206化工管理2013年第10期減溫水在兩段式干煤粉加壓氣化爐中的應(yīng)用馮浩楊小麗(內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗世林化工有限責(zé)任公司)摘要:針對(duì)兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù),采用水/汽組合式減溫水對(duì)高溫合成氣進(jìn)行噴水冷卻固灰技術(shù),相比常規(guī)干煤粉加壓氣化技術(shù)相比具有設(shè)備體積小、氧耗低、冷煤氣效率高、不需要激冷氣循環(huán)等特點(diǎn),節(jié)省了設(shè)備初投資和運(yùn)行費(fèi)用。但在實(shí)際應(yīng)用中減溫水的控制至關(guān)重要,控制不好能造成氣化爐渣口堵塞,后續(xù)合成氣帶灰等。二段噴水減溫裝置是氣化爐核心技術(shù)之一,本文對(duì)減溫水噴嘴的設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用做出闡述。關(guān)鍵詞:兩段式氣化爐;減溫水;堵渣;合成氣帶灰一、概述三、實(shí)際中的應(yīng)用內(nèi)蒙古世林化工有限責(zé)任公司是目前國(guó)內(nèi)外首套采用兩段兩段式干煤粉加壓氣化爐采用的是“以渣抗渣"的水冷壁結(jié)式粉煤加壓氣化技術(shù)，兩段式氣化爐采用減溫水對(duì)合成氣進(jìn)行構(gòu)，兩段爐的特點(diǎn)是在反應(yīng)室頂部激冷區(qū)設(shè)置多個(gè)水/汽組合式冷卻降溫，將氣化爐反應(yīng)室出來(lái)的1500C的煤氣激冷至約噴頭對(duì)高溫合成氣進(jìn)行噴水冷卻固灰，水/汽的用量主要是通過(guò)800C,設(shè)計(jì)采用8個(gè)減溫水噴嘴向氣化爐內(nèi)噴水/汽該氣化爐由爐頂溫度間接控制,這樣減溫水的控制就顯得十分重要?？刂撇辉亍饣磻?yīng)室、高溫水/汽激冷段.氣體返回室、輸氣管和激冷好就可能造成氣化爐渣口堵渣或者造成合成氣帶灰。罐組成。高溫段內(nèi)件采用膜式壁結(jié)構(gòu)以通過(guò)水副產(chǎn)蒸汽的方式1、氣化爐堵渣實(shí)現(xiàn)對(duì)器壁的保護(hù)，氣化反應(yīng)高溫氣體通過(guò)設(shè)在反應(yīng)室頂部激當(dāng)氣化爐爐頂出口合成氣溫度控制較低,一般在730C以下冷區(qū)的多個(gè)水/汽組合式噴嘴對(duì)高溫合成氣進(jìn)行噴水冷卻固灰。時(shí)，此溫度下飛灰的粘性較高致使大量灰渣堆積在減溫水噴頭處，當(dāng)積灰積到一定程度后在自身重力作用下,同時(shí)在減溫水的二、減溫水波動(dòng)下而脫落,由于減溫水噴嘴處沒(méi)有銷釘,與帶有銷釘?shù)脑鼘泳o密相連，當(dāng)減溫水噴頭處的積灰在脫落后帶動(dòng)其下部水冷壁1、設(shè)計(jì)理念兩段式氣化爐內(nèi)部分成兩個(gè)反應(yīng)區(qū),下段為第- -反應(yīng)區(qū),在耐火材料及掛渣脫落掉入氣化爐爐膛,造成氣化爐渣口堵渣。下段,粉煤(夾帶N2).O2和蒸汽進(jìn)行高溫化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生濕煤氣。2、臺(tái)成氣帶灰濕煤氣進(jìn)人上部二段反應(yīng)區(qū)，在此煤粉與蒸汽利用來(lái)自下段的當(dāng)氣化爐爐頂出口合成氣溫度控制在760--800C,雖然避免煤氣顯熱,通過(guò)與減溫水接觸,進(jìn)行煤的裂解碳的氣化等反應(yīng)了積灰堵塞渣口的現(xiàn)象,但是合成氣帶灰卻十分嚴(yán)重,曾發(fā)生兩產(chǎn)生粗煤氣。