殼牌煤氣化工藝除渣系統(tǒng)簡要分析

常鐵諾，張麗楠，王本興

（河南煤業(yè)化工集團中原大化集團公司，河南 濮陽457004）

殼牌煤氣化工藝除渣系統(tǒng)簡要分析

常鐵諾，張麗楠，王本興

（河南煤業(yè)化工集團中原大化集團公司，河南 濮陽457004）

簡述除渣系統(tǒng)的簡易工藝流程，并提出了生產(chǎn)中所遇到的一些問題和解決方法。

殼牌煤氣化；除渣系統(tǒng)；液位控制；渣水溫度

除渣單元在殼牌（Shell）干煤粉加壓氣化工藝中屬重中之重，其排渣的順利與否直接關系到整個氣化生產(chǎn)的穩(wěn)定，以及是否可以完成既定的長周期生產(chǎn)任務。因此，對于此系統(tǒng)我們將從以下幾個方面進行闡述和分析。

1 除渣系統(tǒng)概述

為方便描述我們將沿用殼牌煤氣化對除渣系統(tǒng)設備位號的命名。

在殼牌煤氣化中，此系統(tǒng)被命名為14單元。本單元通過渣池V－1401、渣收集罐V－1402、渣鎖斗V－1403以及渣水泵P－1401、灰水泵P－1402形成的水域循環(huán)來完成收渣與排渣的過程。

2 除渣系統(tǒng)的簡述流程

14單元的進料物流包括：熔渣、高壓水、低壓水、高壓氮氣；產(chǎn)品物流包括：濕渣、灰水、排放氣體。

煤粉進入氣化爐后與氧氣反應形成熔融狀態(tài)的渣，而后通過氣化爐內的渣口流入V1401水域內，再由破渣機X－1401進行破碎后進入V1402進行渣的收集。其中，V－1402的渣水會經(jīng)P－1401進入水力旋流器S－1403分離出一部分濃度較高的渣水排入水處理單元，而澄清的水則通過換熱器E－1401再次由噴水環(huán)噴出返回水域。

V－1403與V－1402連通前處于常壓狀態(tài)，先通過低壓水進行上水，再由高壓氮氣對其充壓，當V－1402與V－1403壓差極小時開始對接。V－1403經(jīng)過一段時間的接料后再與V－1402斷開進行泄壓，當泄到常壓后V－1403內的渣排入渣脫水倉T－1401，而后再經(jīng)以上反復形成一個完整的除渣循環(huán)。

3 渣水溫度研究

在熔渣排入V－1401的過程中，渣水的溫度會產(chǎn)生變化，這個溫度的變化與氣化爐的負荷和氧煤比的調節(jié)有著直接的關系。

在這里我們只分析氣化爐負荷對渣水溫度的影響。當氣化爐負荷升高時，產(chǎn)生的渣量也隨之增多，這樣水域的換熱量就會增大，溫度也隨之升高。反之，隨著氣化爐負荷降低時，水域溫度也會下降。

當前提是大幅度調整氣化爐負荷時，E－1401冷卻水溫度不變，煤種類不變，無手動干預氧煤比時，當氣化爐負荷提高時，水域溫度沒有升高或者降低，氣化爐會發(fā)生什么變化呢？

在生產(chǎn)實踐中，當出現(xiàn)上述狀態(tài)時，說明氣化爐的渣口已經(jīng)發(fā)生收縮，也就是說出現(xiàn)了氣化爐渣口堵渣的情況。因為當氣化爐渣口收縮或堵死時，所產(chǎn)生的熔融渣進入14單元的量會減少或沒有進入，這樣水域的換熱量也會降低，從而導致溫度的降低。這種溫度的反應是相當準確的，為我們觀察和研究氣化生產(chǎn)提供了標志性的作用。當然還有一些其它的參數(shù)能夠說明渣口狀態(tài)，而且其變化會比水域溫度的變化更為及時，但是這些儀表參數(shù)并不在除渣系統(tǒng)，所以在這里不進行分析和闡述。

