德士古煤氣化工藝氣管道堵塞的原因及處理方法

1、 德士古煤氣化工藝氣管道堵塞的原因及處理方法李波郭本陸(山東兗礦魯南化肥廠, 摘要, , 對A #氣化爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測, 效果顯著, 連續(xù)運(yùn)行, 關(guān)鍵詞收稿日期:2007212220。作者簡介:李波, 男,1972年出生, 山東濟(jì)寧人。助工、技師,1999年畢業(yè)于青島化工學(xué)院化工工藝專業(yè), 現(xiàn)在山東兗礦魯南化肥廠氣化分廠從事氣化爐技術(shù)管理工作, 廠長助理。聯(lián)系電話:063222362659; E 2mail :qhgyjsz1631com 。山東兗礦魯南化肥廠擁有3套德士古氣化裝置, 最近在3套裝置的運(yùn)行中出現(xiàn)了不同程度的工藝氣管線堵塞現(xiàn)象, 嚴(yán)重影響著系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行, 并且隨著時(shí)間的累積

2、, 這種現(xiàn)象日趨嚴(yán)重, 迫使裝置低負(fù)荷運(yùn)行。1裝置流程介紹氣化爐為一直立圓筒形鋼制耐壓容器, 爐膛內(nèi)壁襯以高質(zhì)量的耐火材料, 水煤漿通過噴嘴在高速氧氣流作用下破碎、霧化噴入氣化爐。氧氣和霧狀水煤漿在爐內(nèi)受到耐火襯里的高溫輻射作用, 生成以一氧化碳、氫氣、二氧化碳和水蒸氣為主要成分的濕煤氣及熔渣, 一起并流而下, 離開反應(yīng)區(qū), 進(jìn)入爐子底部激冷室水浴, 熔渣經(jīng)淬冷、固化后被截留在水中, 進(jìn)入排渣系統(tǒng)。工藝氣經(jīng)帶有方形補(bǔ)償器的工藝氣管線進(jìn)入后續(xù)洗滌系統(tǒng)。流程如圖1所示 。圖1氣化爐工藝流程2工藝氣管線不暢時(shí)的現(xiàn)象211堵塞時(shí)的現(xiàn)象1 文丘里壓差逐漸升高(最高至0142MPa ,在隨后的兩天時(shí)間內(nèi)文

3、丘里壓差下降, 氣化爐渣口壓差升高(最高至0165MPa 。2 鎖斗壓力升高, 在氣化爐運(yùn)行負(fù)荷率為90%、系統(tǒng)壓力215MPa 時(shí)(正常時(shí)217MPa , 鎖斗壓力已達(dá)到工藝指標(biāo)的高限值3110MPa 。同時(shí)鎖斗壓差升高到0145MPa , 達(dá)到鎖斗的安全聯(lián)鎖值, 鎖斗安全閥關(guān)閉, 自動(dòng)狀態(tài)下不能打開, 鎖斗無法進(jìn)行正常的自動(dòng)集渣運(yùn)行。為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行, 只能對系統(tǒng)進(jìn)行減負(fù)荷運(yùn)行。出現(xiàn)這種情況時(shí), 一般鎖斗壓差增長比較快, 增大到一定程度后又瞬間下降, 后又繼續(xù)增大, 這樣來回不停的反復(fù), 鎖斗壓力和系統(tǒng)壓力也隨之變化(見表1 。表1工藝氣管線不暢時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)變化趨勢煤漿流量/m 3h

4、 -1氣化爐出口壓力/MPa 洗滌塔出口壓力/MPa 兩者之差/MPa 鎖斗壓力/MPa 鎖斗壓差/MPa 氣化爐壓差/MPa21176 期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryJun 12008V ol 131N o 13 3 在處理氣化爐至洗滌塔的管線時(shí)發(fā)現(xiàn), 水平管線堵塞處氣體通道僅有100mm (運(yùn)行管線為Dn400mm 。212對系統(tǒng)的危害鎖斗壓力高, 縮短了設(shè)備使用壽命。鎖斗壓差高, 給系統(tǒng)留下重大安全隱患, 增加停車次數(shù)及檢修工作量; 氣化爐出口阻力大很容易造成爐內(nèi)內(nèi)件損壞; 氣體成分異常, 有效氣體成分降低, 醇氨產(chǎn)量降低; 系統(tǒng)

