德士古水煤漿加壓氣化說明

德士古水煤漿加壓氣化屬于先進的第二代煤氣化技術(shù)。爐型主要分為激冷型和廢熱鍋爐型，國內(nèi)引進的魯南、渭河、上海焦化、淮南等幾套德士古煤氣化裝置均采用激冷型氣化爐。從廠家運行的實際情況來看，都存在著合成氣偏流問題，現(xiàn)就此作簡明介紹，僅供有關技術(shù)人員和操作人員參考。1工藝過程簡述德士古水煤漿加壓氣化的基本工藝過程是用高壓煤漿泵將煤漿送入燒嘴，同時將來自空分的高壓氧也送入燒嘴，氧走燒嘴的外環(huán)隙和中心管，煤漿走內(nèi)環(huán)隙，二者一起由燒嘴噴入氣化爐中，充分混合霧化，在1350?1400°C溫度下進行氣化反應，生成的高溫合成氣和熔融渣一起流經(jīng)渣口，激冷環(huán)、下降管，進入激冷室的激冷水中。高溫合成氣和熔融渣與激冷水直接接觸激冷，激冷的目的是將高溫氣體直接冷卻到該壓力下的飽和蒸汽溫度，將熔融渣冷卻后沉積，實現(xiàn)氣渣分離。分離出的渣經(jīng)破渣機，通過鎖斗定期排入渣池，由撈渣機撈出裝車外運。激冷水是由激冷水泵從洗滌塔抽出，送入激冷環(huán)，并沿下降管內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)均勻分布下流。激冷水在下降管內(nèi)壁形成的水膜，不僅避免高溫氣流及熔渣與下降管內(nèi)壁直接接觸而保護下降管，同時也逐漸降低氣體溫度。在激冷水中激冷后的合成氣沿下降管和上升管的環(huán)隙空間均勻鼓泡上升，出激冷室后，經(jīng)文丘里洗滌器和洗滌塔進一步降溫除塵，再送往CO變換。sunyunfeng（站內(nèi)聯(lián)系ta）淺談德士古氣化爐穩(wěn)定運行的要點摘要：結(jié)合渭化德士古氣化裝置運行實際情況，從加強原料煤質(zhì)量管理，選擇適當?shù)牟僮鳒囟群妥ズ脗錉t工作等3方面論述了德士古氣化爐穩(wěn)定運行的要點。關鍵詞：德士古煤氣化爐穩(wěn)定運行要點我廠德士古水煤漿氣化裝置是目前國內(nèi)運行中壓力等級最高的一套裝置，它的長周期穩(wěn)定運行，不僅可以使我集團公司的生產(chǎn)水平再上新臺階，同時也為我國的煤化工發(fā)展提供有益借鑒。結(jié)合我公司實際運行情況及本人多年操作經(jīng)驗，僅就德士古氣化爐穩(wěn)定運行的要點淺談一下筆者的看法。1.加強原料煤的質(zhì)量管理，提高煤漿濃度為了進一步提高氣化爐的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)氣化爐長周期，安全穩(wěn)定運行，并達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗之目的。首先要加強煤的質(zhì)量管理，固定碳、化學活性、機械強度、熱穩(wěn)定性、灰熔點等指標入廠前要嚴格把關，力求提高；盡量降低硫份、灰分等雜質(zhì)的含量。把灰分的含量作為重點來抓，灰分應盡可能的低。同時做好煤漿的制備工作，穩(wěn)定煤漿濃度，并盡可能的提高煤漿濃度。加強煤的質(zhì)量管理之所以將灰分作為重點，主要從以下幾方面考慮：首先，灰分直接影響煤中的有效成分，進而影響煤氣化的效率。實踐證明，灰分增高1%，在入爐煤漿量同樣情況下，生產(chǎn)能力下降約1.8%，這樣將嚴重制約我裝置的高負荷運行。其次，灰分中以Si02為主，依據(jù)我們廠多年的原料煤分析情況，灰分高時，煤中煤矸石就多，SiO2就高，這樣導致煤灰中Ca0+Fe203+Mg0/Si02+AL203比值降低，而該酸堿比直接與灰的粘度和灰熔點有關，每當灰分升高時，我們爐溫被迫提高，以保證渣能順利排出，這樣，勢必增加氧耗，降低耐火磚的使用壽命，影響公司的經(jīng)濟效益。再之，灰分高，灰中SiO2高，在細灰中含有大量砂粒狀顆粒，這種顆粒堅硬，易沉降，管道易磨損甚至刺漏，或者沉降堵塞管道。