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摘要:德士古气化炉是现代煤气化生产过程中应用最为广泛的生产设备之一,在日常生产过程中其生产稳定性也直接关系到企业生产安全与生产效益,而堵渣作为德士古气化炉最为常见的故障之一,严重危害了生产的效率。本文首先结合具体案例分析了德士古气化炉的堵渣问题,其次分析了德士古气化炉常见的堵渣类型,最后结合相关类型特征,分析了德士古气化炉堵渣的原因并且探讨了相应的处理办法,希望可以进一步改善技术实现现状,提升德士古气化炉的应用效果。
关键词:德士古气化炉;堵渣问题;原因分析;处理策略
引言:德士古气化炉是现代煤气化生产中重要的生产设备之一,在实际使用过程中其具有不少优势,但是也需要进行经常性的维护与养护管理,否则就会影响实际的使用效果。为了进一步探讨德士古气化炉的堵渣问题处理策略,现结合具体的案例分析探讨如下。
1 工况概述
本次研究选择某公司气化装置,该公司使用了水煤浆加压气化处理技术,采取纯氧、水煤浆作为研究材料,借助于气流床来实现高温、高压环境下的生产,由于处于气流床环境当中,受到高温非催化条件的影响,所以可以将一氧化碳、氢气进行充分混合,从而获得高热值的组合合成气。在整个生产过程中,很容易受到煤质的影响而出现燃烧后燃烧不充分的问题,进而出现残渣与气化炉内耐火砖反应,进而对气化炉、锁斗装置产生影响,影响到生产的效果。
2 德士古气化炉渣堵常见类型
德士古气化炉出现炉渣堵的情况,会严重影响生产效率与安全性,主要划分为如下几个方面的常见类型。
2.1 渣口堵渣
渣口堵渣是德士古气化炉生产过程中最为常见的堵渣类型之一,该问题发生主要表现为渣口压差增加,渣口缩小,燃烧室灰渣无法在短时间内顺利排出等等,不但会影响到炉膛内的压力,还会对炉壁和合成效率产生影响。
2.2 溶胶物附着
溶胶物质主要包括有水、合成气以及熔渣等,通过溶胶相互附着的方式来形成混合物,进而附着在下降管、内壁等区域,这些附着物不但会导致合成气的产出受到影响,同时炉壁的温度与合成效率也会下降,甚至会影响气化炉的液位,对生产过程产生不利的影响。
2.3 激冷后锁斗顶部堵渣
激冷后出现锁斗顶部堵渣则是由于无法正常收渣所导致的结果,这个问题一旦出现会导致锁斗无法将渣排出到渣池当中,所以必须立即进行处理。
2.4 生产过程堵渣现象
生产过程堵渣相对比较复杂,主要分为四个方面,一是渣口堵渣时出现的压力波动,此时会表现为内部压力高出合成气管线,洗涤塔的合成气出口压力也会受到影响;二是下降管内部、上升管以及气化炉炉壁等区域出现的堵渣会导致气化炉的液位异常上升,同时也会出现合成气被带出等问题,影响经济效益;三是锁斗系统堵渣会出现收渣温度异常变化,伴随循环泵出口温度持续增加,还有可能导致锁斗的循环量为零,严重影响生产工作;四是细灰渣进入到渣水系统导致管线拥堵,一旦出现该问题会导致液位计的计量无法完成,液位波动进一步增加,给生产活动带来安全风险。
3 德士古气化炉渣堵原因分析
德士古气化炉堵渣的原因是多方面的,选择几个比较常见的原因分析如下。
3.1 原料煤种變化
入炉煤当中灰分的含量与灰渣组分变化都会对灰渣熔融产生影响,根据分析测试的结果来看,堵渣的程度往往与灰分有关,如果灰分超过13%,炉子就有出现锁斗堵渣的风险,在实际分析中我们还发现,灰熔点分析数据并不是一个即时分析的数据类型,所以其滞后性会严重影响实际的堵渣处理进度,所以很多情况下都需要操作工根据实际的操作经验来实施温度控制,否则就会出现气化炉内部堵渣加剧的问题。
3.2 耐火砖损蚀
耐火砖损蚀也对成为堵渣的重要原因,根据反应区的基本反应原理与情况,熔渣与耐火砖会形成低熔点化合物物质,随着外部因素的持续变化,往往会逐渐成为更大的渣与砖块,此时堵渣的问题会进一步严重。为了解决这个问题,需要特别指定相应的处理方案,根据停车的要求做好停车作业后再进行处理。
3.3 气化炉操作工况
气化炉操作的环境也是堵渣问题的影响因素。一般来说,气化炉的内部操作环境十分复杂,包括温度、压力等变化都可能成为堵渣的因素。外部工况则主要包括各种跳车问题,还包括有系统的失压、氧压等等,气化炉的温度发生较大的变化会对操作环境产生不利的影响。在一段时间内,耐火砖的表面出现低熔物脱落等情况,也会影响到实际的生产效果。特别的,煤的灰分持续增加,炉温则会发生变化,此时侵蚀物质就会渗透到炉砖,进一步增加损蚀的效率,这时出现堵渣的概率会进一步增加。
