李家璐

（同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司,山西 大同 037000）

引 言

隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)環(huán)保更加重視。殼牌氣化爐作為一種十分常見的清潔技術(shù),是應(yīng)用十分廣泛的一種煤氣化技術(shù)。雖然殼牌氣化爐技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中還是有一些問題,影響其長(zhǎng)周期的運(yùn)行,不但會(huì)影響到殼牌粉煤氣化技術(shù)的未來發(fā)展和推廣,還降低了實(shí)際效益。所以,為了保證殼牌氣化爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行,需要采取一定的措施,解決其中的問題。

1 殼牌氣化爐的特點(diǎn)分析

首先,殼牌氣化爐通常的溫度都會(huì)在1 400℃以上,所以需要使用水冷壁和液態(tài)的排渣方法,而不能只是使用水煤漿氣化爐的結(jié)構(gòu)。通常情況下,需要在水冷壁外部加上一些比較耐火耐熱的材料,內(nèi)部可以設(shè)置一些金屬的銷釘。材料的耐熱溫度應(yīng)該在1 400℃～1 700℃,最起碼應(yīng)該在短時(shí)間內(nèi)承受住這一個(gè)溫度的范圍。另外,耐火材料不能在高溫的環(huán)境下停留過長(zhǎng)的時(shí)間,不然會(huì)減少材料的使用壽命,最后可能導(dǎo)致水冷壁出現(xiàn)問題,而殼牌氣化爐通過一定的方法可以有效地對(duì)水冷壁進(jìn)行保護(hù)。其次,殼牌氣化爐下邊都會(huì)安裝一些粉煤的燒嘴,以一定的方向插進(jìn)水冷壁中。在實(shí)際使用的過程中,粉煤燒嘴會(huì)在較快速度下噴出大量的粉煤,然后在爐膛內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,經(jīng)過不完全的反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生較多的粗煤氣,最后將粉煤中的灰分熔化成為一些小顆粒。粗煤氣中的微小顆粒經(jīng)過離心作用,會(huì)覆蓋在水冷壁的表層,形成一定的渣層。渣層可以簡(jiǎn)單地分為兩個(gè)層次：一個(gè)層次是固定的渣層,會(huì)有固定的厚度；另外一個(gè)是液態(tài)渣層,這部分的厚度相對(duì)比較大,因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔脮?huì)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。再次,當(dāng)整體的渣層相對(duì)比較薄時(shí),因?yàn)槟突鸩牧系臒醾鲗?dǎo)作用,液態(tài)渣層部分的內(nèi)部會(huì)逐漸地進(jìn)行冷卻,使固定層以及整體層變厚。而當(dāng)整體的渣層變厚時(shí),其熱阻就會(huì)提高,傳熱的速度就會(huì)降低,然后將液態(tài)的渣層進(jìn)行升溫,其流動(dòng)性會(huì)逐漸增加,最后會(huì)形成一種平衡。最后,將進(jìn)入氣化爐的氧氣和煤灰的成分比例進(jìn)行穩(wěn)定,使水冷壁內(nèi)部的系統(tǒng)形成一種穩(wěn)定的狀態(tài),氣化的實(shí)際溫度不會(huì)產(chǎn)生較大的變化,會(huì)將渣變得穩(wěn)定,渣層的厚度也會(huì)更加穩(wěn)定,對(duì)水冷壁產(chǎn)生很大的幫助,使其不會(huì)受到腐蝕,不會(huì)受到高溫的影響,對(duì)其產(chǎn)生更多的保護(hù)［1］。

