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摘要：水煤浆加压气化工艺是目前世界上比较先进的煤气化工艺，它具有单炉生产负荷大，可操作性强，碳转化率高等优点。因此这套工艺倍受国内外生产厂家的青睐，也是目前国内应用最广的第三代气化工艺。某公司从GE公司引进了这一气化技术及关键装置，经过生产实践发现，原煤灰份是影响GE气化工艺的重要因素。基于此，本文就原煤灰份对气化工艺影响进行了探讨分析。
关键词：原煤灰份；煤浆制备系统；气化系统；排渣；管道设备；渣水处理；影响
原煤灰份对GE气化工艺的影响主要表现在煤浆的制备、气化的正常运行、排渣系统的正常运转、渣水系统的处理、合成气的气体组分等方面，以下就原煤灰份对GE气化工艺的影响进行具体分析
一、原煤灰份对煤浆制备系统的主要影响
气化工艺煤浆制备系统采用的是棒磨机开路系统。煤浆制备系统的主要目的就是将原煤与水及添加剂一起经过碾碎混合制备出供气化使用的合格水煤浆。原煤的灰份高低是影响煤浆品质的一个重要因素。由于原煤中的矿物质的比重、硬度都高于煤的比重和硬度，因此，原煤中的灰份在煤浆中大部分是以较大颗粒的形式存在，且易于沉淀。如果使用高灰份的原煤，势必使煤浆的颗粒变粗，且稳定性、流动性变差。在使用高灰份原煤的情况下，为了保证煤浆中适合的粒度分布就必须增加磨机钢棒的填充率，调整磨机钢棒的配比。这样既增加了磨机的电耗，同时也加剧了磨机系统设备的磨损。另外，在使用高灰份原煤制备水煤浆时，由于比重原因，煤浆的稳定性比较差，易于产生沉淀，长期使用这种煤浆容易因为管道内沉积物过多而造成管道堵塞。
二、原煤灰份对气化系统的主要影响
煤的灰份是煤中所有可燃物资完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，它们是金属与非金属的氧化物及盐类。灰份在气化炉反应中是无用而有害的物资，无用是讲它不参与气化反应，有害是因为灰份在气化炉中被熔融是要消耗热能，及多消耗氧气和煤中可燃物，多产生一些CO2，熔渣还要冲刷，侵蚀向火面砖。在实际生产操作中，由于原煤中灰份增加，为了防止气化炉下渣不畅，堵塞气化炉渣口，操作上要适当提高气化炉的操作温度。这样，既增加了系统的氧耗，有增大了系统的热负荷，而导致合成气出口水气比高，易合成气带水，影响净化变换炉触媒的使用寿命。这就需要我们在正常操作中格外精心，可以通过加大气化炉激冷水量和碳洗塔底部的外排水量，严格控制好系统的热负荷，保证出口合成气水气比在正常范围之内，延长变换触媒的使用寿命。
三、原煤灰份对管道和设备的主要影响
原料煤中灰份含量如果升高，就会造成黑水中固含量增多，使黑水、灰水系统管道、阀门、设备的磨损率大大增加，严重时会使部分关键设备磨蚀泄漏造成气化炉停车。原料煤中灰份增大后，为了利于气化炉排渣而提高气化炉操作温度，由于气化炉内的温度提高，高温熔渣和气体加剧了对气化炉内向火面砖的冲刷和磨损，大大降低了耐火砖的使用寿命。气化炉操作温度每提高100℃，耐火砖的磨蚀速率就会增加两倍，所以要尽量选择低灰份的原煤进行GE工艺的操作，才能进一步缩短灰渣对阀门和设备的磨蚀速率，保证气化系统的长周期稳定运行。
四、原煤灰份对排渣的主要影响
