論多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)進展及應(yīng)用

牟連維

摘?要：多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)屬于我國自主研發(fā)的大型煤氣化技術(shù)，其核心就是實現(xiàn)煤炭的清潔化和高效化?；诖耍疚膹膰娮鞂澲檬剿簼{氣化技術(shù)的應(yīng)用出發(fā)，并分析氣化爐壓力控制、蒸發(fā)熱水塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及運行狀態(tài)等技術(shù)的應(yīng)用，借助多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)進展和應(yīng)用分析，以期為能源高效化應(yīng)用提供幫助。

關(guān)鍵詞：對噴嘴;対置式水煤漿氣化爐;壓力控制;熱水塔

多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)最開始由華東理工大學與袞礦集團共同開發(fā)，是我國“863”項目，同時在“九五”期間完成中試研究。此技術(shù)具有安全性高、操作靈活的特點，通過采用此技術(shù)與傳統(tǒng)煤種的引進水煤漿氣化技術(shù)相比，此技術(shù)能夠節(jié)約氧氣約11%，節(jié)約煤2.1%，由此可見多噴嘴対置式水煤氣化技術(shù)的應(yīng)用對相關(guān)企業(yè)具有重要幫助。

一、多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用

多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)從首套千噸級示范裝置，到現(xiàn)在單爐最大規(guī)模已經(jīng)為3000噸級，目前單爐日處理煤量主要分為1000噸、1500噸、2000噸以及3000噸的規(guī)模系列化，其中操作壓力分為6.5MPa、4.0MPa以及1.5MPa等不同等級。多噴嘴対置式水煤漿氣化裝置金屬殼內(nèi)徑也分為多種尺寸，其從2.80m至4.20m之間不等，其發(fā)展和更新速非常快，并且隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化，其日處理煤量也逐漸增加。

二、多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)要點分析

（一）氣化爐壓力控制

由于氣化爐在投產(chǎn)后高溫區(qū)距離拱頂較近，煤漿與氧氣對撞后會形成向上的氣流，拱頂耐火磚在受到高溫和氣流的沖擊后，引起拱頂耐火磚蝕損速度較快，從而造成使用壽命過短。對此相關(guān)技術(shù)人員需實施以下措施：首先，適當加大燒嘴的外環(huán)氧通道間隙，控制氧氣的噴口速度在100至110m/s之間，在保證霧化效果的情況下，適當降低上升氣流速度，從而降低對拱頂耐火磚的沖擊，達到延長耐火磚使用壽命的目的;其次，對氣化爐的負荷進行適當降低，并提高氣化爐的操作壓力，此操作便于將燒嘴外環(huán)氧氣的噴口速度控制在100至110m/s之間。同時操作人員還需要對壓力負荷等進行適當調(diào)整，從而保證設(shè)備的正常運行;最后，操作人員還需要對原料煤的質(zhì)量和煤漿質(zhì)量進行嚴格控制，確保原料煤的熔點以及煤漿濃度的穩(wěn)定，避免對設(shè)備的正常運行造成影響。

（二）蒸發(fā)熱水塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在多噴嘴氣化過程中蒸發(fā)熱水塔屬于渣水處理系統(tǒng)中核心設(shè)備，其主要工作流程就是將氣化初步凈化系統(tǒng)的渣水經(jīng)過減壓后導入蒸發(fā)熱水塔的蒸發(fā)室中，為了使灰水最大程度的升溫，在工作中需要蒸發(fā)室中的蒸汽進入熱水室，并與循環(huán)灰水進行直接接觸，達到換熱的效果。在運行中極易出現(xiàn)填料段積灰以及帶水等現(xiàn)象，從而造成熱回收效率低下，并且還會存在停車檢修過程中填料清理困難等問題。對此需要采用以下措施進行處理：首先，將旋流流動、閃蒸相變以及直接換熱三個環(huán)節(jié)耦合在同一個塔器內(nèi)，其優(yōu)勢在于含渣黑水處理系統(tǒng)簡單、操作彈性寬等優(yōu)勢，從而保證含渣黑水的熱量回收效率較高，將系統(tǒng)的熱量進一步綜合利用;其次，采用旋流閃蒸將粗合成氣的黑水液態(tài)水閃蒸為蒸汽，把黑水中的酸性氣體以及不凝性氣體通過閃蒸進行脫除，從而有效提高灰水水質(zhì)。

（三）運行狀態(tài)

現(xiàn)階段多噴嘴対置式氣化技術(shù)多采用系統(tǒng)化運行方式，在生產(chǎn)過程中負荷一直在97%左右，并且考核期間原料煤指數(shù)與設(shè)計煤種指數(shù)相差不大，各項數(shù)據(jù)均處于正常狀態(tài)。詳見下表。在實際工作中，一般采用多噴嘴氣化技術(shù)實現(xiàn)一對燒嘴帶壓投料的優(yōu)勢，從而保證切換過程中安全。氣化爐在生產(chǎn)中具有以下兩個特點：第一，氣化爐負荷，氣化爐屬于目前我國單爐處理能力最大的水煤漿氣化爐，其設(shè)計生產(chǎn)合成氣高達?118000m?3?/h，?其日產(chǎn)合成氨高達1300噸，并且實際生產(chǎn)中產(chǎn)能也能達到1300噸每天;第二，運行過程中系統(tǒng)穩(wěn)定性比較高，并且具有操作靈活的特點。由于其采用四個進料系統(tǒng)，因此其抗干擾能力比較強;運行中帶壓連投技術(shù)的應(yīng)用，若出現(xiàn)單個進料系統(tǒng)故障，則只需要停止一對燒嘴即可，另一對燒嘴不會受到影響，在解除故障后，則只需要停運燒嘴就可以實現(xiàn)在線投入運行，有效降低了整個系統(tǒng)的停運風險;同時還具有負荷調(diào)節(jié)靈活的特點，在煤漿進料過程中具有同步等量的優(yōu)勢，同時操作人員還可以控制每個燒嘴的氧氣，從而起到調(diào)節(jié)作用。

三、結(jié)語

綜上所述，多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)經(jīng)過最近幾年的推廣和應(yīng)用，其技術(shù)成熟度、安全性、碳化轉(zhuǎn)化率等多種指標得到了明顯優(yōu)化，其日處理煤量也得到了大幅度的提升。經(jīng)過對上文分析可得，在使用多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)裝置過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要適當加大燒嘴的外環(huán)氧通道間隙，同時對水塔結(jié)構(gòu)進行有效，從而保證設(shè)備的正常運行;因此多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)進展及應(yīng)用能夠充分應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中來。

參考文獻：

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