德士古气化炉向火面砖使用情况探究
兖矿鲁化德士古气化炉渣堵机理探讨
兖矿鲁化德士古气化炉渣堵机理探讨朱冬梅,聂成元(山东兖矿鲁南化肥厂滕州277527) 日期:2002-6-161 气化炉渣堵现象根据目前德士古装置运行的实际情况来看,气化炉的渣堵现象可以分为3类:(1)熔渣堵塞渣口,使燃烧室的灰渣无法排出,堆满燃烧室的底部。
目前国内德士古装置还未出现这种类型的渣堵。
(2)熔渣逐渐积累到下降管内壁上,直至挂满下降管而堵塞气体通道。
这种类型的渣堵仅上海焦化厂报道过,其它厂家还未出现此问题。
(3)激冷后的大块灰渣堆积在气化炉锁斗上部LHV—51阀的上部,锁斗排渣无法顺顷利进行而造成渣堵。
这种现象较为普遍,本文主要对这种渣堵现象进行分析。
生产中渣堵现象的具体表现如下:(1)渣堵时,气化炉的渣口压差变大,而且压力波动很大。
(2)锁斗循环泵的流量由正常的22.0m3/h锐减至10.0m3/h左右,严重时降至零,锁斗系统无法运行。
(3)渣量由正常的3~5 t/d降至极少,气化炉排出物甚至出现清水。
(4)大量的细灰渣被带入闪蒸系统,闪蒸罐及其管线出现渣堵,沉降槽底部排出的几乎全部为细灰渣。
兖矿鲁南化肥厂自1994年气化炉运行达到设计能力后,至1997年渣堵现象并不明显。
1997年后,由于B炉拆除了破渣机,渣堵问题逐渐暴露出来,每年均有数次严重渣堵,影响气化炉的安全运行。
特别是在2001年1月至4月间,B炉出现20余次渣堵,致使气化炉被迫减负荷。
其中特别严重的渣堵有3次,锁斗及闪蒸管线均被灰渣:堵死,致使气化炉被迫停车处理。
打开人孔检查,灰渣已堆到气化炉的入孔以上,并发现大量直径在200~300 mn左右的块渣及20 mm左右的渣块,很难处理,严重影响厂生产。
2 渣堵的原因分析2.1 炉渣的组成与分类根据渣的组成和生成原因,炉渣可以分为4类。
(1)灰渣灰渣为直径0.5~5.0mm的渣粒,主要来源于气化炉内煤浆颗粒在雾化燃烧过程中,微粒间碰撞烧结后,随着气流进入激冷水浴,经过激冷破碎而成。
德士古与壳牌两种煤气化技术的比较
煤粉
N2
煤处理系统
进料系统
废
氧气 空分
气 化 炉
热 锅 炉
灰渣 脱硫净化 湿除尘 干除尘
净合成气 硫回收 水处理 飞灰系统
硫磺
图2 壳牌煤气化工艺流程
2. 2 两种气化工艺的主要区别 a) 进料方式不同。德士古煤气化工艺为水
煤浆进料, 壳牌煤气化工艺为干粉进料, 可见 两种气化工艺中的原料煤制备工艺完全不同, 其主要区别为: 德士古气化工艺的输煤方式为 泵送, 原料煤粒度在 10m m 以下, 原料煤入炉 状态为浓度 65% ~70% 的水煤浆; 壳牌煤气化 工艺的输煤方式为氮气输送, 原料煤粒度为小 于 0. 0154mm 的占 95% 以上, 入炉状态为干煤 粉。
表 1 两种气化工艺指标比较
项目
德士古工艺 壳牌工艺
CO
45. 03 26. 94
气体组 成, 体 积分数,
%
H2 CO 2 C H4 N2 O2
St 碳转化率, %
冷煤气效率, %
36. 63 17. 69 0. 09 0. 41 0. 03 0. 12 94. 55 74. 18
古煤气化工艺的开发至今已有 50 多 年的历史, 主要用于水煤浆气化技术。
1978 年在前西德奥伯豪森的鲁尔化学厂 内建设一台德士古示范炉, 规模为 150t / d, 气 化压力 4. 0M Pa, 采用的是废热锅炉流程。1983 年建设并投运一套田纳西伊斯曼 ( T EC) 煤 气 化工程, 规模为 820t / d, 操作压力 6. 5M P a, 采 用激冷流程, 用于等压合成甲醇 500t / d, 醋酐
1999 年第 1 期
煤炭加工与综合 利用
N o . 1, 1999
关于对德士古气化工艺技术分析
关于对德士古气化工艺技术分析摘要:对于德士古水煤浆气化工艺在生产过程中所出现的问题,我们一直都在努力改善。
以下是我根据多年累积的经验针对德士古气化工艺技术所做的分析。
关键词:德士古气化工艺改造分析水煤浆一、气化工艺的特点(一)流程特点在德士古气化工艺中,气化炉是一个立式圆筒形的。
上面是气化室,内里衬有耐火材料。
水煤浆先和氧气进行混合,然后一起进到气化室。
在高温熔渣条件下,煤、蒸汽和氧气反应产生的煤气与熔渣一起流向下方,用水对其喷淋后进入辐射式冷却器中进行冷却操作。
煤气与熔渣分离后先对其降温然后出气化炉。
煤气去到净化工段,或者是出气化炉以后先去到对流式冷却器然后再进入净化工段。
