德士古氣化爐爐溫的判斷及調整要點

王雷(神華寧煤集團煤炭化學工業(yè)公司甲醇分公司， 750004)

德士古氣化爐爐溫的判斷及調整要點

王雷(神華寧煤集團煤炭化學工業(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、以及在實際生產中如何操作，對氣化爐平穩(wěn)長周期運行提出了指導建議。

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。該技術具有氣化爐結構[1]簡單、水煤漿進料易控制安全、單爐生產能力大等特點。多噴嘴對置式水煤漿氣化[2]成套技術還開發(fā)了其配套設備，包括預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，氣化反應的操作溫度選擇高于煤的灰熔點50-100℃，這就要求在實際生產中煤種的變化特別是灰分及灰熔點的變化越小越好，否則容易造成超溫，進而頻繁加減氧量或加減負荷操作，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。

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

3 爐溫高低的判斷依據[3]和調整要點

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熱電偶，采用鉑銠合金，600-1500℃精度可達士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，現由于氣化爐拱頂超溫將K磚處熱偶封堵，留其余三個可用。但有時上部溫度上漲，下部溫度下降，可猜測爐內壁掛渣開始熔融，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，參考價值都不大，控制在1000-2000ppm，爐溫變化明顯。根據煤質不同，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含量是互補關系，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，表明氣化爐運行狀態(tài)混亂，有可能是渣口堵渣變窄，此時無法判定爐溫的高低，必須結合其他參數綜合判斷后，再作調整。

3.3 煤質變化

煤質灰熔點和灰分含量的變化，對氣化爐爐溫影響也比較大，出現類似情況應果斷采取措施。若煤質灰熔點變高，操作人員應密切注意爐溫變化，發(fā)現爐溫開始下降，結合爐渣、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。要結合其他參數綜合判斷，是否要加減氧量。若出現很硬的大塊渣，說明爐體或渣口掛渣開始脫落，必須及時降溫。若渣內有細長絲、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)生渣口堵塞嚴重。若認為渣口縮小同時爐溫較高，此時就不能再提高爐溫，只能通過降低煤漿灰熔點或降低氣化爐負荷來降爐溫，但負荷也不宜太低，不利于沖擊渣口掛渣，另外，應加強到現場觀察渣樣，及時調整。

4 總結

氣化爐爐溫直接關系到氣化裝置的長周期運行，關系到全廠經濟效益，包括工藝氣的成分的優(yōu)化、碳轉化率及爐磚和燒嘴的使用壽命。正常運行期間，首先要控制煤質的灰熔點和灰分含量，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含量根據煤質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)運行。

[1]李鐵.德士古氣化爐激冷室下降管內氣液傳熱傳質過程研究[N].東北電力大學學報，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[J].現代化工,2004,24(10).

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