某公司采用的是液态排渣技术，大颗粒的渣经由气化炉底部直接进入渣收集罐，每隔半小时经由一系列减压，冲洗动作后排入渣池，有捞渣机捞走装车。细小颗粒的渣被气体带走，经由水洗涤后，排入渣水处理系统，经过闪蒸、絮凝、沉淀后排出界外。原煤中灰份高低直接影响了排渣及渣水系统的负荷。当使用高灰份原煤时，由于排渣量的增多，造成渣收集罐的温度偏高。随着原煤灰份的增加，锁斗的平均温度也随之上升。因为GE系统排渣是经过一系列减压过程将渣和水排入常压状态的渣池。因此，锁斗温度的升高使锁斗泄压时间延长，对锁斗系统的阀门冲刷加剧，特别是当锁斗温度超过60℃以后，这种现象更为加剧。在原煤的高灰份下，为了降低锁斗温度（在生产上不降低系统负荷的情况下），操作上可以采用降低锁斗冲洗水罐的进水温度，加大锁斗冲洗水罐的排水量，适当缩短锁斗的收渣时间等方法来降低锁斗温度。首先，降低了锁斗冲洗水罐的温度，便降低了锁斗收渣的初始温度，在气化炉下渣量一定的情况下，锁斗收渣一个周期上升的温度是一定，也就最终降低了锁斗的温度。其次加大锁斗冲洗水罐的排水量（如将锁斗冲洗水罐液位的低报值降低）也是降低了锁斗收渣的初始温度，进而降低锁斗温度。最后适当缩短锁斗收渣的时间。因为锁斗收渣时间短，渣量小，融渣所带来的熱量也相对减少，锁斗的温度自然会下降。我们气化系统在设计负荷为85m3/h，原煤灰份为6-8%时，锁斗的正常收渣时间为30分钟，由于本系统现在的原煤灰份都较设计值有所增高，故现阶段锁斗的收渣时间不易过度缩短，一般可视锁斗的收渣情况适当缩短2-3分钟。
五、原煤灰份对渣水处理系统的主要影响分析
合成气经气化炉水浴、喷嘴洗涤器、碳洗塔水浴、碳洗塔塔盘多次洗涤，再经除沫器除去最后一点夹带于水滴中微量固体后，（含尘量≤1mg/Nm3）送至净化工序。气化炉、塔洗塔的黑水分别排入闪蒸系统，经过高压闪蒸、低压闪蒸、两级真空闪蒸的四级灰水处理后回收至系统循环使用。同时通过沉降槽底部保持一定的黑水外排量，再补充一定的新鲜水至系统来控制系统水质。原煤灰份的高低直接影响到气体中夹带的灰尘，长期使用高灰份的煤，渣水处理系统的处理负荷加重，特别是高压闪蒸罐和真空闪蒸罐壁上及除沫器结垢比较严重。为了系统长周期稳定运行，必须定期对高压闪蒸罐、真空闪蒸罐进行人工清理。在气化炉停车后检查闪蒸系统，发现两个闪蒸罐壁上及除沫器上结垢普遍在10mm以上，两个闪蒸罐液面以下的内壁结垢更是厚达30mm左右，且底部排水口也被堵塞大半，严重威胁到系统的长周期运行。在原煤高灰份工况下，为了保证灰水处理系统的稳定运行，操作中应加大系统的外排黑水水量，同时加大系统的新鲜水补给量，对系统的水质进行置换，以减缓灰水系统的结垢情况。在正常生产中，应密切注意分散剂泵与絮凝剂泵的打量情况，严把系统水质关，并根据悬浮物指标调节分散剂与絮凝剂的配比及加入量。
六、结束语
综上所述，原煤灰份对GE气化工艺有着显著影响，高灰份原煤使用不仅增加了GE气化工艺的不稳定性，而且增加了生产中的各种消耗，不利于整个甲醇工艺的节能降耗。因此选择灰份适宜的原煤料对于GE工艺来讲是一个重要的工作。
参考文献：
[1]郑宝祥，史建辉.浅谈GE气化炉稳定运行的要点[J].西部煤化工，2003（1）.
[2]柳日东等.双套管气力输灰技术在印度高灰份机组中的应用[J].中国高新技术企业，2014（05）.