2 制約殼牌氣化爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素

2.1 煤質(zhì)的影響

第一,煤中水分含量會(huì)對(duì)粉煤的運(yùn)輸產(chǎn)生較大的影響,而且也會(huì)影響到磨制粉煤的實(shí)際質(zhì)量。如果煤中的水分含量過高,那么會(huì)使磨煤?jiǎn)卧械娜剂蠚怏w消耗增加,而且會(huì)使其在加壓運(yùn)輸?shù)倪^程中出現(xiàn)結(jié)塊的問題,最后產(chǎn)生堵塞的問題。同時(shí),粉煤中的水分如果過高,還會(huì)影響到對(duì)粉煤速度的測(cè)量,無法更加有效地保證煤燒嘴的穩(wěn)定運(yùn)行,會(huì)直接影響到殼牌氣化爐的長(zhǎng)周期運(yùn)行。第二,就是灰分的比例。如果灰分的比例較低,會(huì)造成氣化爐上的水冷壁的渣層變薄,甚至?xí)o法產(chǎn)生渣層,這樣就沒有辦法對(duì)水冷壁產(chǎn)生保護(hù),會(huì)降低其使用的周期。而如果灰分的比例過高,最后產(chǎn)生的爐渣含量也會(huì)變大,這樣會(huì)提高除灰系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷,還可能會(huì)造成堵塞,甚至出現(xiàn)冷卻器結(jié)垢的嚴(yán)重問題。而且渣量如果太多,還會(huì)破壞燒嘴的隔焰罩,不利于氣化爐長(zhǎng)周期的運(yùn)行。第三,也會(huì)對(duì)灰熔點(diǎn)產(chǎn)生一定的要求,灰熔點(diǎn)不能太高,也不能太低,需要控制在一定的范圍之內(nèi)。特別是對(duì)于熔點(diǎn)比較高的煤,需要使用一些助熔劑,降低煤的實(shí)際熔點(diǎn),保證煤可以更好地氣化。而對(duì)于熔點(diǎn)比較低的煤,就需要使用一定的方式提高其實(shí)際的熔點(diǎn)。只有保證灰熔點(diǎn)的穩(wěn)定,才能保證氣化爐不會(huì)發(fā)生較大的波動(dòng),也就不會(huì)堵塞出渣口,能夠讓氣化爐進(jìn)行更長(zhǎng)周期的運(yùn)行。第四,煤在經(jīng)過氣化之后產(chǎn)生爐渣的粘溫特點(diǎn)具有重要的作用,特別是對(duì)于液態(tài)排渣型的氣化爐,會(huì)直接影響到水冷壁能不能順利地進(jìn)行掛渣。當(dāng)氣化的溫度相對(duì)比較穩(wěn)定時(shí),只有爐渣的粘度穩(wěn)定,才能形成一個(gè)動(dòng)態(tài)流動(dòng)的渣層,從而更加有效地避免出現(xiàn)沖刷腐蝕的問題。

2.2 氣化爐工藝的影響

氣化爐的工藝也會(huì)對(duì)氣化爐是否能夠長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。首先,就是氧氣和煤的比例,其高低會(huì)直接影響氣化爐內(nèi)部的溫度,所以對(duì)氧氣和煤的比例進(jìn)行調(diào)整也是控制氣化爐最有效的方法,需要操作人員不斷地進(jìn)行調(diào)整。而殼牌氣化爐中的氧煤比例的實(shí)際準(zhǔn)確度會(huì)和粉煤的循環(huán)測(cè)試產(chǎn)生較大的關(guān)系。裝置在運(yùn)行的過程中,操作人員應(yīng)該結(jié)合氣化爐內(nèi)部各種氣體的含量對(duì)氣化爐內(nèi)部的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。如果爐內(nèi)的溫度較高,就要及時(shí)降低氧煤的比例,如果溫度較低,就要提高氧煤的比例,只有當(dāng)溫度保持穩(wěn)定,并且在規(guī)定的度數(shù)之后,才能實(shí)現(xiàn)氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。其次,水氧比例也是控制氣化爐內(nèi)部溫度的方法之一。氣化爐工藝的氣化劑之一就是水蒸氣,有了水蒸氣,爐內(nèi)的反應(yīng)就不會(huì)過于激烈,能夠保證溫度不會(huì)發(fā)生太大的變化,還能減少因?yàn)闅饣磻?yīng)而產(chǎn)生的消耗。通常情況下,在氣化爐的內(nèi)部添加水蒸氣,還能夠減少爐渣中的渣末數(shù)量,讓碳更好地進(jìn)行轉(zhuǎn)換,同時(shí)還可以將合成氣體的成分進(jìn)行改善。最后,就是激冷的比例,也就是激冷后的溫度是十分重要的。激冷后的溫度如果還是偏高,那么合成氣體冷卻的趨勢(shì)就會(huì)加重,更壞的情況可能還會(huì)出現(xiàn)堵塞的問題［2］。

