2011年第18期內(nèi)蒙古石油化工德士古煤氣化技術(shù)改造的思路及存在的問題探討劉懷祥(中國神華包頭煤化工分工司,內(nèi)蒙古包頭市014010)摘要:針對德士古水煤漿加壓氣化裝置存在的帶灰?guī)⒛突鸫u壽命短、燒嘴運(yùn)行周期短、激冷環(huán)結(jié)垢、管道閥門磨損等問題進(jìn)行分析,提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞:德士古;水煤漿;加壓氣化技術(shù);問題探討及改進(jìn)錯施;合成氣洗滌;煤灰份中圖分類號:TE305文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006- - 7981(2011)18- -0111- -031德士古 煤氣化技術(shù)在我國的應(yīng)用2.1.2配煤技術(shù)的 應(yīng)用.德士古煤氣化對原料煤的德士古煤氣化技術(shù)在我國的應(yīng)用始于80年代苛刻要求,使單一的原料煤種很難滿足系統(tǒng)正常運(yùn)末,從國內(nèi)已投入運(yùn)行裝置的運(yùn)行效果來看,技術(shù)控行的需要,采用配煤技術(shù),擴(kuò)大氣化用煤來源已成為制簡單、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全可靠,裝置的開工率、設(shè)備國國內(nèi)現(xiàn)有德士古氣化廠的共同之舉。陜西渭河化肥產(chǎn)化率高。經(jīng)過三十年的吸收、消化,我國在水煤漿廠由原來的灰熔點(diǎn)較高的黃陵煤改為灰熔點(diǎn)較低的氣化領(lǐng)域積累了豐富的設(shè)計、安裝、開車以及技術(shù)研華亭煤;魯南由灰熔點(diǎn)較高的七●五煤改為混配精究開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。煤;淮化也由原灰分高、灰熔點(diǎn)高的義馬煤改為義馬2德士古 煤氣化技術(shù)發(fā)展的幾個思路煤中摻配石油焦、華亭煤、北宿煤、三河尖煤等且都2.1 配煤技術(shù)的應(yīng)用取得了成功,掌握了一定的配煤經(jīng)驗(yàn)。配煤不但可以2.1.1德士古氣化工藝對煤質(zhì)的要求。 煤的灰分、使原不能用于氣化的單煤、石油焦可以氣化,拓寬了成漿性、灰熔點(diǎn)、粘溫特性是影響德士古氣化經(jīng)濟(jì)運(yùn)德士古氣化的原料來源,并能保持系統(tǒng)的長周期穩(wěn)行的幾個重要指標(biāo)。煤中的灰雖不直接參加氣化反定運(yùn)行,降低煤耗、氧耗。應(yīng)，但要消耗反應(yīng)熱,增加氧耗、煤耗,灰分每增加2.1.3實(shí)行混 合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔三單元組1%,氧耗將增加0.16%以上?；曳侄?渣量多,隨渣合?？朔铣蓺鈳?、帶灰現(xiàn)象由于設(shè)計和操作的原而損失的碳也相應(yīng)增加,且給鎖渣系統(tǒng)及灰水處理因,氣化爐出口合成氣經(jīng)常出現(xiàn)帶水、帶灰現(xiàn)象,有系統(tǒng)的運(yùn)行帶來難度。成漿性能好的煤易制得較高時還帶渣,對氣體凈化的觸媒活性帶來嚴(yán)重威脅,導(dǎo)濃度的煤漿,可降低制漿成本,煤漿濃度高,合成氣.致管線結(jié)垢和堵塞。借鑒華東理工大學(xué)在新型多噴中的有效氣體成分(CO+H2)將增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),煤嘴對置式氣化爐裝置中的經(jīng)驗(yàn),采用“分級”的概念，漿濃度每提高1% ,(CO+H2)將增加0.15%以上。德氣化爐出口合成氣經(jīng)過混合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔士古氣化為液態(tài)排渣,灰熔點(diǎn)高,操作溫度就高。在三單元組合,達(dá)到先“粗分”再“精分”。