[3]董亚军.Shell煤气化高灰份高灰熔点煤掺烧分析[J].中国化工贸易，2017（04）.
（作者单位：青海江仓能源发展有限责任公司）
关键词：原煤灰份；煤浆制备系统；气化系统；排渣；管道设备；渣水处理；影响
原煤灰份对GE气化工艺的影响主要表现在煤浆的制备、气化的正常运行、排渣系统的正常运转、渣水系统的处理、合成气的气体组分等方面，以下就原煤灰份对GE气化工艺的影响进行具体分析
一、原煤灰份对煤浆制备系统的主要影响
气化工艺煤浆制备系统采用的是棒磨机开路系统。煤浆制备系统的主要目的就是将原煤与水及添加剂一起经过碾碎混合制备出供气化使用的合格水煤浆。原煤的灰份高低是影响煤浆品质的一个重要因素。由于原煤中的矿物质的比重、硬度都高于煤的比重和硬度，因此，原煤中的灰份在煤浆中大部分是以较大颗粒的形式存在，且易于沉淀。如果使用高灰份的原煤，势必使煤浆的颗粒变粗，且稳定性、流动性变差。在使用高灰份原煤的情况下，为了保证煤浆中适合的粒度分布就必须增加磨机钢棒的填充率，调整磨机钢棒的配比。这样既增加了磨机的电耗，同时也加剧了磨机系统设备的磨损。另外，在使用高灰份原煤制备水煤浆时，由于比重原因，煤浆的稳定性比较差，易于产生沉淀，长期使用这种煤浆容易因为管道内沉积物过多而造成管道堵塞。
二、原煤灰份对气化系统的主要影响
煤的灰份是煤中所有可燃物资完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，它们是金属与非金属的氧化物及盐类。灰份在气化炉反应中是无用而有害的物资，无用是讲它不参与气化反应，有害是因为灰份在气化炉中被熔融是要消耗热能，及多消耗氧气和煤中可燃物，多产生一些CO2，熔渣还要冲刷，侵蚀向火面砖。在实际生产操作中，由于原煤中灰份增加，为了防止气化炉下渣不畅，堵塞气化炉渣口，操作上要适当提高气化炉的操作温度。这样，既增加了系统的氧耗，有增大了系统的热负荷，而导致合成气出口水气比高，易合成气带水，影响净化变换炉触媒的使用寿命。这就需要我们在正常操作中格外精心，可以通过加大气化炉激冷水量和碳洗塔底部的外排水量，严格控制好系统的热负荷，保证出口合成气水气比在正常范围之内，延长变换触媒的使用寿命。
三、原煤灰份对管道和设备的主要影响
原料煤中灰份含量如果升高，就会造成黑水中固含量增多，使黑水、灰水系统管道、阀门、设备的磨损率大大增加，严重时会使部分关键设备磨蚀泄漏造成气化炉停车。原料煤中灰份增大后，为了利于气化炉排渣而提高气化炉操作温度，由于气化炉内的温度提高，高温熔渣和气体加剧了对气化炉内向火面砖的冲刷和磨损，大大降低了耐火砖的使用寿命。气化炉操作温度每提高100℃，耐火砖的磨蚀速率就会增加两倍，所以要尽量选择低灰份的原煤进行GE工艺的操作，才能进一步缩短灰渣对阀门和设备的磨蚀速率，保证气化系统的长周期稳定运行。
四、原煤灰份对排渣的主要影响