而熔渣经过急冷操作后也从底部出气化器,在灰渣处理设备中被集中进行处理。
气化器下部的温度比上部低,所以下面没有耐火的衬里,由于不经过冷却因此会产生高压蒸汽。
通常,德士古气化炉的外径约为3m,高有4.5m,在4.5MPa 的操作压力下,每小时的煤处理量达80吨。
在净化系统中,粗煤气被水洗净化以后,出来的清洁煤气为中热值的合成气。
只需要进行脱硫不必除去二氧化碳就可以作为燃气使用。
之所以在燃烧以前就进行脱除硫化氢的操作是因为燃烧之前的脱硫工艺比较成熟,并且压力高、体积小,所得的副产品有更好的市场。
而实际上,在其他的煤气净化工艺中,都需要在脱除硫化氢的同时也对二氧化碳进行脱除操作,这是考虑到二氧化碳的存在对工艺的影响。
由于工艺的原料是水煤浆,因此还另有一套制备水煤浆的系统,此处就不再赘述了。
水煤浆进料与干粉进料相比,减小了系统的压力,系统的运行安全性更高。
(二)装置的特点在气化器的上面,温度高达1650摄氏度,比灰熔点还要高。
然后煤气在200到360摄氏度左右出气化炉。
对于装置的压力,用于中间试验的气化炉压力较小,在2.7MPa到8.3MPa之间,而一般的工业装置,在用煤气制取合成氨时气化时的压力都在8.3MPa到10MPa之间,合成甲醇的气化压力也在6MPa与7MPa之间。
德士古气化炉的优缺点
德士古气化炉的优缺点淮化“1830”工程是于2000年建成投产的一套年产18 万吨合成氨并加工成30 万吨尿素的生产装臵, 它由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成, 其中气化是制备合格煤气的工序, 采用的是最新一代德士古水煤浆加压气化工艺技术。
该工艺是美国德士古石油公司受重油气化的启发, 于1948 年首先开发的煤气化工艺, 后经前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在磨煤、热回收方面的进一步改进, 以及日本对系统关键设备进行合理改造后, 逐步形成比较完善的煤气化工艺。
相继在美国、德国、日本等地建成了多套工业性示范及工业化生产装臵, 其系统工艺技术已基本成熟。
淮化公司的气化装臵由磨煤、低压煤浆泵、煤浆槽、高压煤浆泵、气化炉、收排渣系统、洗气系统及渣水系统组成。
投产 6 年来, 总体运行情况良好, 同时也暴露出一些问题。
在此之前, 国内的上海焦化厂、山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂等企业都先后建成投产了多套类似的煤气化装臵。
虽然在煤浆制备、操作压力及装臵能力等方面存在小的差异, 但核心技术基本相同。
根据公司六年来的使用实践, 结合国内其它兄弟单位的使用经验以及国外的相关资料, 总结出德士古水煤浆加压气化工艺技术相对于传统的固定床、流化床等气化工艺, 具有如下优点: (1) 煤种适应性广。
德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。
不受灰熔点限制( 灰熔点高可加助熔剂) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。
原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。
( 2) 连续生产性强。
气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。
排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。
迄今单炉连续稳定运行最长已达53天。
( 3) 气化压力高。
气化炉内的高压, 首先是相同质量的产品气大幅度减小了比容积, 提高了单炉产量; 其次产品气具有的高压节省了煤气压缩所需要的能耗和费用。
耐火砖损耗大的原因及措施
德士古炉耐火砖损耗大的原因及措施作者/来源:潘俊(上海焦化有限公司,上海 200241) 日期:2007-4-24上海焦化有限公司的德士古煤气化装置自1995年5月投入运行,装置一直运行较好,但耐火砖使用寿命短一直是困扰大家的一道难题。
1 耐火砖损伤模式分析针对不同的外部条件和耐火砖损伤消耗的不同规律,我们把气化炉耐火砖的损伤分为块状剥落、烧蚀损坏、冲蚀损坏、化学侵蚀等。
1.1 块状剥落模式块状剥落是气化炉耐火砖损耗和对寿命影响最大的一种模式。
减少或消除块状剥落就能大幅度提高耐火砖的寿命。
