論多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化和高效化。基于此，本文從噴嘴対置式水煤漿氣化技術(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(yùn)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(jìn)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(duì)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(xué)與袞礦集團(tuán)共同開發(fā)，是我國“863”項(xiàng)目，同時(shí)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(diǎn)，通過采用此技術(shù)與傳統(tǒng)煤種的引進(jìn)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(duì)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(jí)示范裝置，到現(xiàn)在單爐最大規(guī)模已經(jīng)為3000噸級(jí)，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(jí)。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?？?，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(diǎn)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(duì)撞后會(huì)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(duì)此相關(guān)技術(shù)人員需實(shí)施以下措施：首先，適當(dāng)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(dāng)降低上升氣流速度，從而降低對(duì)拱頂耐火磚的沖擊，達(dá)到延長耐火磚使用壽命的目的;其次，對(duì)氣化爐的負(fù)荷進(jìn)行適當(dāng)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(shí)操作人員還需要對(duì)壓力負(fù)荷等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行;最后，操作人員還需要對(duì)原料煤的質(zhì)量和煤漿質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保原料煤的熔點(diǎn)以及煤漿濃度的穩(wěn)定，避免對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)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(dǎo)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(jìn)入熱水室，并與循環(huán)灰水進(jìn)行直接接觸，達(dá)到換熱的效果。在運(yùn)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(huì)存在停車檢修過程中填料清理困難等問題。對(duì)此需要采用以下措施進(jìn)行處理：首先，將旋流流動(dòng)、閃蒸相變以及直接換熱三個(gè)環(huán)節(jié)耦合在同一個(gè)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(jìn)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(jìn)行脫除，從而有效提高灰水水質(zhì)。

（三）運(yùn)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(yùn)行方式，在生產(chǎn)過程中負(fù)荷一直在97%左右，并且考核期間原料煤指數(shù)與設(shè)計(jì)煤種指數(shù)相差不大，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均處于正常狀態(tài)。詳見下表。在實(shí)際工作中，一般采用多噴嘴氣化技術(shù)實(shí)現(xiàn)一對(duì)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(gè)特點(diǎn)：第一，氣化爐負(fù)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(jì)生產(chǎn)合成氣高達(dá)?118000m?3?/h，?其日產(chǎn)合成氨高達(dá)1300噸，并且實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)能也能達(dá)到1300噸每天;第二，運(yùn)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(diǎn)。由于其采用四個(gè)進(jìn)料系統(tǒng)，因此其抗干擾能力比較強(qiáng);運(yùn)行中帶壓連投技術(shù)的應(yīng)用，若出現(xiàn)單個(gè)進(jìn)料系統(tǒng)故障，則只需要停止一對(duì)燒嘴即可，另一對(duì)燒嘴不會(huì)受到影響，在解除故障后，則只需要停運(yùn)燒嘴就可以實(shí)現(xiàn)在線投入運(yùn)行，有效降低了整個(gè)系統(tǒng)的停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)還具有負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)，在煤漿進(jìn)料過程中具有同步等量的優(yōu)勢，同時(shí)操作人員還可以控制每個(gè)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(biāo)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(duì)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(dāng)加大燒嘴的外環(huán)氧通道間隙，同時(shí)對(duì)水塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行;因此多噴嘴対置式水煤漿氣化技術(shù)進(jìn)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(xiàn)：

[1]季文普.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的應(yīng)用總結(jié)及優(yōu)勢探討[J].化學(xué)工程與裝備，2017（02）.

[2]趙礦生.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)在工程應(yīng)用中的優(yōu)化及改造[J].中國化工貿(mào)易，2017（10）.