科技信息◎機(jī)楲與電子OSCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第11期德士古廢鍋流程氣化爐的應(yīng)用馬媛(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤化工分公司甲醇廠寧夏銀川750011)摘要]本文對德士古水煤漿加壓氣化廢鍋流程氣化爐的歷史背景、工藝流程、運(yùn)行的情況、出現(xiàn)的問題及對策等內(nèi)容做了簡要介紹,并對德士古廢鍋流程與漖冷流程的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比?！娟P(guān)鑣詞】德士古;廢鍋;運(yùn)行情況;問題及對;對比1廢鍋式氣化爐的歷史背景及合成氣冷卻器的描述31廢鍋排渣量少、內(nèi)部結(jié)渣31.1結(jié)渣后的工藝現(xiàn)象⊥1歷史背景及世界使用現(xiàn)狀1989年,北京首都鋼鐵公司當(dāng)時出于向北京市民提供城市煤氣漲,拐點(diǎn)溫度先升后降,死區(qū)溫度突漲,氣化爐底部撈漬機(jī)長時間排渣的考慮,從意大利CTP公司購進(jìn)三套煤氣化系統(tǒng)(包括美國Texo量少甚至無渣排出。停爐降溫后打開人孔,可以看到輻射廢鍋中心第公司氣化爐和新加坡Smgu公司冷卻器系統(tǒng)),這些設(shè)備原先是由瑞通道被爐渣完全堵死。士蘇爾壽( Sulzer)公司提供的。后來因?yàn)橛辛颂烊粴夤?yīng)和其他一些原因政府下令該項(xiàng)日下馬,所有設(shè)備處于長期閑置狀態(tài)3.2結(jié)渣原因分析12合成氣冷卻器的描述對于德士古氣化爐,煤質(zhì)的好壞直接關(guān)系到氣化爐的安全運(yùn)行。由于廢鍋流程結(jié)構(gòu)特殊,其對煤質(zhì)的要求更為苛刻,具體表現(xiàn)為:其每個合成氣冷卻器系統(tǒng)都包含一臺輻射冷卻器和一臺對流冷卻一,對煤灰的粘溫特性要求較高激冷式流程一般在氣化爐正常操作器,兩者之間通過一條水平走向的帶有水夾套冷卻的輸送管線連接。時灰的粘度以不超過25Pa為宜;在相同的操作溫度下,廢鍋式流程燃燒室采用德士古公司的常規(guī)設(shè)計(jì)。輻射冷卻器的主要用途是通對灰的粘度則要求更低,否則,容易在水平墻位置形成大塊渣對破渣過輻射傳熱的方式將高溫合成氣含渣冷卻到某個規(guī)定溫度從而使機(jī)上部蓬渣和下部給水聯(lián)箱架渣構(gòu)成威脅。其二,對灰份的要求高激煤渣固化后能落到下部的水浴中并形成顆粒冷式流程對原煤的灰份要求范圍比較寬,一般認(rèn)為越低越好,最高也2廢鍋式與激冷式氣化裝置比較可以在灰分20%時正常運(yùn)行,只是裝置的經(jīng)濟(jì)性可能下降。通過實(shí)際運(yùn)行摸索,發(fā)現(xiàn)廢鍋式流程對原煤灰份要求范圍比較窄,對于羊場灣2.1德士古氣化爐發(fā)展礦二區(qū)的煤來說大概為7%-12%,低于7%或高于12%時,結(jié)渣堵塞的德土古氣化爐是目前國內(nèi)最常見的一種煤氣化爐爐型是第二代風(fēng)險將大大增加,具體原因目前還不是很清楚有待進(jìn)一步研究煤氣化技術(shù)中最成熟商業(yè)裝置最多的技術(shù),它具有對煤種適應(yīng)性大、3.3輻射廢鍋新增水冷壁改造整體熱利用率高、碳的轉(zhuǎn)換率高及產(chǎn)氣品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過多年的實(shí)通過結(jié)渣后的多次檢查及對比分析認(rèn)為結(jié)渣最大的原因與新增驗(yàn)開發(fā)它根據(jù)工藝流程逐漸形成了兩種不同形式,一種是廢鍋式流水冷壁有很大的關(guān)系,一方面通過重新設(shè)計(jì)后的增大了第一通道的長程,一種是激冷式流程。徑比,使得灰渣在落入淬冷水池前已與水冷壁發(fā)生了接觸。另一方面2.2廢鍋式氣化裝置新增水冷壁共有十六片,分為八組,兩片在上部共用一個水平的上聯(lián)氣化爐與輻射廢鍋為上下法蘭連接氣化產(chǎn)生的粗合成氣和熔融箱在底部各有一個水平的下聯(lián)箱這些都是堆積灰渣的主要位置同態(tài)灰渣自氣化爐渣口一起向下,經(jīng)過喉管進(jìn)入輻射度鍋第一通道降時,片與片之間的間隔距離過小,也成為結(jié)渣的因素之溫大部分的熔渣經(jīng)冷卻固化后,落入輻射廢鍋底部水池,并通過鎖斗32目前存在的問題排入渣池。