当耐火砖表面出现深度超过1.5mm、且具有一定面积的块状形态凹坑时,即认为耐火砖的损伤以块状剥落为主;而小于1.5mm时,我们认为是由烧蚀为主引起的深层蚀损,引起块状剥落的原因有以下几个方面。
1.1.1 砖与砖之间的相对位移由于各层砖在气化炉升温或降温过程中,升降温速率不同以及在发生热位移过程中所受到的约束和阻力不同,将会使砖与砖之间发生相对位移。
这种相对位移会在砖与砖的位移面上产生磨擦剪切力并具有局部撕开作用,导致耐火砖产生表面裂纹。
这些表面裂纹在以后的每次位移中扩展,并由于熔融炉渣和还原性介质在裂纹中的侵蚀扩散,导致砖的表面剥落,砖的位移过程本身也加速炉渣在裂纹中的侵蚀。
1.1.2 砖缝及炉渣侵蚀耐火砖之间的砖缝,不但为运行状态下高温熔融态炉渣的渗入及侵蚀提供了通道,而且这种炉渣侵蚀本身也促使砖缝不断加大。
这两种作用,都使炉渣与耐火砖侧面接触的表面增大,并使耐火砖在每一次由于热引起的收缩膨胀循环过程中,使耐火砖侧面遭受过度应力。
炉渣在砖缝中不仅沿着径向,而且还沿着耐火砖的圆周方向对炉砖产生侵蚀作用。
特别是在耐火砖侧面存在周向裂纹时,周向侵蚀速度更快,使耐火砖表面发生块状剥落。
因此耐火砖周向裂纹比径向裂纹对耐火砖寿命的影响和作用都更大。
1.2 烧蚀损耗模式气化炉内的温度场是一个不均匀、不稳定、甚至不连续的温度场。
德士古气化炉操作温度的探讨
德士古气化炉操作温度的探讨摘要:德士古气化炉是一种新型的高温热处理设备,广泛应用于金属材料、非金属材料、陶瓷等领域。
在德士古气化炉的操作过程中,其操作温度是一个非常重要的参数,直接影响到炉内材料的热处理效果和产品的质量。
因此,对德士古气化炉操作温度进行探讨和研究,对于提高产品质量、降低生产成本和提高经济效益具有重要意义。
基于此,笔者对德士古气化炉操作温度进行研究以供相关从业人士参考。
关键词:德士古;汽化炉;操作温度引言德士古气化炉是一种利用煤作为原料进行气化反应的设备。
在气化过程中,煤与空气或氧气混合后,在高温条件下进行反应,产生合成气。
操作温度是影响气化效率和产物质量的重要因素之一。
因此,对于德士古气化炉的操作温度进行探讨,可以提高气化效率和产物质量,促进气化技术的发展。
1操作温度的概念德士古气化炉的操作温度是指在炉内加热的温度,通常以炉膛中心温度或炉壁温度为参考。
操作温度是影响炉内材料热处理效果和产品质量的重要参数之一,需要根据不同的材料和工艺要求进行调整。
2德士古气化炉的基本原理和结构2.1气化原理德士古气化炉的气化原理是通过煤的气化反应,将煤转化为合成气。
在气化过程中,煤与空气或氧气混合后,在高温条件下进行反应,产生一系列气体和液体产物。
其中,主要产物为CO、H2等合成气体,同时还会产生一些杂质气体和固体废物。
2.2气化炉结构德士古气化炉的结构分为上部和下部两个部分。
上部由气化反应区和炉顶喷嘴组成,下部由炉体和底部排灰器组成。
(1)气化反应区。
气化反应区是德士古气化炉最重要的部分,也是气化反应发生的主要场所。
气化反应区由多层喷嘴和反应室组成,煤粉和空气或氧气在喷嘴处混合,然后进入反应室进行气化反应。
(2)炉顶喷嘴。
炉顶喷嘴是德士古气化炉的重要组成部分,它的作用是将煤粉和空气或氧气混合后,将混合气体喷入气化反应区。
炉顶喷嘴通常由多个喷嘴组成,可以根据需要进行调整。
(3)炉体。
炉体是德士古气化炉的主要外壳,它由耐火材料制成,能够承受高温和高压的气体。
4#德士古气化炉运行状况分析
0 2 P 。 半 负荷 投 料 后 ( 化 炉 还 未 升 压 时 ) 嘴 压 .Ma在 气 烧
差甚至接 近零。
前 人 的 经 验 和研 究 结 果 显 示 . 嘴 压 差 过 低 会 降 烧 低 水 煤 浆 的 雾 化 质 量 . 煤 粉 由于 分 布 不 均 导 致 气 化 使 反 应 不 完 全 。 同 时 由于 烧 嘴压 差 过 低 , 煤 浆 在 炉 内 水 雾 化 效 果 不 好 [ 。 得 黑 区 上 移 , 温 工 艺 气 和 煤 粉 】使 】 高 及 熔 渣 在 气 化 炉 拱 顶 区 域 形 成 严 重 的 回流 和湍 流 . 极 易 使 拱 顶 耐 火 砖 磨 蚀 剥 落 。浇 筑 填 料 被 冲刷 掏 空 。 造 成 气 化 炉 拱 顶 超 温 4 炉 曾 发 生 拱 顶 炉 壁 超 温 导 致 紧 急 停 车并 更 换 拱 顶 砖 与 此 不 无 关 系 。
转 化率均偏 低 、 顶耐 火砖 寿命短 、 嘴压 差低 等问 拱 烧
