丁志偉 肖建華 張超 張垚 張富國(guó)（ 河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

能源是人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),其消費(fèi)水平是世界各國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。世界能源結(jié)構(gòu)在未來(lái)幾十年還是以石油和煤炭等化石能源為主[1]。“缺油、少氣、富煤”是我國(guó)石化能源的基本結(jié)構(gòu)[2]。煤氣化技術(shù)作為一種重要的原料高效清潔利用的技術(shù)，己涉及氣體燃料、液體燃料及化工產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域[3]。目前隨著環(huán)保形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，氣流床氣化技術(shù)由于其高效清潔的特點(diǎn)成為煤氣化中最為成熟和應(yīng)用最為廣泛的技術(shù),在氣流床氣化技術(shù)中氣化爐作為其核心設(shè)備，運(yùn)行周期及穩(wěn)定性是整個(gè)氣化系統(tǒng)至關(guān)重要的一環(huán)[4,5]。

河南心連心化肥有限公司氣化裝置采用華東理工大學(xué)與兗礦集團(tuán)自主研發(fā)的四噴嘴對(duì)置式氣流床氣化技術(shù)，在2005年該多噴嘴對(duì)置式水煤裝氣化裝置(1150t/d)已成功示范運(yùn)行[6]，并在產(chǎn)業(yè)化方面取得了顯著成績(jī)，截止至目前國(guó)內(nèi)已推廣應(yīng)用47個(gè)項(xiàng)目，129臺(tái)氣化爐。河南心連心化肥有限公司所采用的氣化爐操作壓力為6.5MPa，操作溫度為1350℃，日投煤量1150t/d，兩開(kāi)一備的運(yùn)行模式，自2013年11月16日投料至今，氣化爐整體運(yùn)行穩(wěn)定。本文就四噴嘴對(duì)置式氣化爐工藝原理及在運(yùn)行過(guò)程中氣化爐液位計(jì)異常現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)。

1 工藝原理

原料煤通過(guò)皮帶機(jī)輸送到磨煤機(jī)進(jìn)行研磨，研磨合格的水煤漿經(jīng)隔膜泵加壓，與來(lái)自空氣分離裝置制得的高純度氧氣一起通過(guò)在同一水平面兩對(duì)相對(duì)稱(chēng)的工藝燒嘴，且工藝燒嘴為預(yù)模式燒嘴，對(duì)噴進(jìn)入氣化爐燃燒室。在高溫高壓下，通過(guò)工藝燒嘴對(duì)噴進(jìn)入氣化爐的水煤漿與氧氣進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成CO和H2為有效氣成分的半煤氣。生成的半水煤氣通過(guò)旋風(fēng)分離器和水洗塔進(jìn)行洗滌除塵后，送至變換工段；來(lái)自氣化爐激冷室、旋風(fēng)分離器和水洗塔的三股洗滌黑水，分別經(jīng)過(guò)高壓閃蒸、低壓閃蒸以及真空閃蒸后送至澄清槽進(jìn)行循環(huán)使用。

2 氣化爐液位計(jì)異常現(xiàn)象

（1）2015年10月1日，F(xiàn)1301A液位在角閥切換后出現(xiàn)大幅波動(dòng)，同時(shí)混合器壓差增大，F(xiàn)1301A合成氣帶水嚴(yán)重，10月6日，A氣化爐LI1303/04/06三液位計(jì)因失真顯示滿(mǎn)量程；

（2）2016年3月29日，當(dāng)煤種變更為哈拉溝：檸條塔=4：1摻燒后，F(xiàn)1301A、F1301C爐液位均出現(xiàn)緩慢上升跡象，出現(xiàn)氣化爐液位為假液位現(xiàn)象。