粗合成氣從第一通道出去后折返向上進(jìn)入第二冷卻通道,321對流廢鍋水冷壁漏再從第二通道上部出輻射廢鍋經(jīng)中間輸送管線進(jìn)入對流廢鍋繼續(xù)降溫最后通過文氏洗滌器和合成氣碳洗塔除去合成氣中的灰塵送人變道的情況發(fā)生,把對流廢鍋原設(shè)計(jì)的多管束曲流型內(nèi)芯改造成為共有換工段;輻射廢鍋和對流廢鍋吸收大量合成氣的熱量產(chǎn)生10MPa蒸6片的列管板式換熱內(nèi)芯,每兩片為一組由下部的集水箱在兩邊把兩汽送人管網(wǎng)發(fā)電。片連接到一起,上部每片有單獨(dú)的聯(lián)箱出口。激冷式氣化裝置出現(xiàn)泄漏最多的地方有兩處,一處集中在集水箱內(nèi)側(cè)管束連接施激冷式德士古氣化爐燃燒室和激冷室外殼是連成一體的,上部為焊部位,一處集中在出口聯(lián)箱與管束施焊部位。分析原因一方面是氣燃燒室下部為激冷室激冷室內(nèi)緊接上部氣體出口設(shè)有激冷環(huán)。水煤化爐的開停車時劇烈的溫變和壓變產(chǎn)生的應(yīng)力使得焊縫出現(xiàn)裂紋另經(jīng)一方面是由于螺桿吹灰機(jī)的變形對水冷壁磨損導(dǎo)致泄漏。這些可通過過均布激冷水的激冷環(huán)沿下降管進(jìn)入激冷室的水浴中。大部分的熔渣加強(qiáng)工藝紀(jì)律,嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作;對變形的螺桿吹灰機(jī)進(jìn)行檢經(jīng)淬冷固化后、落人激冷室底部由鎖斗定期排出飽和了水纛汽的粗修找正,避免與水冷壁接觸磨損。目前,這一問題已得到緩解合成氣沿下降管和導(dǎo)氣管的環(huán)隙上升,出激冷室去碳洗塔,進(jìn)一步冷322系統(tǒng)壓差升高卻除塵后送入變換系統(tǒng)。流廢鍋出口至碳洗塔合成氣管線容易堵塞導(dǎo)致氣化爐與碳洗24兩種氣化裝置比較塔出口壓差升高最高達(dá)到0.8-09MPa。只有停爐后徹底清洗才能解度鍋式與激冷式氣化裝置主要的差別在于:對高溫粗煤氣所含的決。這個問題占時還沒有好的方法解決,只有經(jīng)過進(jìn)一步的摸索,通過顯熱的回收利用方式不同。在激冷式氣化爐中,溫度高達(dá)130℃的粗改造洗滌器結(jié)構(gòu),增大洗滌水量、壓力提高洗滌水的水質(zhì)來改善煤氣和熔渣在激冷室中直接用水激冷到220-260℃。顯然粗煤氣和323水平輸送管線汽包壓力升高熔渣所帶的大量顯熱被激冷室所吸收損失,在激冷過程中會使粗煤氣平輸送管線采用水夾套冷卻的方式,脫鹽水吸收的熱量在汽包失掉一部分物理顯熱它大約等于低位發(fā)熱量的10%。帶廢鍋流程的內(nèi)用換熱器進(jìn)行再次換熱,起到降壓的作用。但是隨著氣化爐負(fù)街的氣化爐又稱為全熱能回收式氣化爐,它通過輻射冷卻器和對流冷卻升高,帶入后系統(tǒng)的熱量越來越高原設(shè)計(jì)的降壓換熱器能力偏小汽器,可以把粗煤氣的溫度從1370℃降低到40℃左右,借以加熱鍋爐包有超壓現(xiàn)象需間歇打開放空閥泄壓。由于汽包空間有限降壓換熱的給水使之產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的高壓飽和水燕汽供蒸汽輪機(jī)使用。這器尺寸受限,目前還未進(jìn)行改造樣就能提高熱煤氣的效率。4總鮪3廢鍋氣化爐出現(xiàn)的問題及對策帶廢鍋流程的氣化H中國煤化工雖然設(shè)備下面就廢鍋流程氣化爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的排渣不暢、死區(qū)溫度還存在許多問題,還有CNMHG轉(zhuǎn)第85頁高、水汽系統(tǒng)漏點(diǎn)多等三個典型問題和大家進(jìn)行交流。科技信息○科敦前沿○SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第11期從表1可以看出隨著OMMT用量的增加納米復(fù)合材料的邵爾圖2所示為 NBR/NR/OMMT納米復(fù)合材料的溶脹曲線。