常鐵諾，張麗楠，王本興

（河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化集團(tuán)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(tuán)中原大化集團(tuán)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(guān)系到整個(gè)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(wù)。因此，對(duì)于此系統(tǒng)我們將從以下幾個(gè)方面進(jìn)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(duì)除渣系統(tǒng)設(shè)備位號(hào)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(jìn)料物流包括：熔渣、高壓水、低壓水、高壓氮?dú)?；產(chǎn)品物流包括：濕渣、灰水、排放氣體。

煤粉進(jìn)入氣化爐后與氧氣反應(yīng)形成熔融狀態(tài)的渣，而后通過氣化爐內(nèi)的渣口流入V1401水域內(nèi)，再由破渣機(jī)X－1401進(jìn)行破碎后進(jìn)入V1402進(jìn)行渣的收集。其中，V－1402的渣水會(huì)經(jīng)P－1401進(jìn)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(jìn)行上水，再由高壓氮?dú)鈱?duì)其充壓，當(dāng)V－1402與V－1403壓差極小時(shí)開始對(duì)接。V－1403經(jīng)過一段時(shí)間的接料后再與V－1402斷開進(jìn)行泄壓，當(dāng)泄到常壓后V－1403內(nèi)的渣排入渣脫水倉T－1401，而后再經(jīng)以上反復(fù)形成一個(gè)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(huì)產(chǎn)生變化，這個(gè)溫度的變化與氣化爐的負(fù)荷和氧煤比的調(diào)節(jié)有著直接的關(guān)系。

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

當(dāng)前提是大幅度調(diào)整氣化爐負(fù)荷時(shí)，E－1401冷卻水溫度不變，煤種類不變，無手動(dòng)干預(yù)氧煤比時(shí)，當(dāng)氣化爐負(fù)荷提高時(shí)，水域溫度沒有升高或者降低，氣化爐會(huì)發(fā)生什么變化呢？

在生產(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)出現(xiàn)上述狀態(tài)時(shí)，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?yàn)楫?dāng)氣化爐渣口收縮或堵死時(shí)，所產(chǎn)生的熔融渣進(jìn)入14單元的量會(huì)減少或沒有進(jìn)入，這樣水域的換熱量也會(huì)降低，從而導(dǎo)致溫度的降低。這種溫度的反應(yīng)是相當(dāng)準(zhǔn)確的，為我們觀察和研究氣化生產(chǎn)提供了標(biāo)志性的作用。當(dāng)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(huì)比水域溫度的變化更為及時(shí)，但是這些儀表參數(shù)并不在除渣系統(tǒng)，所以在這里不進(jìn)行分析和闡述。

4 渣鎖斗研究

在V－1403泄壓時(shí)，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(shí)會(huì)通過導(dǎo)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(shí)則會(huì)導(dǎo)致V－1403泄壓不暢，從而無法順利排渣，同時(shí)液位過低時(shí)則更會(huì)造成渣池液位的大幅度波動(dòng)，甚至觸發(fā)聯(lián)鎖跳車，因此V－1403的液位控制就成為了關(guān)鍵。

當(dāng)V－1403下渣完成時(shí)會(huì)通過低壓水對(duì)其進(jìn)行上水，殼牌煤氣化工藝所采用的是通過V－1403的液位對(duì)上水量進(jìn)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(diǎn)就是較為直觀且容易操作，但是在V－1403內(nèi)，渣水的濃度是相當(dāng)高的，很容易發(fā)生液位計(jì)因堵塞而產(chǎn)生指示不準(zhǔn)，特別是當(dāng)環(huán)境氣溫在零下時(shí)更會(huì)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(duì)液位控制的難度。于是我們利用上水時(shí)間對(duì)液位進(jìn)行控制，并與液位控制上水進(jìn)行對(duì)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(shè)我們將要對(duì)V－1403上水到90%，則會(huì)列出一個(gè)簡單的計(jì)算公式：

T＝V×90%÷F

其中T為上水時(shí)間；V為V－1403的體積；F為P－3306出口的平均流量。

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

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(guān)鍵之處在于撈渣機(jī)的維護(hù)上。在這個(gè)工藝中只有一套撈渣系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)撈渣機(jī)因過載跳車，就會(huì)使整個(gè)氣化生產(chǎn)陷入極為被動(dòng)的局面，甚至被迫使整個(gè)氣化系統(tǒng)停車。那么應(yīng)通過什么方式來減少撈渣機(jī)問題的發(fā)生呢？

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

針對(duì)以上原因，我們進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造和操作上的控制：

（1）通過加沖洗水對(duì)撈渣機(jī)鏈條進(jìn)行沖洗，防止鏈條被卡；

（2）調(diào)節(jié)氧煤比和對(duì)破渣機(jī)油壓進(jìn)行監(jiān)控，防止形成過大的渣塊。

雖然在技術(shù)改造與控制操作指標(biāo)后有效地防止了撈渣系統(tǒng)的跳車機(jī)率，但是一旦有意外發(fā)生，便是不可逆轉(zhuǎn)的，所以建議多設(shè)計(jì)一套撈渣系統(tǒng)，達(dá)到一開一備的目的。

6 總結(jié)

殼牌煤氣化這種新型的干粉加壓技術(shù)被引進(jìn)國內(nèi)后，形成遍地開花的狀態(tài)，其先進(jìn)鮮明的技術(shù)特點(diǎn)也被各個(gè)生產(chǎn)廠家所認(rèn)可。但是由于各地的自然環(huán)境不同等因素，在生產(chǎn)時(shí)所遇到的問題也不盡相同，所以技術(shù)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(wù)。

在以上對(duì)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?qū)Υ讼到y(tǒng)提出更多的問題和處理方法以供我們學(xué)習(xí)和進(jìn)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(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，主要從事Shell煤氣化技術(shù)工作。聯(lián)系方式；河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化公司甲醇事業(yè)部運(yùn)行三部，電話：13525265013，E-mail：ximennuo＠163．com

2011-03-21