3 氣化爐液位計(jì)異?，F(xiàn)象原因分析

（1）2015年10月7日，F(xiàn)1301A旋風(fēng)分離器出水和PV1403閥門(mén)調(diào)整范圍波動(dòng)，由于氣體流速大，造成旋風(fēng)分離器內(nèi)除塵量增多，出水不暢；10月8日—10月9日F1301A加負(fù)荷合成氣成分開(kāi)始波動(dòng)，氧煤比由487上升至493；10月9日16：30 F1301A開(kāi)始減負(fù)荷合成氣成分趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)壓力不再呈直線上升，基本達(dá)到穩(wěn)定趨勢(shì)。10月4日夜班，Ca2+為506mg/L且居高不下，正常指標(biāo)應(yīng)小于400mg/L。從10月7日10：49開(kāi)始，PI1403A壓力開(kāi)始大幅波動(dòng)，原來(lái)為5.6MPa，現(xiàn)在為4.0-5.6MPa，此現(xiàn)象說(shuō)明，F(xiàn)1301A液位低，合成氣洗滌效果差，F(xiàn)1301A內(nèi)細(xì)灰大量帶入Y1301A/T1301A內(nèi)，造成管道內(nèi)出水不暢，使PV1403開(kāi)度不穩(wěn)定。通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析及判斷原因?yàn)镕1301A激冷室內(nèi)部積渣嚴(yán)重，液位計(jì)液相與氣相壓差大，導(dǎo)致液位計(jì)失真顯示滿(mǎn)量程，而實(shí)際液位則非常低，出現(xiàn)此現(xiàn)象可能為氣化爐激冷室破泡條結(jié)垢積渣而引起的。

（2）2016年3月29日，F(xiàn)1301A、F1301C爐液位出現(xiàn)假液位現(xiàn)象，其原因是由于渣中細(xì)玻璃絲增多，在合成氣及灰渣出下降管后，一部分細(xì)灰及玻璃絲進(jìn)入鎖斗，一部分隨合成氣氣流向上經(jīng)破泡條后附著于破泡條上，造成激冷室氣相與液相壓差增大，進(jìn)而導(dǎo)致激冷室液位失真。

4 改善方法

（1）目前我公司氣化系統(tǒng)外排水量維持在70m3/h左右，雖然滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)橄到y(tǒng)部分水路技改而造成系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)入的水質(zhì)較差，系統(tǒng)水質(zhì)Ca2+含量、濁度一直較高，因此向氣化爐系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)水應(yīng)做一些調(diào)整，使補(bǔ)入水質(zhì)Ca2+含量以及濁度都應(yīng)較低，同時(shí)對(duì)外排水量也做相應(yīng)調(diào)整。

（2）加強(qiáng)操作人員技能培訓(xùn)，當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化后操作人員能夠及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以便于控制好爐溫。

（3）在系統(tǒng)熔渣過(guò)程中應(yīng)充分考慮系統(tǒng)排渣量增大引起激冷室內(nèi)積渣現(xiàn)象，熔渣時(shí)因渣量增加應(yīng)加大鎖斗循環(huán)泵流量，同時(shí)增加排渣次數(shù)，以防止?fàn)t內(nèi)集渣。

（4）氣化爐每次停車(chē)后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)黑水管線及破泡條集渣清理力度，以確保能夠清理徹底。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著水煤漿氣化技術(shù)的不斷發(fā)展，在生產(chǎn)上給我們帶來(lái)很大的便利，但是隨著運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，在運(yùn)行的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，因此在分析問(wèn)題時(shí)一定要從源頭上找出解決方案，只有這樣才能確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

[1]Outlook E.International Energy Outlook[J].Outlook,2010.

[2]曹曉霞,郭建.水煤漿氣化裝置管廊管道布置研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2012(11)：30-31.

[3]王輔臣.大規(guī)模高效氣流床煤氣化技術(shù)基礎(chǔ)研究進(jìn)展[J].中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué),2008,10(3)：4-13.

[4]盛新.Shell煤氣化技術(shù)及其在大化肥裝置的應(yīng)用[J].大氮肥,2007,(06)：415-419.

[5]Lowe E.GE's Gasification Experience in China[C].Gsification Technologies Conference.2007.

[6]于廣鎖,龔欣,劉海峰,王亦飛,王輔臣,于遵宏.多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)[J].現(xiàn)代化工,2004,(10)：46-49.