過去使用黃陵煤時，灰分高，管道磨蝕嚴重，有時需要停車處理，直接影響氣化爐的正常運行。最后，灰分高時，運輸費用增加，如購進碳含量為80%的煤，就比購進碳含量為70%的煤少運來了10%的廢渣，運費自然也就降低了10%。同時，排渣的運輸費用和渣的堆積費用隨之增加，對降低生產(chǎn)成本都是不利的。煤的管理要以服務生產(chǎn)為宗旨，嚴把煤的入廠質(zhì)量關，盡量降低煤中灰分的含量。我公司改用華亭煤后，灰熔點較以前降了很多，現(xiàn)在一般維持在1250°C，添加助溶劑后降到1150C?1180C，從運行情況來看，氧耗降低，爐磚使用壽命明顯增長，現(xiàn)已達19000hr，還可繼續(xù)運行2000hr以上。維護費用降低，生產(chǎn)成本也降低許多。因此對我公司來說，應把灰分作為重點來抓，注意其變化情況，為氣化爐操作提供參考。1.2.煤漿的制備在煤漿的制備過程中，要穩(wěn)定磨煤機的操作，并盡可能提高煤漿的濃度。優(yōu)化配比。根據(jù)煤的粒度分布及可磨指數(shù)來決定磨煤機的粗細棒配比，以達到最優(yōu)的煤漿粒度分布，從而保證較高的煤漿濃度。選擇合適的工藝條件（煤和水的比例），調(diào)配最佳粒度和粒度分布是制備具有良好流動性和較為穩(wěn)定的高濃度水煤漿的關鍵。運行一定時間后，對磨煤機的粗細棒的磨損情況及煤漿粒度分布作以比較分析，決定是否補充磨煤機的棒量。選擇高質(zhì)量的添加劑添加劑在水中具有分散作用，可以降低煤粒表面的親水性能和荷電量。適宜的添加劑能降低煤粒表面的水化膜和粒子間的作用力，進而改變煤漿的流動性，且煤漿的粒度越細，效果越明顯。根據(jù)煤的性質(zhì)選擇合適的添加劑及添加劑的加入量。加入量過小，煤漿粘度增大，不利泵的輸送；加入量過大，添加劑費用將很高，應該通過實驗來確定添加劑的最佳加入量。減少磨煤機停車次數(shù)，平穩(wěn)操作。在磨煤機運行過程中，盡量減少磨煤機的停車次數(shù)，否則會因為用水沖洗管線而引起煤漿濃度的降低。在磨煤機操作過程中，多留意磨煤機的功率及磨煤機出口槽攪拌器電流的變化。操作熟練時，可以依此來判斷煤漿的濃度變化，從而可以及時調(diào)整，以保證較高的煤漿濃度。在現(xiàn)場磨機維護中，盡可能減少沖洗磨煤機滾筒篩的次數(shù)，以減少直接沖入煤漿槽的水，這樣更有利于保持煤漿的高濃度。在我公司氣化用煤改為華亭煤后，經(jīng)過大家的共同努力，完全可以將煤漿的濃度控制到61%以上。出現(xiàn)跑漿的情況下，應該首先確認跑漿的原因，而不應該只是通過減煤或者加水來處理。在不跑煤漿的前提下，盡可能的提高煤漿濃度，為氣化提供高質(zhì)量的煤漿。選擇合適的操作溫度是長穩(wěn)優(yōu)運行的保障氣化溫度的選擇原則是在保證液態(tài)排渣的情況下，盡可能選擇較低的溫度。具體的確定方法是使液態(tài)渣的粘度略低于250CP,即為最適宜的操作溫度。在氣化爐的運行過程中，操作溫度的控制顯得特別重要，它直接關系到氣化爐能否長周期穩(wěn)定運行，只要解決好氣化爐的溫度問題，Texaco煤氣化的主要問題就解決了。在實際的操作中，由于個人能力的差別，以及業(yè)務水平的高低各不相同，決定了在控制溫度問題的過程中有很大的差別。因此，爐溫的控制時高時低，嚴重影響了氣化爐的穩(wěn)定運行。爐溫的控制，主要是通過調(diào)節(jié)氧煤比來實現(xiàn)。在操作過程中，氧煤比過高，系統(tǒng)熱負荷增加，有效氣成分下降，CO2含量升高；另外，氣化溫度過高，耐火材料腐蝕加劇，影響或縮短了耐火材料的使用壽命，甚至燒壞耐火襯里。實踐證明，氣化爐運行溫度升高50°C，持續(xù)3?5天，爐磚壽命明顯減少，甚至出現(xiàn)脫落，裂縫等嚴重后果，嚴重將引起爐壁超溫，導致停車。