A型硬度、300%定伸應(yīng)力拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率依次增大,納米復(fù)從圖2可以看出,OMMT的加入使納米復(fù)合材料的溶脹指數(shù)減合材料具有良好的力學(xué)性能,說明蒙脫土極大的提高了橡膠的力學(xué)性小,這說明OMMT能提高納米復(fù)合材料的耐油性能。分析認(rèn)為:一方面能。分析認(rèn)為這是由于經(jīng)過改性后蒙脫土片層與橡膠基體之間結(jié)合力OMMT與橡膠分子鏈之間較強(qiáng)的結(jié)合力能有效提高交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的收縮較強(qiáng),增強(qiáng)了材料的斷裂強(qiáng)度斷裂伸長率明顯提高,同時蒙脫土片層應(yīng)力另一方面蒙脫土獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)對小分子溶劑起到了有效的阻在橡膠中起到物理交聯(lián)點(diǎn)作用,提高了納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。當(dāng)隔作用延長了油類分子的滲透路徑進(jìn)而提高了納米復(fù)合材料的耐油OMMT用量為8份時,300%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度分別為489MPa和性能959MPa,與 NBR/NR并用膠相比分別提高了845%和134%。分析認(rèn)從圖2還可以看出,當(dāng)OMMT含量≤8份,納米材料的耐溶劑性為,OMMT納米尺寸的分散呈現(xiàn)獨(dú)特的納米尺寸效應(yīng),有效增強(qiáng)了橡增加,當(dāng)OMMT含量達(dá)到12份,納米復(fù)合材料的耐溶劑性反而下降。膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用,提高了納米復(fù)合材料的強(qiáng)度。分析認(rèn)為,當(dāng)OMMT達(dá)到12份時,OMMT在橡膠基體中分散不均勻23老化性能分析會產(chǎn)生局部團(tuán)聚現(xiàn)象,導(dǎo)致其對空氣的阻隔作用下降因此耐油性能OMMT用量對 NBRNR/OMMT納米復(fù)合材料老化后的力學(xué)性能下降。的影響如表2所示。綜上所述,當(dāng)OMMT含量為8份時,納米復(fù)合材料的耐油性能最對比表1和表2可以看出,老化試驗(yàn)后的納米復(fù)合材料均不同程佳度的發(fā)生了后硫化現(xiàn)象增加了交聯(lián)密度,因此300%定伸應(yīng)力和邵爾A型硬度均增大;同時橡膠分子鏈間的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在熱和氧氣的綜3結(jié)論合作用下發(fā)生了不同程度的斷鏈,從而導(dǎo)致納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度31TEM分析表明,采用乳液共沉法制備了 NBRNR/OMMT納米復(fù)和斷裂伸長率降低。合材料。從表2可以看出隨著OMMT用量的增加,老化實(shí)驗(yàn)后的納米復(fù)32當(dāng)OMMT用量為8份時,30%定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度分別為合材料的300%定伸應(yīng)力拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均不同程度的增加。489MPa和959MPa,與 NBR/NR并用膠相比分別提高了845%和分析認(rèn)為OMMT能提高納米復(fù)合材料的老化性能主要是由于其獨(dú)特134%。的片層結(jié)構(gòu)能夠起到阻滯作用,延緩了空氣向橡膠基體中擴(kuò)散的速33隨著OMMT用量的增加老化實(shí)驗(yàn)后的納米復(fù)合材料的300%定率減緩了由于空氣與橡膠分子鏈發(fā)生作用給硫化膠帶來的損害。伸應(yīng)力拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均不同程度的增加。