某公司采用的是液态排渣技术，大颗粒的渣经由气化炉底部直接进入渣收集罐，每隔半小时经由一系列减压，冲洗动作后排入渣池，有捞渣机捞走装车。细小颗粒的渣被气体带走，经由水洗涤后，排入渣水处理系统，经过闪蒸、絮凝、沉淀后排出界外。原煤中灰份高低直接影响了排渣及渣水系统的负荷。当使用高灰份原煤时，由于排渣量的增多，造成渣收集罐的温度偏高。随着原煤灰份的增加，锁斗的平均温度也随之上升。因为GE系统排渣是经过一系列减压过程将渣和水排入常压状态的渣池。因此，锁斗温度的升高使锁斗泄压时间延长，对锁斗系统的阀门冲刷加剧，特别是当锁斗温度超过60℃以后，这种现象更为加剧。在原煤的高灰份下，为了降低锁斗温度（在生产上不降低系统负荷的情况下），操作上可以采用降低锁斗冲洗水罐的进水温度，加大锁斗冲洗水罐的排水量，适当缩短锁斗的收渣时间等方法来降低锁斗温度。首先，降低了锁斗冲洗水罐的温度，便降低了锁斗收渣的初始温度，在气化炉下渣量一定的情况下，锁斗收渣一个周期上升的温度是一定，也就最终降低了锁斗的温度。其次加大锁斗冲洗水罐的排水量（如将锁斗冲洗水罐液位的低报值降低）也是降低了锁斗收渣的初始温度，进而降低锁斗温度。最后适当缩短锁斗收渣的时间。因为锁斗收渣时间短，渣量小，融渣所带来的熱量也相对减少，锁斗的温度自然会下降。我们气化系统在设计负荷为85m3/h，原煤灰份为6-8%时，锁斗的正常收渣时间为30分钟，由于本系统现在的原煤灰份都较设计值有所增高，故现阶段锁斗的收渣时间不易过度缩短，一般可视锁斗的收渣情况适当缩短2-3分钟。
五、原煤灰份对渣水处理系统的主要影响分析
合成气经气化炉水浴、喷嘴洗涤器、碳洗塔水浴、碳洗塔塔盘多次洗涤，再经除沫器除去最后一点夹带于水滴中微量固体后，（含尘量≤1mg/Nm3）送至净化工序。气化炉、塔洗塔的黑水分别排入闪蒸系统，经过高压闪蒸、低压闪蒸、两级真空闪蒸的四级灰水处理后回收至系统循环使用。同时通过沉降槽底部保持一定的黑水外排量，再补充一定的新鲜水至系统来控制系统水质。原煤灰份的高低直接影响到气体中夹带的灰尘，长期使用高灰份的煤，渣水处理系统的处理负荷加重，特别是高压闪蒸罐和真空闪蒸罐壁上及除沫器结垢比较严重。为了系统长周期稳定运行，必须定期对高压闪蒸罐、真空闪蒸罐进行人工清理。在气化炉停车后检查闪蒸系统，发现两个闪蒸罐壁上及除沫器上结垢普遍在10mm以上，两个闪蒸罐液面以下的内壁结垢更是厚达30mm左右，且底部排水口也被堵塞大半，严重威胁到系统的长周期运行。在原煤高灰份工况下，为了保证灰水处理系统的稳定运行，操作中应加大系统的外排黑水水量，同时加大系统的新鲜水补给量，对系统的水质进行置换，以减缓灰水系统的结垢情况。在正常生产中，应密切注意分散剂泵与絮凝剂泵的打量情况，严把系统水质关，并根据悬浮物指标调节分散剂与絮凝剂的配比及加入量。
六、结束语
综上所述，原煤灰份对GE气化工艺有着显著影响，高灰份原煤使用不仅增加了GE气化工艺的不稳定性，而且增加了生产中的各种消耗，不利于整个甲醇工艺的节能降耗。因此选择灰份适宜的原煤料对于GE工艺来讲是一个重要的工作。
参考文献：
[1]郑宝祥，史建辉.浅谈GE气化炉稳定运行的要点[J].西部煤化工，2003（1）.
[2]柳日东等.双套管气力输灰技术在印度高灰份机组中的应用[J].中国高新技术企业，2014（05）.
[3]董亚军.Shell煤气化高灰份高灰熔点煤掺烧分析[J].中国化工贸易，2017（04）.
（作者单位：青海江仓能源发展有限责任公司）