氧煤比太低,爐溫就低，渣口縮小，氣化爐壓差增大，運行就變得不穩(wěn)定，操作難度增加，同時，細灰含量增加，灰水處理系統(tǒng)負荷增加，從而導致整個氣化水系統(tǒng)工況惡化，不利于氣化爐的長周期穩(wěn)定運行。實際操作過程中，主要從以下幾方面來確定爐溫的高低。溫度在氣化爐溫度計指示準確情況下，我們將顯示溫度與FT溫度相比較，盡可能的使操作溫度靠近FT溫度。運行24小時，觀察是否一切正常，再決定是否做相應調(diào)整?？垂に嚉獾某煞肿兓厔?。在H2、CH4、CO、CO2四個在線分析表中，H2的成分相對穩(wěn)定，如果它的含量變化較大，表明爐溫的變化較大，必須及時調(diào)整，H2的變化不能超過1%。用CO、CO2的變化關系來調(diào)節(jié)爐溫也是可行的，操作中應以CO2為主要控制指標。該指標與煤種及煤漿濃度有關，我們一般控制在18?21%。而用CH4的含量變化來觀察爐溫的變化趨勢，依據(jù)我多年的操作經(jīng)驗，針對華亭煤CH4控制在400?800ppm,操作穩(wěn)定，效果最優(yōu)。看渣渣是氣化爐的產(chǎn)物，最直觀地反映出氣化爐溫度的高低，正常粗渣大小在5?8mm,此類渣占總量7%?8%是正常的,這表明爐溫正好合適，應該保持此狀態(tài)。如果粒度變小，大顆粒減少，則說明爐溫偏高，應減少氧煤比；如果粒度變大，大顆粒增加，則說明爐溫偏低，應加大氧煤比，調(diào)節(jié)爐溫。如果有針狀渣，表明渣口縮小，因渣流速過大造成，可適當提高爐溫，緩慢熔渣，恢復渣口，這個過程不能太急，而且，加氧要多次少量，避免造成渣口再次減小，因為這時排渣量加大。氣化爐壓差只要氣化爐運行平穩(wěn)，爐溫合理，壓差就維持平衡。如果爐溫偏低，渣口就變小，壓差增大，氣體成分也就發(fā)生很大的變化。在操作中，減少氧煤比后，短時間內(nèi)壓差幾乎不變，但6小時以后，壓差就開始逐漸增大，為以后的運行留下隱患。在氣化爐運行過程中，判斷氧煤比是否合適，爐溫是否合理，這4個方面要結(jié)合起來，不可片面的下結(jié)論來確定氧煤比的高低。筆者認為，當我們知道煤漿的成分及煤的灰熔點以后，我們應該有一個確定的操作溫度。最起碼在一定的時間內(nèi)應該有一個確定的比較小的溫度范圍。也就是說在一定的時間內(nèi)有一個固定的氧煤比。結(jié)合我廠實際，在現(xiàn)有煤種情況下，氧煤比控制在490?495Nm3/m3是比較合適的。3抓好備爐工作是長穩(wěn)優(yōu)運行的關鍵在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，氣化工況日趨穩(wěn)定，形勢一片大好。但是，我們千萬不能疏忽大意，在以前的生產(chǎn)中，管道刺漏，排渣不暢，氣化爐帶水等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，現(xiàn)在明顯減少了，但是還會有新的問題出現(xiàn)。在穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，想想有可能發(fā)生的事情，我們應該怎樣處理，怎樣操作。多想想，多看看，穩(wěn)定生產(chǎn)，優(yōu)化操作。在氣化爐的備爐過程中，管線沖洗、爐內(nèi)積渣清理、機泵檢修、爐磚檢查、碳洗塔塔盤的定期檢查、清理等工作應確保萬無一失，為氣化的長周期穩(wěn)定運行創(chuàng)造條件，也可以為技術(shù)改造提供參考。隨著時間的推移，設備的磨損日趨加劇，我們在操作過程中，考慮的應該更多，想的應該更長遠。兩開一備系統(tǒng)的備爐工作顯得特別重要，車間在氣化爐的備爐工作中，嚴格控制備爐時間，在最短的時間內(nèi)完成所有的工作。表1氣化爐備爐時間、工作一覽表工作項備爐時間目備爐時間氣化爐停車后處理完成，降溫時間。