题 , 以有 效 解 决 。为 此 . 者 将 采 集 的 4 炉 部 分 运 难 笔 行 数 据 结 合 运 行 经 验 等 逐 一 进 行 分 析 讨 论
负 作 用 。王 宝 中 等 [的 研 究 表 明 。 煤 浆 中 的 煤 粉 颗 2 】 水 粒 对 烧 嘴 的 冲 击 速 度 是 导 致 烧 嘴 磨 蚀 的一 个 重 要 因 素 。 烧 嘴 压 差 的 高 低 直 接影 响 水 煤 浆 在 烧 嘴 内 环 隙 而 流 动 速 度 的 大 小 .据 此 判 断 4 炉 的 工 艺 烧 嘴 在 运 行 中 被 冲 刷 磨 蚀 的 程 度 要 明显 比 老 炉 子 烧 嘴 轻 . 者 认 笔
烧 嘴 压 差 碳 转 化 率
德士古气化炉的优缺点
德士古气化炉的优缺点理费用; 第四, 气化炉渣为固态排放物, 没有飞灰等带出, 不污染环境, 而且是良好的建筑材料。
当然, 德士古气化工艺虽然与传统的煤气化工艺比较有诸多优势, 但它并非完美无缺, 需进一步改进的明显不足有以下几点:( 1) 制浆噪音大。
煤在磨制( 球磨、棒磨) 成煤浆的过程中, 由于磨料( 钢球、钢棒) 的相互碰撞, 不可避免地产生噪音污染, 一般制浆厂房的噪音都在95dB 以上, 给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。
( 2) 煤浆泵备件消耗高。
淮化公司用于给气化炉送料的高压煤浆泵, 使用的是液压隔膜泵。
其主要备件隔膜及单向阀的使用寿命基本在4~6 个月, 其中单向阀每套价格在11500 元左右, 隔膜每只约8000 元, 每台泵需用单向阀6 套, 隔膜3 只, 维护费用很高; 并且到目前为止, 该类备件完全依赖进口, 购买周期长, 给稳定生产带来隐患。
( 3) 水煤浆气化氧耗高。
德士古气化炉氧耗一般都在400Nm3/1000Nm3 ( CO+H2) 以上。
为了降低氧耗, 需选择灰份低、灰熔点低的煤, 且煤的成浆性要好, 以便制得高浓度的煤浆, 减少气化炉内气化水而耗氧。
当煤的灰份、灰熔点上升, 成浆性能降低时, 氧耗将大幅度提高, 同时助熔剂、煤浆添加剂、炉砖的消耗也迅速上升,降低了系统的经济效益。
( 4) 需备用热源。
德士古气化炉投料时, 其炉内温度必须在1000℃以上方可, 这就要求本系统外有备用热源设备, 已经超出了大部分工矿企业常规的水、气、汽公用工程; 另外, 如果需要维持热备用炉, 其能耗是很大的, 需煤气150~1500Nm3/h、空气150~1500Nm3/h 及部分抽引蒸汽和冷却水。
( 5) 气化炉耐火材料寿命短。
气化炉耐火材料一般包括背衬砖、支撑砖及向火面砖。
其中向火面砖的使用寿命是决定气化炉能否长周期运行、降低生产成本的关键因素之一。
在淮化公司新建“1830”的时候, 世界上使用最多的是法国砖、奥地利砖及美国砖, 进口到国内一炉砖需要75 万美元( 约合人民币600 万元) , 其使用寿命在1~1.5 年左右。
德士古水煤浆气化炉简介
德士古水煤浆气化炉简介我国石油和化学工业在快速发展的同时,正面临着资源、能源和环境等多重压力”。
由于我国石油和天然气短缺,煤炭相对丰富的资源特征,加之国际油价的持续高位运行状态,煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。
目前,煤炭在我国的能源消费比重不断加大,用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右,其余主要是作为化工原料及民用生活。
随着煤化工技术的不断发展,煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。
传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益,即通常所说的“三高一低”。
随着科技的不断进步,新型的煤气化技术得到了快速的发展,煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。
煤化工目前采用的方法主要有三个途径:煤的焦化、煤的气化、煤的液化。
由于最终产品的不同,三种途径均有存在的市场。
煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气,煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气,煤液化后可直接得到液体燃料。
