德士古氣化爐爐溫的判斷及調(diào)整要點(diǎn)

王雷(神華寧煤集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)公司甲醇分公司， 750004)

德士古氣化爐爐溫的判斷及調(diào)整要點(diǎn)

王雷(神華寧煤集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)公司甲醇分公司， 750004)

本文介紹了影響德士古水煤漿氣化爐溫度的因素、爐溫高低的判斷和控制方法、以及在實(shí)際生產(chǎn)中如何操作，對氣化爐平穩(wěn)長周期運(yùn)行提出了指導(dǎo)建議。

德士古；氣化爐爐溫控制；激冷流程

我裝置采用的是四噴嘴對置式水煤漿氣化德士古激冷流程，用于合成甲醇。該技術(shù)具有氣化爐結(jié)構(gòu)[1]簡單、水煤漿進(jìn)料易控制安全、單爐生產(chǎn)能力大等特點(diǎn)。多噴嘴對置式水煤漿氣化[2]成套技術(shù)還開發(fā)了其配套設(shè)備，包括預(yù)混式三流道長壽命高效氣化噴嘴，交叉流式激冷環(huán)水分布器；由混合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔組成的高效節(jié)能型煤氣初步凈化系統(tǒng)。

1 氣化爐溫度對氣化操作的影晌

由于德士古水煤漿加壓氣化采用液態(tài)排渣的方式，氣化反應(yīng)的操作溫度選擇高于煤的灰熔點(diǎn)50-100℃，這就要求在實(shí)際生產(chǎn)中煤種的變化特別是灰分及灰熔點(diǎn)的變化越小越好，否則容易造成超溫，進(jìn)而頻繁加減氧量或加減負(fù)荷操作，對爐磚和燒嘴蝕損加劇；而操作溫度太低又會造成渣口堵塞，造成被迫停車等問題。

2 氣化爐溫度的影響因素及處理方法

影響氣化爐溫度的主要因素見表1。

煤質(zhì)變好 煤質(zhì)采樣工業(yè)分析、灰熔點(diǎn)分析，同時(shí)進(jìn)行加氧操作。氣化爐溫度低水煤漿濃度高 聯(lián)系分析濃度，磨煤工段降低煤漿濃度。熱電偶原件壞 檢查熱電偶，必要時(shí)更換熱電偶。氧氣純度低(可能性小)聯(lián)系空分裝置作調(diào)整，控制氧氣純度大于99．6%。

3 爐溫高低的判斷依據(jù)[3]和調(diào)整要點(diǎn)

3.1 熱電偶指示

氣化爐上安裝有4支上下不對稱的，方向互成直角的測溫?zé)犭娕迹捎勉K銠合金，600-1500℃精度可達(dá)士4℃，正常情況下安裝4只熱電偶，可直觀的利用它們的變化趨勢綜合判斷爐溫高低，現(xiàn)由于氣化爐拱頂超溫將K磚處熱偶封堵，留其余三個(gè)可用。但有時(shí)上部溫度上漲，下部溫度下降，可猜測爐內(nèi)壁掛渣開始熔融，要多注意壓差和渣形。

3.2 工藝氣成分

水洗塔出口工藝氣成分也作為控制爐溫的參考，在煤氣化中CH4含量的高低能間接反映爐溫的變化，CH4含量高，氣化爐溫低；一般高于3000ppm，低于100ppm，參考價(jià)值都不大，控制在1000-2000ppm，爐溫變化明顯。根據(jù)煤質(zhì)不同，可以用CH4含量觀察爐溫變化趨勢。H2含量相對穩(wěn)定，爐溫高，H2含量減少，H2變化一般不超過1%；CO和CO2含量是互補(bǔ)關(guān)系，爐溫高，CO2漲CO降；反之亦然。但若CO和CO2相互交替增減，呈剪刀狀時(shí)，表明氣化爐運(yùn)行狀態(tài)混亂，有可能是渣口堵渣變窄，此時(shí)無法判定爐溫的高低，必須結(jié)合其他參數(shù)綜合判斷后，再作調(diào)整。

3.3 煤質(zhì)變化

煤質(zhì)灰熔點(diǎn)和灰分含量的變化，對氣化爐爐溫影響也比較大，出現(xiàn)類似情況應(yīng)果斷采取措施。若煤質(zhì)灰熔點(diǎn)變高，操作人員應(yīng)密切注意爐溫變化，發(fā)現(xiàn)爐溫開始下降，結(jié)合爐渣、氣體組分變化，果斷采取加氧操作，反之亦然(此種情況操作幅度可加大)。

3.4 氣化爐排渣的形狀和多少

爐渣是煤氣化的產(chǎn)物，它的形狀和多少能間接反映氣化爐的爐溫高低。正常生產(chǎn)中，顆粒渣占渣總量的40%-50%，理想的灰渣尺寸為φ6-8mm，表面圓滑有光澤有時(shí)摻雜30mm以上的大灰渣，表明爐溫合適。若粒度變小，可能爐溫偏高；大顆粒增多，可能爐溫偏低。要結(jié)合其他參數(shù)綜合判斷，是否要加減氧量。若出現(xiàn)很硬的大塊渣，說明爐體或渣口掛渣開始脫落，必須及時(shí)降溫。若渣內(nèi)有細(xì)長絲、胡子渣(這是因流速加快引起的拉絲)表明渣口縮小，可適當(dāng)提高爐溫緩慢熔渣。，連續(xù)全面監(jiān)測爐外壁溫度和壓差，判斷熔渣程度，以防止發(fā)生渣口堵塞嚴(yán)重。若認(rèn)為渣口縮小同時(shí)爐溫較高，此時(shí)就不能再提高爐溫，只能通過降低煤漿灰熔點(diǎn)或降低氣化爐負(fù)荷來降爐溫，但負(fù)荷也不宜太低，不利于沖擊渣口掛渣，另外，應(yīng)加強(qiáng)到現(xiàn)場觀察渣樣，及時(shí)調(diào)整。

4 總結(jié)

氣化爐爐溫直接關(guān)系到氣化裝置的長周期運(yùn)行，關(guān)系到全廠經(jīng)濟(jì)效益，包括工藝氣的成分的優(yōu)化、碳轉(zhuǎn)化率及爐磚和燒嘴的使用壽命。正常運(yùn)行期間，首先要控制煤質(zhì)的灰熔點(diǎn)和灰分含量，穩(wěn)定煤漿濃度及粘度，控制好煤漿和氧氣流量。操作爐溫控制在1200-1350℃，工藝氣成分甲烷含量一般控制在1000ppm為宜，CO2含量根據(jù)煤質(zhì)和氣化爐工況不同一般控制在18%-20%為宜，渣形渣量合適，這樣氣化爐渣口不易堵塞，又不易超溫，才能安、穩(wěn)、常、滿、優(yōu)運(yùn)行。

[1]李鐵.德士古氣化爐激冷室下降管內(nèi)氣液傳熱傳質(zhì)過程研究[N].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2013,33(3)：47-51.

[2]于廣鎖,龔欣.多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化技術(shù)[J].現(xiàn)代化工,2004,24(10).

[3]尚文娟.德士古水煤漿氣化爐溫度控制的探討[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2007,28(4).