2.3 設(shè)備的影響

殼牌氣化爐是由很多不同的設(shè)備組成的,所以任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題都會(huì)影響到其長(zhǎng)周期的運(yùn)行。第一,激冷氣壓縮機(jī)是一個(gè)大型的設(shè)備,可以提供十分重要的激冷氣,對(duì)氣體的溫度以及后續(xù)的設(shè)備都產(chǎn)生一定的影響,能夠很好地防止超溫的問題。而一般激冷氣壓縮機(jī)都是單臺(tái)的機(jī)組,不具有備用的設(shè)備,如果出現(xiàn)問題,整個(gè)氣化裝置都不能很好的運(yùn)行,所以必須保證其可靠性。第二,帶連鎖的機(jī)泵是一個(gè)重要的部分,包括煤燒嘴的冷卻水泵、中壓循環(huán)泵和濕洗塔塔底的循環(huán)泵等,對(duì)氣化爐都有十分重要的作用。在實(shí)際的運(yùn)行過程中,這些機(jī)泵是不能停止的,如果停止,會(huì)對(duì)煤燒嘴、氣化爐等產(chǎn)生威脅,甚至?xí)p壞設(shè)備。所以,可以增加備用泵的數(shù)量,保證出現(xiàn)問題時(shí)可以換泵工作。

3 保證殼牌氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的措施

3.1 保證煤質(zhì)和溫度符合要求

煤質(zhì)是十分重要的一個(gè)因素,所以必須保證煤質(zhì)的穩(wěn)定性,要采取合理的措施,穩(wěn)定入爐煤的質(zhì)量。現(xiàn)在我國(guó)很多殼牌氣化爐都在使用配煤的措施,將煤質(zhì)進(jìn)行充分的穩(wěn)定,最后產(chǎn)生的實(shí)際效果也比較好,算是一種最有效、合適的方法。另外,就是要對(duì)氣化爐內(nèi)部的溫度進(jìn)行有效的控制,只有溫度保持穩(wěn)定,才能保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定,才可以更加長(zhǎng)周期的運(yùn)行［3］。

3.2 強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的管理

能夠影響氣化爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備很多,應(yīng)該保證每一個(gè)部分都能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。管理人員應(yīng)該重視設(shè)備的日常管理,按時(shí)進(jìn)行維護(hù)和修理,保證設(shè)備一直處在完好的狀態(tài),同時(shí)也要保證備用設(shè)備的完好。

4 結(jié)語

自從殼牌氣化爐投入市場(chǎng)之后,各個(gè)相關(guān)的企業(yè)都在不斷地進(jìn)行研究,希望可以將其更好地進(jìn)行完善,解決其中的問題。但是現(xiàn)在氣化爐運(yùn)行過程中還是會(huì)出現(xiàn)問題,比如堵塞問題,而問題產(chǎn)生的原因又比較多,需要進(jìn)行全面的分析與檢測(cè)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)該準(zhǔn)確地分析影響氣化爐運(yùn)行的因素,在此基礎(chǔ)上實(shí)施一定的措施,保證殼牌氣化爐可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 郭丹.殼牌煤氣化爐的設(shè)備特性及技術(shù)管理［J］.化肥設(shè)計(jì),2014（3）：29－32.

［2］ 齊云飛.試論殼牌氣化爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作維修［J］.科技視界,2016（23）：325,320.

［3］ 滕發(fā)利.殼牌氣化爐運(yùn)行中的常見問題［J］.化工設(shè)計(jì)通訊,2017,43（5）：170－171.