煤焦化产业相对比较成熟,煤液化存在直接液化和间接液化两种方法,技术的成熟程度和投资等原因,制约了产业化和规模化的进一步发展。
随着煤气化技术的不断成熟,特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化,煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。
其中煤炭气化中以德士古水煤浆气化炉为典型代表。
德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
它是由美国德士古石油公司下属德士古开发公司在以重油和天然气为原料制造合成气的德士古工艺基础上开发成功的。
第一套日处理15t煤的中试装置于1948年在美国建成,试验了20种固体燃料,包括褐煤、烟煤、无烟煤、煤液化半焦以及石油焦等。
1956年在美国摩根城(MorganTown)又建立了日处理100t煤、操作压力为2.8MPa的德士古炉。
目前,德士古气化的工业装置规模已达到日处理煤量1600t。
它是经过示范性验证的、既先进又成熟的第二代煤气化技术。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速,开发最成功的一个,并已实现工业化。
德士古气化炉的优缺点
德士古气化炉的优缺点德士古气化炉的优缺点淮化“1830”工程是于2000 年建成投产的一套年产18 万吨合成氨并加工成30 万吨尿素的生产装置, 它由空分、气化、净化、合成、尿素等几个工序组成, 其中气化是制备合格煤气的工序, 采用的是最新一代德士古水煤浆加压气化工艺技术。
该工艺是美国德士古石油公司受重油气化的启发, 于1948 年首先开发的煤气化工艺, 后经前西德鲁尔煤/鲁尔化学公司在磨煤、热回收方面的进一步改进, 以及日本对系统关键设备进行合理改造后, 逐步形成比较完善的煤气化工艺。
相继在美国、德国、日本等地建成了多套工业性示范及工业化生产装置, 其系统工艺技术已基本成熟。
淮化公司的气化装置由磨煤、低压煤浆泵、煤浆槽、高压煤浆泵、气化炉、收排渣系统、洗气系统及渣水系统组成。
投产 6 年来, 总体运行情况良好, 同时也暴露出一些问题。
在此之前, 国内的上海焦化厂、山东鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂等企业都先后建成投产了多套类似的煤气化装置。
虽然在煤浆制备、操作压力及装置能力等方面存在小的差异, 但核心技术基本相同。
根据公司六年来的使用实践, 结合国内其它兄弟单位的使用经验以及国外的相关资料, 总结出德士古水煤浆加压气化工艺技术相对于传统的固定床、流化床等气化工艺, 具有如下优点:( 1) 煤种适应性广。
德士古气化工艺可以利用次烟煤、烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣等。
不受灰熔点限制( 灰熔点高可加助熔剂) , 同时因煤最终要磨制成水煤浆,故不受煤的块度大小限制。
原设计为河南义马煤, 但在近几年煤炭市场紧俏的情况下, 我们经常掺烧山东、陕西等地的煤种, 经过局部的工艺调节, 同样能够平稳运行。
( 2) 连续生产性强。
气化炉的原料———煤浆、氧气的生产是连续的, 因此也就能够连续不断地进入气化炉。
排渣经排渣系统固定程序控制, 不需停车, 气化开停少, 系统操作稳定。
迄今单炉连续稳定运行最长已达53天。
( 3) 气化压力高。
德士古气化炉向火面砖使用状况优化
( 2 )1号 炉渣 口砖 第 三 次 砖 使 用 寿命 远 小 于
平 均 水 平 。原 因 是 该 砖 在 砌 筑 时 施 工 质 量 不 好 ,
0 9( Z r O 2 )/ %
在 更 换 工艺 烧 嘴 时发 现渣 口砖 部分 脱 落 ,重 新砌
砖 使用 。
表 面 密度 / g c m。
置 一直 保持着 满 负荷运 行 ,运 行 状况平 稳 。但 是 , 在气 化炉 的运行 中也暴露 出一些 问题 ,尤 其是 向火
1 2 0 0 0 4O O 0 ~ 6 0 0 0 3 5 0 0 - 4 0 0 0
面砖 使用寿命 未达到设计使 用寿命 ,大大 制约着气
显气 孔率 , %