在混合器后設(shè)正常生產(chǎn)條件下,耐火磚表面有一層煤渣層,適當(dāng)厚置旋風(fēng)分離器,以除去80%~90%的細(xì)灰,煤氣進(jìn)入的渣層可以減緩氣體和熔渣對磚表面的沖刷,溫度水洗塔時,已經(jīng)較為潔凈;加入水洗塔的洗滌水比加低時渣層較厚,溫度高時渣層較薄,會影響耐火磚的入混合器的潤濕洗滌水更為清潔,保證洗滌效果。水使用壽命,不利于系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.煤的粘溫特性也洗塔采用泡罩塔,其操作彈性及對沉淀物的兼容性直接影響氣化爐的操作溫度,有時灰熔點(diǎn)低的煤,灰優(yōu)于篩板塔,避免把渣和水帶入后系統(tǒng),克服合成氣的粘性溫度并不低,如義馬煤其T4溫度一般小于帶水、帶灰現(xiàn)象。目前大型氣化爐設(shè)計激冷室直徑大1300C ,當(dāng)溫度在1400C以上時,灰粘度較小,低于于燃燒室直徑,使氣化爐內(nèi)合成氣得到充分洗滌和1400C,灰粘度急劇增大,流動性變差,故氣化爐操冷卻,降低氣化爐內(nèi)氣體速度,可進(jìn)-步減少合成氣作溫度應(yīng)綜合考慮灰熔點(diǎn)和灰粘度。國內(nèi)多家投運(yùn)帶灰、帶水。中國煤化工德士古爐多年來的實(shí)踐表明:低灰分、成漿性能好、3存在的片CNM灰熔點(diǎn)低、粘溫特性好的煤比較適合氣化。3.1 使用前,離耐火磚使用壽收稿日期:2011-08-28112內(nèi)蒙古石油化工2011年第18期目前影響德士古氣化裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的目前國外向火面耐火磚使用壽命達(dá)兩年，國內(nèi)“瓶頸”是氣化爐燒嘴運(yùn)行周期短。氣化爐燒嘴運(yùn)行耐火磚使用壽命一年左右,耐火磚更換費(fèi)用占整個周期一般60天左右,超過60天后合成氣產(chǎn)量降低和裝置維修費(fèi)用的50%,因此研究使用新型耐火材料盤管冷卻水泄漏。損壞的主要原因就是燒嘴噴頭磨制作耐火磚至關(guān)重要。氣化爐- -般操作溫度為1300損、出現(xiàn)熱應(yīng)力裂紋及冷卻水盤因管露點(diǎn)腐蝕而泄~ 1400C,比原料煤的灰熔點(diǎn)高50~100C ,液態(tài)熔漏。水煤漿霧化過程中煤漿顆粒直接沖刷噴口使噴渣沿向火面耐火磚內(nèi)壁向下流動，與磚接觸,對耐火嘴磨損是影響燒嘴使用壽命的主要原因。為了減輕磚造成侵蝕和破壞。熔渣中含有的CaO和Fe2O3組磨損，可以選用高強(qiáng)度耐磨材料及把燒嘴中煤漿和分侵入耐火磚，與耐火磚中的氧化鎂組分生成氧氣混合形式預(yù)混改為預(yù)膜。當(dāng)噴嘴結(jié)構(gòu)形式定型MgFe2O。。- -般認(rèn)為耐火磚中的尖晶體MgAl2O,對后，選用碳化鎢、硬質(zhì)合金,如Umco50和Hay-熔渣的侵蝕作用具有一定的抵御性,但是熔渣中含ness188等高強(qiáng)度耐磨材料,大大延長燒嘴使用壽有的FeO組分侵入耐火磚,Fe+取代了耐火磚中的命.在燒嘴噴頭處,改變氧氣管噴頭和煤漿管噴頭配Al3+,這種置換作用導(dǎo)致磚體膨脹,造成耐火磚脆合間隙,使煤漿與氧氣混合形式由預(yù)混改變?yōu)轭A(yù)膜，裂,所以作為向火面耐火磚高鋁磚容易受到熔渣侵從而減少煤漿對噴口的直接磨損,同時可提高產(chǎn)量。蝕。而主要組成分為氧化鉻的RedexBCF一86C型由于負(fù)荷的變化造成燒嘴頭部外表面熱負(fù)荷的變化耐火磚受熔渣侵入耐火磚晶間結(jié)構(gòu)影響,性能退化，而引起燒嘴熱應(yīng)力裂紋，裂紋在煤燃燒產(chǎn)生的硫化造成耐火磚脆裂;發(fā)生脆裂的耐火磚,在爐內(nèi)溫度變氫侵蝕作用下進(jìn)-步擴(kuò)大,在燒嘴頭部安裝一個陶化幅度較大時，會導(dǎo)致耐火磚脫落。主要成分為瓷環(huán)可以有效避免,同時可防止噴頭磨損.燒嘴盤管Cr2O3、Al2O及ZrOz的ZC-60型耐火磚,一般能經(jīng).泄漏主要由于露點(diǎn)腐蝕和焊接質(zhì)量問題。為了防止受熔渣的侵蝕作用ZC-80和ZC-90耐磨性優(yōu)于盤管露點(diǎn)腐蝕,應(yīng)將氣化爐熱量充分地傳到氣化爐ZC-60。