5、減負(fù)荷運(yùn)行, 能耗增加。3311種, , 加上3臺氣化爐運(yùn)行, 使用的北宿煤已不能滿足氣化用煤的供應(yīng)。目前情況下, 氣化摻燒其他煤種已勢在必行。通過對幾種煤種的對比, 采用摻燒一定比例神木煤。由于神木煤灰含量高, 最高灰分含量達(dá)到12%。煤中灰分含量高會(huì)導(dǎo)致比煤耗、比氧耗增大, 生產(chǎn)成本大幅度上升; 同時(shí), 灰分含量高, 熔融態(tài)灰渣對耐火材料沖刷、侵蝕、剝蝕就大, 縮短耐火材料使用壽命; 灰分含量高, 產(chǎn)生的爐渣相應(yīng)也多, 鎖斗系統(tǒng)排灰頻率高, 灰渣對系統(tǒng)的磨蝕加大, 并使系統(tǒng)沖壓、泄壓頻繁, 設(shè)備使用壽命縮短; 灰含量高會(huì)導(dǎo)致工藝氣中的飛灰增多, 工藝氣夾帶著飛灰通過方形補(bǔ)償器時(shí), 在彎頭處

6、與器壁發(fā)生碰撞, 使氣流速度減緩, 顆粒在水平管線上積聚, 從而造成工藝氣管道堵塞。312配煤種灰熔點(diǎn)對工藝氣管線堵塞的影響表2工藝氣管線出現(xiàn)阻力大時(shí)摻燒煤的分析數(shù)據(jù)%日期入爐煤漿灰分入爐煤漿揮發(fā)分入爐煤灰分121653213011132配煤種灰熔點(diǎn)相差較大,2007年7月2日神木煤灰熔點(diǎn)大于1350, 煤漿灰熔點(diǎn)1230。由于煤漿在爐內(nèi)是以霧化狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)的, 反應(yīng)時(shí)各煤粒是被氧氣隔離獨(dú)立的, 高灰熔點(diǎn)的煤量少,所以氣化爐的溫度操作以占較大部分的煤的灰熔點(diǎn)來操作(按煤漿的灰熔點(diǎn)+50100, 氣化爐的溫度在1330。由于神木煤的灰熔點(diǎn)較高, 煤燃燒后煤灰不是以熔融狀態(tài)進(jìn)入激冷室, 只能是飛灰

7、狀態(tài)存在, 這些飛灰的密度小, 容易被夾帶, 在負(fù)荷降低時(shí)沉積在工藝氣管道內(nèi), 造成堵塞(見表2 。313, 由于負(fù)荷增, 氧氣變化量遲于煤漿變, 所以氧氣流量沒有及時(shí)跟上, 爐溫較低氣化反應(yīng)速度降低, 造成煤漿燃燒不充分, 進(jìn)入激冷室形成飛灰。314慣性分離器的影響氣化爐內(nèi)的上升管、下降管和液位組成了一慣性分離器, 對工藝氣進(jìn)行除塵和降溫。激冷水的流量和爐內(nèi)的液位影響著分離器的除塵效果, 較低的激冷水流量和液位使分離器的分離效果大大下降, 造成工藝氣夾帶大量飛灰離開激冷室, 進(jìn)入工藝氣管線, 在管線內(nèi)沉淀, 后又在文丘里前氣體流速快速降低, 造成飛灰沉積, 使飛灰在工藝氣水平管線段沉積使管線

8、堵塞。315爐溫操作不穩(wěn)定爐溫較高會(huì)導(dǎo)致耐火材料加速分解、侵蝕, 在耐火磚表面不能形成穩(wěn)定的粘性保護(hù)層, 將加速耐火磚剝落, 且出現(xiàn)渣口變大, 氣化爐壓差下降, 煤漿的霧化效果變差, 煤粒反應(yīng)時(shí)間縮短, 發(fā)氣量降低。爐溫偏低會(huì)在耐火磚表面形成較厚的灰渣保護(hù)層, 而且越掛越多, 最終導(dǎo)致渣口變小, 鎖斗排渣困難。同時(shí)爐溫偏低氣化爐燃燒室內(nèi)氧化反應(yīng)不完全, 生成的工藝氣、融渣及未完全反應(yīng)的碳經(jīng)激冷后, 出氣化爐的工藝氣夾帶大量的懸浮在激冷水中未完全反應(yīng)的碳顆粒和細(xì)灰, 堆積在工藝氣出口管線, 造成工藝氣管線堵塞, 爐子阻力增大。316氣化配煤場地太小氣化配煤場地太小, 不利于氣化配煤, 容易出現(xiàn)配