碳洗塔底部盲頭拆檢，過濾器拆檢接軟管，激冷水管線沖洗，過濾器復位。氣化爐灰水管線文丘里拆檢，管線清洗。48h拆人孔，分布器盲頭拆檢，沖洗。P1301泵的進出口閥拆檢。4h拆絲堵、短管，疏通清洗。爐內(nèi)積渣清理。復位絲堵、短管。儀表閥門的拆檢與調(diào)校。14h氣化爐水分布試驗，無漏點后拆架子，復位人孔。架升溫燒嘴。6hLPG升溫，升到600°C后換柴油，啟動H1301,升到850C開始恒溫。24h碳洗塔塔盤的定期檢查及清洗和其他定期檢查項目備爐的所有工作在96小時內(nèi)完成。我想，抓好這幾項工作，無疑對我廠氣化爐的長周期穩(wěn)定運行是大有好處的。只要我們堅持不懈、一如既往的做好這幾項工作，德士古煤氣化裝置不但可以長周期穩(wěn)定運行，而且可以節(jié)省氧氣，降低煤耗，為公司的增產(chǎn)增效再立新功。只有做好這幾項工作，使裝置優(yōu)質(zhì)高效運行，才能充分體現(xiàn)德士古煤氣化這一技術(shù)的先進性、可靠性、經(jīng)濟性，為煤氣化技術(shù)的推廣奠定基礎。gooyue(站內(nèi)聯(lián)系ta)德士古水煤漿氣化工藝對煤質(zhì)的要求是較嚴格的。原料煤的選用應遵循如下原則:原料煤的供應要求穩(wěn)定可靠。如煤的來源是多礦井供應，煤質(zhì)變化大或不穩(wěn)定、關鍵指標難以控制時，就不能保障水煤漿氣化裝置的平穩(wěn)運行，不能選做原料煤。灰熔點要低。要求灰熔點小于1250°C因為氣化爐溫度要高于灰熔點100?150C才能保持正常工藝指標?；曳莺恳?。一般情況下灰份含量低于15%(包括加入助熔劑CaO后)，最好低于?；液扛?，易堵塞灰水管道。另外灰每增加1%,氧耗增加0.7%?0.8%，煤耗增加1.3%?1.5%。化學活性要好。活性好是一個綜合指標，一般揮發(fā)份高的煤活性好，才能獲得較高的碳轉(zhuǎn)化率，降低氧耗，一般要求煤中揮發(fā)份大于。從表6也可看出，用做水煤漿氣化的煤種其揮發(fā)份都在30%以上。gooyue(站內(nèi)聯(lián)系TA)德士古水煤漿加壓氣化工藝技術(shù)相對于傳統(tǒng)的固定床、流化床等氣化工藝，具有如下優(yōu)點：煤種適應性廣。德士古氣化工藝可以利用次煙煤、煙煤、石油焦、煤加氫液化殘渣等。不受灰熔點限制灰熔點高可加助熔劑)，同時因煤最終要磨制成水煤漿故不受煤的塊度大小限制。原設計為河南義馬煤，但在近幾年煤炭市場緊俏的情況下，我們經(jīng)常摻燒山東、陜西等地的煤種，經(jīng)過局部的工藝調(diào)節(jié)，同樣能夠平穩(wěn)運行。連續(xù)生產(chǎn)性強。氣化爐的原料———煤漿、氧氣的生產(chǎn)是連續(xù)的，因此也就能夠連續(xù)不斷地進入氣化爐。排渣經(jīng)排渣系統(tǒng)固定程序控制，不需停車，氣化開停少，系統(tǒng)操作穩(wěn)定。迄今單爐連續(xù)穩(wěn)定運行最長已達天。氣化壓力高。氣化爐內(nèi)的高壓，首先是相同質(zhì)量的產(chǎn)品氣大幅度減小了比容積，提高了單爐產(chǎn)量；其次產(chǎn)品氣具有的高壓節(jié)省了煤氣壓縮所需要的能耗和費用。對于淮化公司4.0MPa級的氣化爐而言，僅在合成氣壓縮一項，年節(jié)約開支約合950萬元(根據(jù)單爐實際產(chǎn)干氣量34500Nm3/h、氣體平均分子量23、出爐壓力及市場電價折算而得)。對于壓力級別更高的氣化工藝而言，則收益更多。合成氣質(zhì)量好。國內(nèi)外已有的德士古水煤漿氣化工藝產(chǎn)品煤氣中有效成份(CO+H2)—般都在以上?；椿静捎玫牧x馬煤因成漿性較差，煤氣中±75%,CH4<0.1%,可作為生產(chǎn)氨、甲醇的原料氣，也可用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。