4 渣鎖斗研究

在V－1403泄壓時，如果其液位控制過高，最容易出現(xiàn)的就是泄壓帶水的現(xiàn)象，這種情況在正常環(huán)境溫度下并且少量帶水時會通過導淋和排水管線排出。但是如果環(huán)境溫度過低或泄壓大量帶水時則會導致V－1403泄壓不暢，從而無法順利排渣，同時液位過低時則更會造成渣池液位的大幅度波動，甚至觸發(fā)聯(lián)鎖跳車，因此V－1403的液位控制就成為了關鍵。

當V－1403下渣完成時會通過低壓水對其進行上水，殼牌煤氣化工藝所采用的是通過V－1403的液位對上水量進行控制，并且所控制的上水液位在90%左右。這種控制的優(yōu)點就是較為直觀且容易操作，但是在V－1403內，渣水的濃度是相當高的，很容易發(fā)生液位計因堵塞而產(chǎn)生指示不準，特別是當環(huán)境氣溫在零下時更會產(chǎn)生儀表參數(shù)的漂移。這種現(xiàn)象在生產(chǎn)過程中是經(jīng)常遇到的，并且加大了對液位控制的難度。于是我們利用上水時間對液位進行控制，并與液位控制上水進行對比找優(yōu)。

在V－1403的上水流程中，低壓水泵P－3306為其提供低壓水。假設我們將要對V－1403上水到90%，則會列出一個簡單的計算公式：

T＝V×90%÷F

其中T為上水時間；V為V－1403的體積；F為P－3306出口的平均流量。

然而在實際生產(chǎn)過程中會遇到各種因素，比如，P－3306的流量與V－1403的液位同時發(fā)生指示不準的情況，這樣就要求操作人員具備較豐富的操作經(jīng)驗。

5 撈渣系統(tǒng)

在V－1403泄至常壓后，排渣閥門打開，其中的煤渣和灰水被排入T－1401。在這部分的工藝中，殼牌煤氣化與一些其它煤氣化工藝所采用的撈渣系統(tǒng)都是大同小異，關鍵之處在于撈渣機的維護上。在這個工藝中只有一套撈渣系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)撈渣機因過載跳車，就會使整個氣化生產(chǎn)陷入極為被動的局面，甚至被迫使整個氣化系統(tǒng)停車。那么應通過什么方式來減少撈渣機問題的發(fā)生呢？

首先，必須分析撈渣機過載跳車的原因。通過長期的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，其發(fā)生跳車的主要因素有兩個：（1）形成渣塊過大，損壞刮板；（2）形成渣塊過細，造成渣堆積卡死鏈條。

針對以上原因，我們進行了相應的技術改造和操作上的控制：

（1）通過加沖洗水對撈渣機鏈條進行沖洗，防止鏈條被卡；

（2）調節(jié)氧煤比和對破渣機油壓進行監(jiān)控，防止形成過大的渣塊。

雖然在技術改造與控制操作指標后有效地防止了撈渣系統(tǒng)的跳車機率，但是一旦有意外發(fā)生，便是不可逆轉的，所以建議多設計一套撈渣系統(tǒng)，達到一開一備的目的。

6 總結

殼牌煤氣化這種新型的干粉加壓技術被引進國內后，形成遍地開花的狀態(tài)，其先進鮮明的技術特點也被各個生產(chǎn)廠家所認可。但是由于各地的自然環(huán)境不同等因素，在生產(chǎn)時所遇到的問題也不盡相同，所以技術方面的深入理解和一些因地而異的改造便成了我們現(xiàn)在所要解決的首要任務。

在以上對于除渣系統(tǒng)的分析中，我們闡述了一些生產(chǎn)中所遇到的問題以及解決方法，但很多方面還不夠完善，期待其他同行能夠對此系統(tǒng)提出更多的問題和處理方法以供我們學習和進步。

Brief Analysis of Slag Removal System in Shell Coal Gasification Process

CHANG Tie-nuo，ZHANG Li-nan，WANG Ben-xing

TQ 546

B

1671-9905（2011）06-0072-02

常鐵諾（1980-），男，2004年畢業(yè)于鄭州大學化學工程與工藝專業(yè)，主要從事Shell煤氣化技術工作。聯(lián)系方式；河南煤業(yè)化工集團中原大化公司甲醇事業(yè)部運行三部，電話：13525265013，E-mail：ximennuo＠163．com

2011-03-21