9、煤不好灰熔點(diǎn)波動(dòng)的情況發(fā)生, 加上灰熔點(diǎn)分析滯后, 對氣化操作影響較大, 極易發(fā)生氣化爐渣堵及出口帶灰現(xiàn)象。317氣化爐的液位控制不穩(wěn)氣化爐的液位控制不穩(wěn), 水循環(huán)量小, 造成灰在氣化爐內(nèi)積聚, 工藝氣夾帶的飛灰增加。88 12008年第31卷 318現(xiàn)灰水沉降槽水平截面面積較小現(xiàn)灰水沉降槽水平截面面積較小, 沉降效果較差, 造成灰水中灰分含量較高, 灰分重新進(jìn)入氣化爐內(nèi)。319渣中帶絲從停車進(jìn)爐檢查看, 爐內(nèi)很多渣中帶絲。出現(xiàn)渣中帶絲, 說明渣口有堵的情況, 氣流通道減少, 流速增大, 將融渣吹出絲樣。原因主要由爐溫較高灰分變大引起, 使?fàn)t壁融渣大量下流或灰分增高, 融渣增加所致。煤灰在13

10、00中的主要成分有Al 2O 3、SiO 2、CaO 莫來石、長鈣石、類物質(zhì)。, SiO 2, , 經(jīng)激冷水冷卻后成為金亮(有的偏黃、有的偏白 的針狀和絲狀。4可采取的預(yù)防措施1 嚴(yán)把煤質(zhì)關(guān), 控制好煤的成分, 降低灰含量。進(jìn)一步進(jìn)行配煤實(shí)驗(yàn), 確認(rèn)最佳的配煤比例, 使原料配煤的灰熔點(diǎn)要接近, 最高值與最低值相差不能超過100。2 按照規(guī)定速率加減負(fù)荷, 禁止頻繁操作及加減負(fù)荷過快。3 穩(wěn)定氣化爐液位在215310m 之間。盡可能地加大激冷水量及文丘里噴射洗滌器的水量, 降低黑水固含量, 改善文丘里噴射洗滌器中固體顆粒的潤濕狀況, 提高除塵效率。4 做好煤質(zhì)分析工作, 使操作人員有可靠的操作依

11、據(jù), 統(tǒng)一操作, , 4。, 保, 減少再次進(jìn)入系統(tǒng)的灰6 對渣中可燃物分析應(yīng)采取新的取樣方法, 對粗渣和細(xì)渣中的碳含量分類進(jìn)行分析, 判斷碳轉(zhuǎn)化率的高低, 并對氣化爐的燃燒狀況進(jìn)行調(diào)整。7 加大技改力度, 在工藝氣出口管線增設(shè)沖洗水噴淋環(huán), 保證管壁浮灰不在此積聚。5結(jié)語通過對原料、工藝、設(shè)備的改進(jìn), 逐步解決了氣化爐工藝氣出口阻力大的問題, 并在高灰分條件下經(jīng)過對A #氣化爐的運(yùn)行監(jiān)測, 效果顯著,A #氣化爐連續(xù)運(yùn)行153d , 各項(xiàng)指標(biāo)均在控制范圍內(nèi)。REASONS FOR B LOCKING OF TEXACO COAL GASIFICATIONPROCESS GAS TUBES A

12、N D TREATING METH ODSLi Bo , G uo B enlu and Zhang Yanqun(Shandong Yankuang Lunan Chemical Fertilizer Plant , Tengzhou , 277527Abstract Aimed at the blocking of T exaco coal gasification process gas tubes , analyzed the reas ons , and took preventive measures 1The operation of A #gasifier was m onitored after treatment , and the result is obvious 1A #gasifier operated for 153days , with each specification in the controlled range 1K ey w ords :coal