氧化鉻含量越高耐腐蝕性越好,但抵御剝的爐頸上,從而將盤管附近區(qū)溫度在露點(diǎn)溫度以下落的能力越弱。氣化爐目前主要使用ZC-80或ZC.運(yùn)行的可能性降到最低,改變盤管材質(zhì),選用I-90耐水磚。nconel600、HastelboyC- - 22及276等材質(zhì)可進(jìn)一步3.2鉬保護(hù)管 熱電偶與磚后熱電偶結(jié)合使用,提高抑制露點(diǎn)腐蝕,HastelboyC- - 22及276比Inconel600熱電偶使用壽命更耐露點(diǎn)腐蝕。氣化爐溫度影響耐火磚的壽命、氣化爐的排渣3.4改變激冷環(huán)結(jié)構(gòu),防 止激冷環(huán)結(jié)垢堵塞及氧氣的消耗,是氣化爐安全、高效運(yùn)行的重要保激冷環(huán)結(jié)垢堵塞造成激冷水流量下降是德士古證。目前在德士古煤氣化裝置中,氣化爐溫度測量主裝置長周期運(yùn)行重要制約因素。對激冷環(huán)灰垢進(jìn)行要采用熱電偶,熱電偶的平均壽命遠(yuǎn)比期望值低,有元素分析,灰垢含40%~ 50%鋁、10%~ 20%硅、的在投料成功后幾天內(nèi)就損壞,給操作和安全運(yùn)行10%~20%鐵和一-定量的鈣、磷、硫、鈦、鎂等。選用帶來了重大隱患,頻繁更換熱電偶也顯著增加企業(yè)理想的分散劑,在激冷水上水管線加裝激冷水過濾成本。根據(jù)德士古公司研究情況及各廠家使用和改器,也可選用新型激冷環(huán)來減輕結(jié)垢問題;增加激冷造情況,使用金屬鉬保護(hù)管來取代陶瓷熱電偶保護(hù)水布水孔數(shù)可以使激冷環(huán)布水更加均勻,增加清理管,且需把熱電偶隱藏耐火磚后。鉬在高溫下極其堅孔數(shù)可以在停車檢修時方便和徹底清理激冷環(huán)。激硬,在還原性氣氛下使用具有良好的抗侵蝕能力,但冷水進(jìn)水方向改為切線方向進(jìn)水,激冷環(huán)法蘭中布在升溫過程中極易被快速氧化,因此應(yīng)在一定的溫水箱由方體改為半球體,避免灰渣在激冷環(huán)內(nèi)沉積，度下安裝使用。把熱電偶置于耐火磚后,雖然靈敏度進(jìn)一步減少結(jié)垢。簡化激冷流程,激冷水來源由黑水降低及反應(yīng)時間延長,但是對照鉬保護(hù)管熱電偶完改為“潔凈”的一級及二級工藝?yán)淠?可以更有效好時鉬保護(hù)管測量溫度、隱于磚后熱電偶溫度、氣化避免激冷環(huán)結(jié)垢。爐各工藝參數(shù)的對比關(guān)系,在鉬保護(hù)管熱電偶損壞3.5 采中國煤化工l磨損問題時,根據(jù)隱于磚后熱電偶溫度,可以準(zhǔn)確判斷。氣化德士1HCNM H2的灰渣嚴(yán)重磨損爐溫度,為判斷氣化爐工藝運(yùn)行趨勢和對氣化爐準(zhǔn)管道閥門。昌e石順(出黑水外噴,造成嚴(yán)重確操作提供保證。污染和水的浪費(fèi);閥門閥芯磨損嚴(yán)重,關(guān)閉不嚴(yán),在3.3.選用耐磨材質(zhì),提高燒嘴噴頭和盤管壽命開停車時無法處理系統(tǒng)。運(yùn)行時調(diào)節(jié)系統(tǒng)困難,有時2011年第18期劉懷祥德士古煤 氣化技術(shù)改造的思路及存在的問題探討113必須停車處理。為了解決管道磨損問題,必須采用綜進(jìn)等,使該技術(shù)在我國的應(yīng)用越來越成熟可靠,也大合治理方式。首先加強(qiáng)水質(zhì)管理,盡可能減少黑水固大促進(jìn)了德士古煤氣化技術(shù)自身的發(fā)展,為該技術(shù).含量,重新篩選絮凝劑和分散劑;然后調(diào)節(jié)閥閥芯及在我國更廣闊的應(yīng)用打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。泵內(nèi)殼材質(zhì)采用碳化鎢、Stee16#鍍層保護(hù);泵出口[參考文獻(xiàn)] .管線加限流孔板;管道易磨損部位采用陶瓷襯可有效防止管道閥門磨。1] 許令奇.德士古煤氣化工藝。中氮肥, 2003,4結(jié)束語(3):3.德士古煤氣化技術(shù)在我國應(yīng)用的幾十年里，國[2]陳永獻(xiàn).德士古煤氣化技術(shù)存在的問題.