4 德士古气化炉渣堵问题处理策略
德士古气化炉出现堵渣问题后需要及时予以处理,避免堵渣的严重程度扩大,主要包括如下技术手段。
4.1 选择稳定性更强的原材料
选择合适的原材料能够更好的解决堵渣问题,一般来说,煤种的反应性、灰熔融特征都是影响原材料质量的重要指标,较高的发热量以及降低的灰熔点是提升原材料质量的关键。为了避免气化炉出现经常性的堵渣,可以选择一些灰分较高的煤种采取混合搭配的方式进行处理,能够很好的平衡经济性与生产适应性的需求。
4.2 提升工艺技术水平
工艺技术调整要考虑到技术水平以及工艺现状,满足基本反应性的同时,做好气化炉砌筑、质量控制水平要求,选择合适的工艺与生产设备能够很好的满足生产实践需求,同时也有助于延长设备生产寿命,提升经济效益。
4.3 做好过程物分析
过程物分析是一种重要的堵渣控制策略,通过原料煤、过程物送检分析的方式能够及时掌握到原材料的选择情况,同时结合过程物的状态来进行温度、压力以及其他工艺参数的调整规划,进而确保炉温控制效果,避免出现堵渣问题频繁出现。
4.4 对炉温实施严格控制
实施炉温控制要求做到如下几个方面的工作:一是进一步做好运行过程控制,严格执行相关技术标准,做到多方面参考数据支持;二是做好投料管理,炉温不可过高或者过低,尽可能做好耐火砖的损蚀防护,避免出现堵渣和拥堵等情况;三是在烘炉使用过程中做好炉温的控制,特别是运行过程中的烘炉控制,避免出现挂渣熔融情况下出现气化炉渣口拥堵问题,并加强气化炉平稳率管理控制,提升工艺精准度。
5 总结
综上所述,德士古气化炉出现堵渣问题不但会影响生产效益,如果不及时得到妥善解决,还会对生产安全生产影响。为了进一步避免德士古气化炉堵渣问题,除了做好原材料的煤种选择与耐火砖选择,还需要进一步提升炉渣处理的效果,改善工艺技术水平,做好过程分析与炉温控制等,确保技术实现的稳定性,节约大量的生产成本,提升设备的投资回报率,进而创造更高的经济效益与社会效益。
参考文献:
[1]陈进.德士古气化炉渣堵分析及预防[J].山东化工,2015,44(16):113-114.
[2]李剑晖.浅析德士古气化炉渣堵现象及预防措施[J].科技创业家,2013(15):59.
[3]刘宝彦,李洋.关于德士古气化炉炉渣堵塞的原因分析及处理[J].黑龙江科技信息,2011(18):10.
[4]朱冬梅,聂成元.德士古气化炉渣堵机理探讨[J].化肥工业,2002(03):36-38+61-62.
关键词:德士古气化炉;堵渣问题;原因分析;处理策略
引言:德士古气化炉是现代煤气化生产中重要的生产设备之一,在实际使用过程中其具有不少优势,但是也需要进行经常性的维护与养护管理,否则就会影响实际的使用效果。为了进一步探讨德士古气化炉的堵渣问题处理策略,现结合具体的案例分析探讨如下。
1 工况概述
本次研究选择某公司气化装置,该公司使用了水煤浆加压气化处理技术,采取纯氧、水煤浆作为研究材料,借助于气流床来实现高温、高压环境下的生产,由于处于气流床环境当中,受到高温非催化条件的影响,所以可以将一氧化碳、氢气进行充分混合,从而获得高热值的组合合成气。在整个生产过程中,很容易受到煤质的影响而出现燃烧后燃烧不充分的问题,进而出现残渣与气化炉内耐火砖反应,进而对气化炉、锁斗装置产生影响,影响到生产的效果。
2 德士古气化炉渣堵常见类型
德士古气化炉出现炉渣堵的情况,会严重影响生产效率与安全性,主要划分为如下几个方面的常见类型。
2.1 渣口堵渣
渣口堵渣是德士古气化炉生产过程中最为常见的堵渣类型之一,该问题发生主要表现为渣口压差增加,渣口缩小,燃烧室灰渣无法在短时间内顺利排出等等,不但会影响到炉膛内的压力,还会对炉壁和合成效率产生影响。
2.2 溶胶物附着
溶胶物质主要包括有水、合成气以及熔渣等,通过溶胶相互附着的方式来形成混合物,进而附着在下降管、内壁等区域,这些附着物不但会导致合成气的产出受到影响,同时炉壁的温度与合成效率也会下降,甚至会影响气化炉的液位,对生产过程产生不利的影响。
2.3 激冷后锁斗顶部堵渣
激冷后出现锁斗顶部堵渣则是由于无法正常收渣所导致的结果,这个问题一旦出现会导致锁斗无法将渣排出到渣池当中,所以必须立即进行处理。
2.4 生产过程堵渣现象