( 3 )为 保证 气 化 炉能 安 全 平稳 运 行 ,根 据 耐 火 砖 的 设计 使 用 寿命 和 实 际运 行状 况 ,更 换 筒体 向火 面 砖 时 ,气化 炉 内所有 耐 火砖 全 部 更换 ,更
常温 耐压 强度 / MP a 蠕 变率 ( 0 . 2 MP a ,1 5 0 0 ℃下 2 4 h ) / % 热震 次数 ( 1 1 0 0 ℃ ,水冷 )/ 次
气 化 炉 。通过 这 两个 气 化 炉 的运 行指 导其 它气 化 炉 的 开 车 。由于 刚 开 车时 很 多条 件 都 不稳 定 ,气 化 炉 开 停 车 次数 多, 尤 其 对 筒 体 砖 的损 伤 很 大 , 使 得 2号和 4号炉 向火 面砖 的使 用寿 命 大大缩 短 。
单位指标
收稿 日期 :2 0 1 4 — 1 1 - 0 4 作者 简介 :肖光辉 ( 1 9 8 8 ~) ,男 ,重庆人 ,2 0 1 2 年 毕业 于
石河子大学化学 工程与 工艺 专业 ,工学学士 , 神 华包头煤化工有
关于德士古气化装置运行管理经验的总结
关于德士古气化装置运行管理经验的总结摘要:近年来,德士古气化技术在我国得到了较多的应用。
但从实际应用情况来看,装置运行方面还存在一定的问题。
因此需要做好相应的运行管理工作,以更好的提高德士古气化技术的应用效果。
本文,笔者即从气化炉的带水、闪蒸系统的积渣、黑水管线的磨损等方面,对德士古气化装置运行管理予以简要的分析。
关键词:德士古气化装置运行管理引言德士古气化工艺作为一种先进的煤气化技术,在我国的应用范围较为广泛。
但实际运行发现,受到工程设计和操作经验不完善等因素的影响,存在开停车次数仍较多等情况,无法很好的满足高负荷、长周期稳定运行的需要。
因此,提高装置的运行管理水平至关重要。
下文即从气化炉的带水、闪蒸系统的积渣、黑水管线的磨损等方面对相关管理经验进行探讨。
一、气化炉带水1.气化炉带水时的现象分析。
气化炉带水时会出现以下一些现象:气化炉液位呈现出剧烈的波动;文丘里压差波动较大,压差呈现出增加的情况;支撑板温度下降;洗涤塔液位上升,在进塔水量出现显著减少之后,仍然无法对液位上升予以有效的控制;出气化炉黑水减少,气体洗涤效果不佳。
2.气化炉带水原因。
分析气化炉带水的原因,主要是因为气化炉的操作压力较高,高温合成气从燃烧室通过下降管进入激冷室之后,温度迅速下降,出现快速冷却现象。
但是,下降管和上升管会组成的两(三)相流上升环隙,加上受到折流挡板的影响,便会出现各种气化炉带水现象。
3.改善措施。
3.1设备方面。
加高上升管下部锯齿,以保证高温合成气的稳定流出。
并结合开车震动等问题,对托架予以妥善的固定。
在激冷环前黑水管线上设置过滤器,以避免出现堵塞,并便于对过滤器进行清洗。
对于所使用的激冷环的材质也要进行改善,提高其材质等级。
3.2工艺方面。
合理控制生产负荷和液位,出现带水现象要及时采取措施影响带水条件,以减少排水量。
对各种仪表和阀门等要定期进行校验和检查,保证其精准性。
4.改善效果分析。
进行工艺和设备改造之后,可以有效减少高负荷生产状态下气化炉的带水现象,保证甲醇和合成氨系统的长周期稳定运行。
国产耐火砖在德士古水煤浆气化炉的使用
检查时间 1995201229
开停车 次数
9
运行时间 h
1098. 5
损蚀量 mm
33. 0
损蚀率 mm·h - 1
0. 030
1995205214
7
839. 2
27. 2
0. 033
1995206223
11
605. 7
22. 4
0. 037
1996201214
3
1508. 6
0. 045
新乡 80 砖 6002. 9 37
40 0. 0269
价格 万元·t - 1
14
5. 5
由表 4 可看出 ,国产耐火材料已经达到或超 过法国进口砖的使用水平 ,而价格仅为进口砖价
格的一半 ,可见国产的耐火砖完全符合气化炉的 要求 ,可以替代进口耐火砖 。
3) 国产耐火砖使用成熟阶段 随着对德士古气化技术的领悟和创新 ,以及 对耐火砖的使用技术不断摸索与积累 ,现在国产 耐火砖的使用技术已经相当成熟 ,单炉砖的使用 寿命大大延长 ,筒体砖使用寿命由 1995 年的 3000 ~5000 h ,延长到现在的 11000~13000 h ,拱顶砖的 使用寿命由 1995 年的 1018~3200 h ,延长至现在 的 11000~13300 h ,锥底砖由于长时间受熔渣冲 刷 ,使用寿命相对拱顶砖 、筒体砖较短 ,不过其寿 命也 由 1995 年 的 1018 ~ 3730 h , 提 高 到 现 在 的 5070~11800 h 。其中 B 炉中的锥底砖在 1999 年 9 月 27 日至 2001 年 11 月 15 日使用期间 ,寿命达到 了 14397 h 。耐火砖寿命的提高 ,带来了气化系统 的稳定运行 ,同时也创造了巨大的经济效益 。