當(dāng)OMMT含量為從表2還可以看出,當(dāng)OMMT含量為8份時老化后的納米復(fù)合8份時,老化后的納米復(fù)合材料力學(xué)性能最優(yōu)材料力學(xué)性能最優(yōu)。34oMMT的加入能提高納米復(fù)合材料的耐油性能。當(dāng)OMMT含量衰2OMMT用量對NBR/ NR/OMMT納來復(fù)合材料為8份時納米復(fù)合材料的耐油性能最優(yōu)網(wǎng)老化后的力學(xué)性能的影響oMMT的用量份數(shù)【參考文獻(xiàn)】力學(xué)性能0[1]鄧本誠橡膠并用與橡膠共混技術(shù)M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998:129-130[2]Kim J T, Lee D Y, Oh T S,et al. Characteristics of nitrile butadience rubber300%定伸應(yīng)力MPaLayered silicate nanocomposites with silane coupling agent [] Apple Polym Sci355373887060191234[3]孫翠華宋國君,王軍霞蒙脫土橡膠納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能門材邳爾A型硬度度58料導(dǎo)報,03,17(2):63-65斷裂伸長率%32230384314張立群王一中王益慶等粘土BR納米復(fù)合材料復(fù)合材料制備和性鮑特種橡膠制品,1998,19(2):6-924耐油性能分析5洪曉斌陳一民謝凱乳液法有機(jī)蒙脫土SBR納米復(fù)合技術(shù)的改進(jìn)門橡膠工業(yè),2004,51(9):52452630[6] JM, Gu Z, Song G J,et al. Pereparation and of Propertics of Organo-Montmorillonite/Fluoroelastomer Nanocomposites [] Applied Clay Science, 2008, 42作者簡介:亓彬,男,山東人,項(xiàng)士研究生,主要研究納來復(fù)合樹料等方面遁訊作者:宋國君(1957一),男,山東匙民人,教授,博士,北京化工大學(xué)博士生導(dǎo)師,1992年獲北京化工大學(xué)材料學(xué)博士學(xué)位,主要從事納來材料及其復(fù)合樹料、多相秉合物材料的研究-12phr[貴任編輯:王迎迎]浸泡時間/h圖2 NBR/NR/OMMT納來復(fù)合材料的溶脹指數(shù)浸泡時間曲線上擴(kuò)算137頁)或徹底解決但是目前基本達(dá)到了安穩(wěn)長滿優(yōu)的【參考文獻(xiàn)】運(yùn)行要求,其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢是顯而易見的。目前隨著世界cCc[1蔣威德韓伯琦德士古煤漿氣化技術(shù)及裝置運(yùn)行分析煤化工整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展特別是進(jìn)入低碳時代后環(huán)保[2張繼嫖種學(xué)峰煤質(zhì)對 Texaco氣化裝置運(yùn)行的影響及其選擇化肥工業(yè)低碳型煤化工項(xiàng)日成為今后煤化工技術(shù)發(fā)展的方向,神寧廢鍋式德士[3]王義全水媒漿加壓氣化中試媒漿制備的研究以媒化工古氣化爐的運(yùn)行為今后國家開發(fā)建設(shè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的IC示[4]要志紅德士古媒漿氣化噴嘴試粒范τ廠積累了寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。同時為今后設(shè)計(jì)出更加結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)張華新劉漢勇水煤漿氣化爐用煤要求及煤種選擇及采樣程序大氯肥行情況良好環(huán)保節(jié)能型的德士古帶廢鍋流程氣化裝置提供了有力的(7兩爾新通風(fēng)險分析報售數(shù)據(jù)參考。C中國煤化工CNMHG編:曹明明