐的液位很難控制，而氣化爐液位過(guò)低4煤漿粒度分布偏差過(guò)大對系統水質(zhì)的影響又導致氣化爐激冷室的黑水濃度升高，單位時(shí)間內帶出氣化爐的細灰增加很多，由于黑水是循環(huán)氣化裝置在設計時(shí)氣化爐黑水含固量利用的，最終會(huì )導致氣化爐內的黑水水質(zhì)變得越1.5%，旋風(fēng)分離器黑水含固量1.5%，水洗塔來(lái)越差。很多水煤漿氣化裝置出現過(guò)因氣化爐帶黑水含固量1.0%。實(shí)際上水洗塔出口黑水含固水而導致的系統停車(chē)。量2.31%;由于未對旋風(fēng)分離器黑水作分析，氣化爐內碳轉化率偏低，導致氣化爐燃燒室通過(guò)現場(chǎng)取樣對比發(fā)現，旋風(fēng)分離器黑水含固量排出的渣中可燃物含量高，造成黑水系統中含有約為水洗塔黑水含固量的1.5~2.0倍，即當前較多的細煤顆粒，由于煤粒本身具有黏性，黑水旋風(fēng)分離器和水洗塔的工作狀態(tài)是正常的，旋風(fēng)黏度的增大造成黑水在管道內流速過(guò)低，增大了分離器和水洗塔的洗滌除塵效果是較好的，水煤管道內結垢的幾率。 煤漿中細粒子過(guò)多，燃燒后氣中夾帶的較多的細灰不是因洗滌效果差導致的。形成的超細灰也更多，對于旋風(fēng)分離器而言，水.并不僅僅是水質(zhì)差系統才會(huì )結垢。通過(guò)對旋煤氣中夾帶的超細灰是無(wú)法除去的，這加劇了水風(fēng)分離器混合器拆檢發(fā)現，其結垢的原因并不是煤氣帶灰。系統的堿度、硬度過(guò)高而導致的堿性結垢。其實(shí)控制黑水系統的水質(zhì)是-一個(gè)長(cháng)線(xiàn)工作，想要對于水煤漿氣化裝置而言，氣相管內是很少有結控 制好黑水水質(zhì)，需要從源頭上解決問(wèn)題:過(guò)多垢現象的，主要原因在于氣相流速較快。而我公的細粒子在積灰的過(guò)程中相當于“源”的作用司氣化裝置在拆檢后發(fā)現氣相管道內有大量的灰(類(lèi)似于珍珠的形成)，特別是在石油焦摻燒比例渣集聚，細灰在管壁上附著(zhù)后形成參差不齊的漩高時(shí)， 細粒子會(huì )集聚在管壁上，長(cháng)此以往，積灰渦，漩渦處氣相流速較低，系統運行周期越長(cháng)，速 率會(huì )成倍增加，最終將嚴重制約氣化裝置運行，灰渣集聚越多，前期運行中發(fā)現，摻燒石油焦比也就是說(shuō)，如果不改變煤漿粒度分布及石油焦的例增大后，旋風(fēng)分離器混合器壓差以日均1.5摻燒比例， 氣化裝置很難實(shí)現長(cháng)周期、穩定運行。kPa的速率增長(cháng)?？梢?jiàn)，我公司氣化裝置結垢的5結語(yǔ)原因為系統帶灰量較大，灰顆粒在流速較低處附著(zhù)在管壁上形成集聚，由于未反應的殘炭的黏度對于水煤漿氣化工藝而言，煤漿中細粒子增較大，特別是摻燒石油焦的情況下會(huì )加劇灰顆粒多，有利于氣化反應，但也容易形成夾帶，影響在管道粘附的幾率，從而導致管道結垢。氣化效率，造成產(chǎn)氣量下降，而且對渣的形成會(huì )對旋風(fēng)分離器混合器處的殘炭進(jìn)行分析，得產(chǎn)生一定的不良影響;同時(shí)，煤漿中細粒子增多出其殘炭為86% ( 也可以對混合器積灰采樣，會(huì )使系統的黑水水質(zhì)嚴重惡化。想要保證系統的進(jìn)一步作元素分析，因為煤灰分在各個(gè)部位有不長(cháng)周期、 穩定運行，就需要嚴格控制煤漿的粒度同的分布)。這表明，沒(méi)有霧化的或者是大部分分布。希望以上關(guān)于煤漿粒度分布對我公司氣化沒(méi)有霧化而反應的煤漿細顆粒比燃燒后的細灰的裝置影響的分析可為同類(lèi)型裝置的穩定運行提供粒度還要小，或者是相等的，從而造成夾帶?；?定的 參考和幫助。