德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理
德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理
1. 引言
德士古气化炉是一种高效、环保的煤炭气化设备,但在运行过程中,常常会出现托砖盘温度过高的问题。
本文将从多个角度对该问题进行分析和探讨,并提出相应的优化处理方法。
2. 托砖盘温度高的原因分析2.1 热传导不均导致温度集中
2.2 燃烧过程中的热量释放不均
3. 托砖盘温度高的危害
3.1 托砖盘损坏
3.2 对气化过程的影响
4. 优化处理方法
4.1 托砖盘材料的选择
4.2 托砖盘结构的优化
4.3 加强热传导均匀性
4.3.1 热传导介质的选择
4.3.2 热传导路径的优化
4.3.3 散热系统的改进
5. 优化处理效果评估
5.1 温度分布的监测与分析
5.2 托砖盘寿命的改善
6. 结论
通过对德士古气化炉托砖盘温度高问题的深入探讨,我们可以得出以下结论: - 托砖盘温度高的原因多种多样,主要包括热传导不均和燃烧热量释放不均等。
- 针对托砖盘温度高问题,可以采取托砖盘材料选择、结构优化和加强热传导均匀性等综合优化处理方法。
- 通过对优化处理效果的评估,可以进一步改善托砖盘温度分布,延长托砖盘寿命,提高气化炉的运行稳定性和效率。
综上所述,针对德士古气化炉托砖盘温度高问题,我们可以采取一系列的优化处理方法,以提高设备的运行效率和稳定性,进而促进气化技术的发展和应用。
德士古气化炉论操作温度对工艺过程的影响
德士古气化炉论操作温度对工艺过程的影响德士古气化炉论操作温度主要依据煤的灰熔点温度制定,德士古气化炉操作温度是影响产品质量和气化炉安全稳定运行的关键因素。
本文重点探讨德士古气化炉论操作温度对工艺过程的影响。
我国煤炭资源丰富,而石油和天然气相对缺乏,在今后相当长时期内煤炭仍将是我国最主要能源。
大力发展煤化工和煤化工产品的延伸是必是我国化工企业发展的必然选择,而发展煤化工选择什么样的煤气化技术成为发展煤化工关键所在。
山东鲁南化肥厂首次引进美国先进的德士古水煤浆加 压气化技术,如今德士古水煤浆加压气化技术以成为我国煤化工行业采取的主要煤气化技术。
德士古水煤浆加压气化技术采用的是气流床连续气化工艺,对于气化炉温度的选择控制是整个气化系统操作关键所在。
对于德士古气化炉温度的选择,首先要对气化用煤进行分析,德士古水煤浆加压气化技术采用的是煤渣熔融态排渣技术,要求气化炉操作温度要在煤的灰熔点温度以上操作。
一般德士古气化炉操作温度控制在煤的灰熔点50-100℃操作,煤的灰熔点分析测定成为德士古气化炉操作温度的重要依据。
所以我们每天都要分析测定煤的灰熔点,根据煤的灰熔点制定气化炉操作温度,特别是煤种变化了要及时分析测定煤的灰熔点,根据煤的灰熔点的高低变化及时调整气化炉操作温度。
对于德士古气化炉操作温度的选择我们不仅要考虑到煤的灰熔点温度,还要考虑其它各方面因素的影响,以达到德士古气化炉安全稳定经济长周期运行。
1、德士古气化炉操作温度对气化炉工艺烧嘴的影响德士古气化炉工艺烧嘴工作气化炉燃烧室内,是整个气化系统最为关键的设备,德士古气化炉燃烧室内高温高压,温度高达1350℃、压力达6. 5MPa。
虽然在气化炉工艺烧嘴头部有冷却盘管和水夹套的保护,但不能消除高温气体对气化炉工艺烧嘴的灼烧和侵蚀。
德士古气化炉燃烧室温度越高对气化炉工艺烧嘴的灼烧侵蚀越强烈,由其是在气化炉燃烧室温度大幅度波动时对气化炉工艺烧嘴的灼烧侵蚀更为严重,所以我们在操作时尽量不要让气化炉燃烧室温度有较大的波动。
德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理
德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理以德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理随着工业发展的不断推进,能源消耗问题日益凸显。
德士古气化炉作为一种高效能源利用的设备,广泛应用于各个领域。
