碎煤加压气化炉带出物多的原因分析及处理

姜成鹏

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，气化装置主要的生产任务是向后续裝置提供合格的粗煤气，经过变换、冷却以及低温甲醇洗系统产生合格的净煤气，来满足合成装置的生产需求。适用煤种范围比较广的碎煤加压气化炉，碎煤加压气化是一种自热式、移动床、逆流接触、连续气化、固态排渣的生产工艺。每个气化炉包括煤锁供煤溜槽、煤锁、气化炉、洗涤冷却器、灰锁、膨胀冷却器、空气引射器、旋风分离器、废热锅炉、以及粗煤气分离器，同时每个框架还配备了润滑系统、液压系统、煤锁气回收系统、火炬系统以及一些附属设施。

关键词：碎煤加压气化工艺;气化废锅集水槽出口管线;煤气水余热回收器

引言

随着我国经济发展转型与环境保护政策实施，煤炭产业的改革也是势在必行，为了寻求经济与环境的平衡，发展煤化工业成为煤炭企业的首选方向。碎煤加压气化工艺是进行煤气化工生产的重要途径，保证生产工艺连续稳定运行以实现保产增产。本文结合实际生产过程，综合分析了影响碎煤加压气化炉稳定运行的因素，并提出应对方法进而实现气化工艺稳定性。

1碎煤加压气化工艺流程

备煤系统送出的原煤，经筛分后送入煤仓，由煤锁将煤加入气化炉内，随着煤在炉内的燃烧，料层依次按干燥层、干馏层、气化层、燃烧层、灰渣层分布，燃烧后形成的灰渣由灰锁排出炉外;通入炉内的气化剂与灰渣层的灰渣换热后，在燃烧层与煤发生反应，气化层主要发生还原反应，也是粗煤气的主要来源，干馏层和干燥层主要是将煤中的二氧化碳、焦油等吸附性气体析出，经干燥层换热后排出气化炉，同时粗煤气还带走了干燥层的煤粉;出气化炉的粗煤气进入洗涤冷却器，由来自低压废锅集水槽的含尘煤气水经循环洗涤泵喷淋洗涤，得到的液相送至煤气水分离装置，粗煤气则由低压废锅回收热量后经粗煤气分离器并入粗煤气总管。

2碎煤加压气化炉带出物多处理

2.1煤溜槽卡煤问题解决措施

煤溜槽卡煤主要是因煤质引起的。原料煤煤质对气化炉运行的影响主要体现在几个方面，主要体现在煤粒度较小、沫煤占比较大，容易堵塞气化炉煤溜槽;另一种情况是冬季冻煤，公司现场气温低，冬季极限气温低于零下40℃。在气化炉进煤的设备中，煤溜槽通道狭窄，容易发生冻堵情况;另外，原料煤中的有可能夹带大块、杂物等，堵塞煤溜槽。解决措施：一是做好煤场存储量控制，因褐煤水分高，如果储存时间过长，就会因为失去水分粉化，因此在保证安全生产的情况下尽可能降低煤的库存量;二是加强原料煤筛分的控制，筛分装置在气化炉入炉煤控制方面，起着至关重要的作用，在原料煤末、煤量较大时或者长期储存煤时，通过增开弛张筛等措施加强筛分;三是通过增加厂房暖气，或者在煤溜槽出口增加蒸汽吹扫接口等方式，解决冬季冻煤问题;四是加强煤质控制，加强从采购合同、煤场储存、筛分、运输的过程管理，尽可能减少杂物大块进入气化炉。