干法進(jìn)料氣流床煤氣化采用水冷壁結(jié)構(gòu),氣化溫度次堵灰事故。其一-為氣化爐導(dǎo)管段水冷壁與激冷罐連接處出現(xiàn)可達(dá)1600C左右,氣化強(qiáng)度大大提高,具有原料適應(yīng)性廣、冷煤嚴(yán)重的堵灰,造成氣化爐停車;再次為合成氣攜帶大量飛灰進(jìn)人氣效率高、碳轉(zhuǎn)化率高、比氧耗低等特點(diǎn)。由于在氣化爐內(nèi)高溫濕洗塔堵塞了濕洗塔塔板,造成氣化爐停車。主要原因是氣化爐條件下發(fā)生多相反應(yīng)，在高溫條件下，生成的煤氣中含有CO、減溫水量控制較小，氣化爐出口合成氣溫度較高,致使大量的飛灰被合成氣攜帶進(jìn)人下游設(shè)備管道，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)H2 CO2、H20.N2和少量的HS .COS及CH等。減溫水應(yīng)用于氣化工序中，對(duì)整個(gè)工序的流程起到了簡(jiǎn)化設(shè)備管道積灰、堵塞。作用,使得操作也相對(duì)容易,對(duì)合成氣的除灰和減溫都起到了好結(jié)語(yǔ):的效果,但是由于氣化過(guò)程煤粉粒度過(guò)細(xì)，飛灰較多,噴水孔處容易積累灰渣造成堵塞甚至因渣塊脫落而造成跳車，使得工序兩段式氣化爐采用的減溫水對(duì)合成氣進(jìn)行激冷有以下特難以長(zhǎng)周期運(yùn)行并且對(duì)檢修造成隱患。在上述問(wèn)題的背景下,應(yīng)用了新型的霧化減溫水噴頭,這種1、在氣化反應(yīng)氣體出口上方設(shè)置激冷機(jī)構(gòu),正常操作時(shí),通噴頭使得高壓力下的減溫水成霧狀噴出，因此減溫水噴頭需要過(guò)設(shè)在激冷室筒壁上的多排多個(gè)水/汽組合型噴咀實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫合將出水孔做小，使得減溫水在較大的壓力下達(dá)到較好的霧化效成氣噴水霧化冷卻和固灰，取代傳統(tǒng)用后續(xù)返回氣進(jìn)行激冷的果。霧化的水汽對(duì)爐內(nèi)的飛灰起到了粘結(jié)沉降作用,不但對(duì)合成方法 ,簡(jiǎn)化了流程,取消循環(huán)氣壓縮機(jī),降低工程投資,節(jié)約了運(yùn)氣有降溫作用,并且部分水蒸氣也參與了氣化反應(yīng),提高了合成行 費(fèi)用。氣產(chǎn)量。兩段式氣化爐采用減溫水對(duì)合成氣進(jìn)行冷卻降溫,將氣2、在輸氣管出口設(shè)置了激冷罐,取代廢熱鍋爐對(duì)氣體進(jìn)行化爐反應(yīng)室出來(lái)的1500C的煤氣激冷至約800C,設(shè)計(jì)采用8個(gè)降溫和除塵,取消干法除塵和回收系統(tǒng),增加了灰水處理能力,減溫水噴嘴向氣化爐內(nèi)噴入水/汽。大幅度降低了工程投資。2、減溫水設(shè)計(jì)參數(shù)3、高溫合成氣體采用多個(gè)水/汽組合式噴頭噴水進(jìn)行霧化、水質(zhì):中壓鍋爐水(130°C .5.0MPa)冷卻和固灰,取代用返回合成氣進(jìn)行激冷的傳統(tǒng)工藝,簡(jiǎn)化了流流量(正常/最大):27.5/33 th技術(shù)指標(biāo)(噴嘴性能保證值)4、只有控制中國(guó)煤化工。,才能均勻的對(duì)噴霧粒徑:最大噴霧粒徑<400um合成氣激冷,保證:MYHCNM HG減溫水流量:噴嘴差壓為10bar時(shí),單噴頭流量61.1/min噴射距離:<2300mm