氣化溫度高。氣化爐運行溫度一般在1100?C,提高了煤的碳轉(zhuǎn)化率。淮化公司氣化爐實際運行溫度在1370±30C左右，碳轉(zhuǎn)化率高達96%?98%以上；同時，高溫產(chǎn)生的熱能回收后生產(chǎn)蒸汽，能滿足其它工序的生產(chǎn)需要。安全性能好。由于德士古工藝采用濕法磨煤避免了干磨法中煤粉這一易燃易爆物質(zhì)給工業(yè)生產(chǎn)帶來的巨大安全隱患。德士古公司最初的設計為將原料煤干燥后磨制成煤粉，再進入混合槽調(diào)配成煤漿。1978年，前西德魯爾煤/魯爾化學公司在德國豪伯荷森建成一套工業(yè)性示范裝置，該裝置是在對德士古煤氣化法進一步研究的基礎上建成的，其相對于最初的德士古工藝兩大顯著特點就是將煤的干磨改為濕磨以及提供了比較完善的熱回收流程。（7）有利于環(huán)保。首先，德士古氣化工藝由于氣化爐內(nèi)溫度高，所以不生成焦油、酚等污染環(huán)境的副產(chǎn)物。廢水主要成份是含氰化合物，遠比煤焦產(chǎn)生的廢水易于處理；其次，氣化系統(tǒng)的水在本系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，外排廢水很少（在0.5t/tNH3以下），遠比其它氣化方法產(chǎn)生的廢水量少；第三，配制水煤漿時，可利用工廠排出的含大量有機物、較難生化處理的廢水。如淮化公司使用焦化含酚廢水16t/h,用于配制水煤漿，從而大幅度降低了因滿足環(huán)保要求而支出的廢水處理費用；第四，氣化爐渣為固態(tài)排放物，沒有飛灰等帶出，不污染環(huán)境，而且是良好的建筑材料。當然，德士古氣化工藝雖然與傳統(tǒng)的煤氣化工藝比較有諸多優(yōu)勢，但它并非完美無缺，需進一步改進的明顯不足有以下幾點：（1）制漿噪音大。煤在磨制（球磨、棒磨）成煤漿的過程中，由于磨料（鋼球、鋼棒）的相互碰撞，不可避免地產(chǎn)生噪音污染，一般制漿廠房的噪音都在95dB以上，給現(xiàn)場操作人員的身體健康帶來極為不利的影響。（2） 煤漿泵備件消耗高?；椿居糜诮o氣化爐送料的高壓煤漿泵，使用的是液壓隔膜泵。其主要備件隔膜及單向閥的使用壽命基本在4?6個月，其中單向閥每套價格在11500元左右，隔膜每只約8000元，每臺泵需用單向閥6套，隔膜3只，維護費用很高；并且到目前為止，該類備件完全依賴進口，購買周期長，給穩(wěn)定生產(chǎn)帶來隱患。（3） 水煤漿氣化氧耗高。德士古氣化爐氧耗一般都在400Nm3/1000Nm3（CO+H2）以上。為了降低氧耗，需選擇灰份低、灰熔點低的煤，且煤的成漿性要好，以便制得高濃度的煤漿，減少氣化爐內(nèi)氣化水而耗氧。當煤的灰份、灰熔點上升，成漿性能降低時，氧耗將大幅度提高，同時助熔劑、煤漿添加劑、爐磚的消耗也迅速上升降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。（4） 需備用熱源。德士古氣化爐投料時，其爐內(nèi)溫度必須在1000°C以上方可，這就要求本系統(tǒng)外有備用熱源設備，已經(jīng)超出了大部分工礦企業(yè)常規(guī)的水、氣、汽公用工程；另外，如果需要維持熱備用爐，其能耗是很大的，需煤氣150?1500Nm3/h、空氣150?1500Nm3/h及部分抽引蒸汽和冷卻水。（5） 氣化爐耐火材料壽命短。氣化爐耐火材料一般包括背襯磚、支撐磚及向火面磚。其中向火面磚的使用壽命是決定氣化爐能否長周期運行、降低生產(chǎn)成本的關鍵因素之一。在淮化公司新建“1830”的時候，世界上使用最多的是法國磚、奧地利磚及美國磚，進口到國內(nèi)一爐磚需要75萬美元（約合人民幣600萬元）,其使用壽命在1?1.5年左右。渭河化肥廠開車一年三臺氣化爐向火面磚即已全部更換