河南內(nèi)許多廠家根據(jù)各自不同的工藝現(xiàn)狀對該技術(shù)進(jìn)行化工,2005,(11).了多項(xiàng)改進(jìn),包括為提高氣化效率的氣化爐型改進(jìn)，[3] 顧進(jìn)。德士古煤氣化裝置合成氣洗滌的改進(jìn).為延長使用壽命的噴嘴尺寸調(diào)整,為解決帶水問題安徽化工,2005,(3). .的碳洗塔內(nèi)件改造,為延長運(yùn)行周期的鎖渣系統(tǒng)改(. 上接第67頁)4.1.2焊縫表面不得有 弧坑、夾渣、氣孔等缺陷。2.9焊接前應(yīng)將焊口兩惻30~50mm范圍內(nèi)的油4.1.3焊縫咬邊深度不得大于0.5mm,咬邊連續(xù)漆、鐵銹、水、油污等贓物清除干凈。長度不得大于100mm,總長度不得大于焊縫長度的2.10焊前預(yù)熱10%.根據(jù)簡體的板厚,環(huán)境溫度、濕度等因素確定焊4.2 焊縫高度前預(yù)熱(一般100~150C),可采用局部預(yù)熱的方法，筒體外部不得大于3mm,簡體內(nèi)部燒成帶不得在焊縫兩側(cè)100~150mm范圍內(nèi)。大于0.5mm,其它段不得大于1. 5mm,焊縫最低點(diǎn)3焊接不得低于簡體表面,應(yīng)飽滿?；剞D(zhuǎn)窯焊接分外口焊接、內(nèi)部清根、內(nèi)口焊接三4.3焊縫內(nèi) 部檢查個階段。4.3.1若采用超聲波探傷時,每條焊縫應(yīng)檢查,探3.1外口焊接傷長度為該焊縫長度的25%,質(zhì)量評定達(dá)GB113453.1.1根據(jù)找出的起始點(diǎn)位置,將其轉(zhuǎn)到頂部,利中的I級合格。用窯簡體本身自重和焊接變形,減少軸向跳動誤差。4.3.2若采用X射線探傷,每條焊縫應(yīng)檢查,探傷3.1.2第一層打底時,選用q4.0mm焊條,短弧焊長度為該焊縫長度的15%。質(zhì)量平定達(dá)GB3323中接,焊條不擺動,保證- -定的熔深。的三級合格。3.1.3以后焊層 可采用φ5、p6的焊條進(jìn)行焊接,焊4.3.3焊縫交叉處應(yīng)重 點(diǎn)檢查。接時可做某種形式的擺動,保證焊縫兩邊熔合好。4.3.4焊縫的 任何部位返修次數(shù)不得超過兩次。3.1.4焊接下一層應(yīng)把上一層的焊渣清理干凈,特5焊接記錄高點(diǎn)應(yīng)磨平,若發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時處理?；剞D(zhuǎn)窯焊接過程中應(yīng)做好記錄存檔,記錄內(nèi)容3.1.5焊接層 數(shù)根據(jù)母材厚度決定。有:焊接日期、焊接工藝、焊縫接口徑向跳動數(shù)據(jù)、每3.2 內(nèi)部清根道焊縫的起點(diǎn)、焊工代號、氣候變化等。3.2.1將內(nèi)部的支撐、連接板、調(diào)整鐵、拉緊螺栓等[參考文獻(xiàn)]組對夾具割掉。[1] 雷世明.焊接方法與設(shè)備[M].北京:機(jī)械工3.2.2采用扁形碳棒,對內(nèi)坡口進(jìn)行修整,坡口形.業(yè)出版社,2005.式為V形坡口,底部過渡宜圓滑,否則焊接時易產(chǎn)生李亞江，焊接修復(fù)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)夾渣。出版社,2005.3.3 內(nèi)口焊接[3] 周振豐,張文鉞.焊接冶金與金屬焊接性[M]內(nèi)口焊接的起點(diǎn)應(yīng)是外口焊接點(diǎn)的對稱點(diǎn),內(nèi)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.口焊接與外口焊接方法相同。[4] 陳祝{中國煤化工北京:機(jī)械工4焊接質(zhì)量檢查業(yè)出CNMH G4.1 焊縫外觀檢查[5] JCJ-03- 1990《水泥機(jī)械設(shè)備安裝工程施工4.1.1檢查前應(yīng)將焊縫20mm內(nèi)的焊渣、飛濺等清及驗(yàn)收規(guī)范。中國建筑材料工業(yè)建設(shè)總公司，除干凈,焊縫表面應(yīng)平滑細(xì)鱗,寬度均勻、整齊。1991.