生产过程堵渣相对比较复杂,主要分为四个方面,一是渣口堵渣时出现的压力波动,此时会表现为内部压力高出合成气管线,洗涤塔的合成气出口压力也会受到影响;二是下降管内部、上升管以及气化炉炉壁等区域出现的堵渣会导致气化炉的液位异常上升,同时也会出现合成气被带出等问题,影响经济效益;三是锁斗系统堵渣会出现收渣温度异常变化,伴随循环泵出口温度持续增加,还有可能导致锁斗的循环量为零,严重影响生产工作;四是细灰渣进入到渣水系统导致管线拥堵,一旦出现该问题会导致液位计的计量无法完成,液位波动进一步增加,给生产活动带来安全风险。
3 德士古气化炉渣堵原因分析
德士古气化炉堵渣的原因是多方面的,选择几个比较常见的原因分析如下。
3.1 原料煤种變化
入炉煤当中灰分的含量与灰渣组分变化都会对灰渣熔融产生影响,根据分析测试的结果来看,堵渣的程度往往与灰分有关,如果灰分超过13%,炉子就有出现锁斗堵渣的风险,在实际分析中我们还发现,灰熔点分析数据并不是一个即时分析的数据类型,所以其滞后性会严重影响实际的堵渣处理进度,所以很多情况下都需要操作工根据实际的操作经验来实施温度控制,否则就会出现气化炉内部堵渣加剧的问题。
3.2 耐火砖损蚀
耐火砖损蚀也对成为堵渣的重要原因,根据反应区的基本反应原理与情况,熔渣与耐火砖会形成低熔点化合物物质,随着外部因素的持续变化,往往会逐渐成为更大的渣与砖块,此时堵渣的问题会进一步严重。为了解决这个问题,需要特别指定相应的处理方案,根据停车的要求做好停车作业后再进行处理。
3.3 气化炉操作工况
气化炉操作的环境也是堵渣问题的影响因素。一般来说,气化炉的内部操作环境十分复杂,包括温度、压力等变化都可能成为堵渣的因素。外部工况则主要包括各种跳车问题,还包括有系统的失压、氧压等等,气化炉的温度发生较大的变化会对操作环境产生不利的影响。在一段时间内,耐火砖的表面出现低熔物脱落等情况,也会影响到实际的生产效果。特别的,煤的灰分持续增加,炉温则会发生变化,此时侵蚀物质就会渗透到炉砖,进一步增加损蚀的效率,这时出现堵渣的概率会进一步增加。
4 德士古气化炉渣堵问题处理策略
德士古气化炉出现堵渣问题后需要及时予以处理,避免堵渣的严重程度扩大,主要包括如下技术手段。
4.1 选择稳定性更强的原材料
选择合适的原材料能够更好的解决堵渣问题,一般来说,煤种的反应性、灰熔融特征都是影响原材料质量的重要指标,较高的发热量以及降低的灰熔点是提升原材料质量的关键。为了避免气化炉出现经常性的堵渣,可以选择一些灰分较高的煤种采取混合搭配的方式进行处理,能够很好的平衡经济性与生产适应性的需求。
4.2 提升工艺技术水平
工艺技术调整要考虑到技术水平以及工艺现状,满足基本反应性的同时,做好气化炉砌筑、质量控制水平要求,选择合适的工艺与生产设备能够很好的满足生产实践需求,同时也有助于延长设备生产寿命,提升经济效益。
4.3 做好过程物分析
过程物分析是一种重要的堵渣控制策略,通过原料煤、过程物送检分析的方式能够及时掌握到原材料的选择情况,同时结合过程物的状态来进行温度、压力以及其他工艺参数的调整规划,进而确保炉温控制效果,避免出现堵渣问题频繁出现。
4.4 对炉温实施严格控制
实施炉温控制要求做到如下几个方面的工作:一是进一步做好运行过程控制,严格执行相关技术标准,做到多方面参考数据支持;二是做好投料管理,炉温不可过高或者过低,尽可能做好耐火砖的损蚀防护,避免出现堵渣和拥堵等情况;三是在烘炉使用过程中做好炉温的控制,特别是运行过程中的烘炉控制,避免出现挂渣熔融情况下出现气化炉渣口拥堵问题,并加强气化炉平稳率管理控制,提升工艺精准度。
5 总结
综上所述,德士古气化炉出现堵渣问题不但会影响生产效益,如果不及时得到妥善解决,还会对生产安全生产影响。为了进一步避免德士古气化炉堵渣问题,除了做好原材料的煤种选择与耐火砖选择,还需要进一步提升炉渣处理的效果,改善工艺技术水平,做好过程分析与炉温控制等,确保技术实现的稳定性,节约大量的生产成本,提升设备的投资回报率,进而创造更高的经济效益与社会效益。
参考文献:
[1]陈进.德士古气化炉渣堵分析及预防[J].山东化工,2015,44(16):113-114.
[2]李剑晖.浅析德士古气化炉渣堵现象及预防措施[J].科技创业家,2013(15):59.
[3]刘宝彦,李洋.关于德士古气化炉炉渣堵塞的原因分析及处理[J].黑龙江科技信息,2011(18):10.
[4]朱冬梅,聂成元.德士古气化炉渣堵机理探讨[J].化肥工业,2002(03):36-38+61-62.