2.2煤锁系统对气化炉连续稳定

煤锁充压、泄压液压阀门的内漏，也会对气化炉的稳定运行产生影响。煤锁向气化炉加煤过程中，煤锁各阀门需多次点动确保关严，阀门开关频繁，降低阀门的密封性，导致内漏。如果发生充压阀门内漏，煤锁泄压时间延长甚至没法泄尽压力，煤锁循环时间长极易导致气化炉缺煤引起煤锁大法兰和出口温度增高，同时带压开上阀存在严重的安全隐患。当煤锁泄压阀门发生内漏，煤锁下阀门打开与气化炉联通，煤气将通过泄露的泄压阀持续外泄，气化炉内的高温煤气就会不断窜向煤锁，此状况长时间持续下去将导致煤锁下法兰温度和气化炉粗煤气出口温度上升至过高甚至产生超温现象，致使气化炉加煤频繁而温度不降，最终只能将负荷降低甚至停车，严重影响气化炉的连续稳定运行。针对煤锁充泄压阀门的内漏，可采取的具体措施：加强煤锁阀门密封性的质量。进一步优化煤锁泄压管路，在泄压阀阀后增大变径，改进消音器内部结构进而减小泄压阻力，保证安全的前提下增加泄压速度。定期对煤锁液压阀门进行安检，确保煤锁液压阀门始终处于密封状态。

2.3含尘煤气水处理流程

气化来的含尘煤气水温度199℃、压力2.0MPa，进入余热回收器管程与壳程的低压锅炉给水换热后，壳程产生0.5MPa的低压蒸汽，换热后的煤气水温度降至166℃，与煤气冷却系统来的156℃、2.1MPa含焦油煤气水混合后进入煤气水换热器、含尘煤气水冷却器，分别用高压喷射煤气水和循环水冷却至136℃和75℃，再进入含尘煤气水膨胀器;经含尘煤气水膨胀器闪蒸脱气后，含尘煤气水温度降至75℃、压力降至120kPa，之后进入初焦油分离器进行油水分离，分离出的油送往罐区，脱油后的煤气水送入最终油分离器及双介质过滤器处理后送入煤气水大罐。

2.4气化炉结渣

当气化炉内温度超过煤的灰熔点时，煤就会熔融成大渣块，通过炉篦无法正常排出，最终导致气化炉出口温度高停炉。对于加压气化，汽氧比是一个重要的操作参数，产物煤气的组成，随着汽氧比的变化而变化，同一煤种，汽氧比有一个变动范围。改变汽氧比即可调整控制气化过程的温度，在固态排渣炉中，首先保证燃烧过程灰不熔融成渣，同时保证气化反应在尽可能高的温度下进行。一是加强煤的灰熔点分析，当煤质发生变化时，及时调整气氧比，防止气化炉超温;二是做好不同煤种的掺配，通过合理掺配尽可能保持煤质稳定;三是每班定期看灰样，通过监测灰样及时调整气化炉内工况。

2.5炉篦对气化炉连续稳定运行的影响对策

气化炉炉篦的作用主要是支撑气化床层维持床层高度、控制排灰速度和均匀分布气化剂。炉篦底部安装刮刀，通过炉篦旋转与耐磨筋条相互作用，逐步将气化炉产灰排至灰锁，保证灰层厚度，气化剂通过旋转炉篦和一定厚度灰层，达到气化剂均匀分布。在运行过程中，炉篦因灰层厚度长时间控制过低，温度过高引起炉篦表面出现裂纹，长时间不断运行，裂纹逐渐变大致使炉篦变形扭曲，甚至被烧坏，进而造成气化剂分布不均匀，气化炉内床层反应不平衡，产出偏烧，影响气化炉的正常运作。炉篦的使用寿命与炉篦转速、所安刮刀数量、灰层温度、炉篦材料等有关。针对炉篦失效，可采取的改进措施：提高炉篦材料的耐高温强度和硬度，延长炉篦的使用寿命。增加炉篦的耐磨条数量，调整刮刀数量和位置，降低炉篦的失效率。控制灰锁运作温度，保护炉篦在安全温度内。定期巡检看灰样，及时调整生产参数，如汽氧比。

结束语

碎煤加压气化装置相关设备和管线的堵塞问题一直是系统长周期、安全、稳定运行的重大隐患，碎煤加压气化技术是技术成熟的先进煤气化技术之一，随着国内新建碎煤加压气化装置陆续建成投产、技术不断升级，其适用煤种及应用领域不断拓宽，碎煤加压气化炉在我国煤炭气化领域的应用前景将是非常广阔的。该技术在主流煤气化工艺中引进和使用时间最长，相对而言积累了较丰富的运行经验。

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