然而,在使用过程中,我们发现德士古气化炉托砖盘温度往往较高,这给操作人员带来了不便。
本文将就德士古气化炉托砖盘温度高的原因进行探讨,并提出优化处理的方法。
我们需要了解德士古气化炉托砖盘的作用。
德士古气化炉是一种将固体燃料转化为可燃气体的设备,其托砖盘起到支撑和保护炉体的作用。
然而,由于炉内燃烧过程的高温和炉体结构的特点,使得托砖盘处于高温环境中,导致托砖盘温度升高。
我们来分析德士古气化炉托砖盘温度高的原因。
一方面,炉内燃烧过程产生的高温气体会通过托砖盘传导到托砖盘表面,导致托砖盘温度升高。
另一方面,托砖盘与炉体的接触面积较大,导热性能较好,也会加剧托砖盘温度的升高。
此外,托砖盘材质的选择也会影响温度的变化,不同的材质具有不同的导热性能,可能会导致温度升高的程度不同。
针对德士古气化炉托砖盘温度高的问题,我们可以采取一些优化处理的方法。
首先,可以考虑采用高温耐磨、导热性能较差的材质来制作托砖盘,以减少温度的传导。
其次,可以在托砖盘表面增加隔热层,以降低热量的传递和温度的升高。
此外,还可以通过改变炉体结构,减少炉内高温气体对托砖盘的直接接触,从而降低托砖盘温度。
除了以上方法,我们还可以在操作过程中加强温度监测和控制。
通过安装温度传感器,及时监测托砖盘温度的变化,并根据实际情况进行调整和控制。
同时,可以合理设置燃烧参数,控制炉内燃烧过程的温度,从而减少对托砖盘的热负荷。
德士古气化炉托砖盘温度高是由于炉内高温气体的传导和托砖盘材质的导热性能所导致的。
为了解决这一问题,我们可以采取优化处理的方法,如选择合适的材质、增加隔热层、改变炉体结构等。
此外,加强温度监测和控制也是解决问题的关键。
通过这些措施的合理运用,我们可以有效降低德士古气化炉托砖盘温度,提高设备的使用效率和操作的便利性。
德士古气化装置运行初期存在的问题与解决措施
德士古气化装置运行初期存在的问题与解决措施【摘要】本文以陕西神木化学工业有限公司60万吨/年煤制甲醇项目,其中一期年产20万吨甲醇,二期40万吨甲醇的生产装置为例,对德士古气化装置投运初期存在的问题及其解决措施进行了探讨。
【关键词】德士古气化装置,投运初期【abstract 】this paper to shaanxi shenmu chemical industry company limited, 600000 tons per year coal to methanol project, including a period with the annual production capacity of 200000 tons methanol and the second stage of 400000 tons methanol production device as an example, the Texaco gasification unit early put the existing problems and solutions are discussed.【key words 】Texaco gasification unit, the early put into operation引言陕西神木化学工业有限公司60万吨/年煤制甲醇项目。
其中气化部分采用美国德士古公司水煤浆加压气化工艺,是国内已建成产能规模最大的煤制甲醇生产企业之一。
其气化装置在投运初期,先后出现低压煤浆泵出入口阀堵塞,气化炉耐火砖使用寿命短,煤浆入炉管线振动,德士古烧嘴使用寿命短,捞渣机链条脱落,粗渣过滤系统的改造。
本文针对这些问题进行了讨论。
一、煤浆泵进、出口阀堵塞1.1存在的问题煤浆泵不打量,手摸煤浆泵的进、出口阀感觉是凉的,用听棒听不到煤浆通过阀门的声音。
拆洗进、出口阀时发现,阀门几乎被煤浆沉降后形成的黏泥物完全堵塞。
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4 0 0  ̄ C为基点时,每变化 1 O K 则耐火砖的使用寿命变化 1 0 %,运行温度升高 5 0 K持续 3~5 d ,拱顶炉砖寿命将 明显减少甚至造成折断 、脱落 、砖缝开裂等情况。
3 . 3 熔渣的侵蚀
向火面砖铬含量越高 ,抗渣性能越好。向火面砖选 择C r O 为主材质 ,但纯的 C r O 不易烧结致密 [ 3 1 ,气孔
2 . 2 运行情况分析
( 1 ) 2号和 4号炉为原始开车时最先开车的气化炉,
通过表 3表 4分析可知 ,煤的品质相对较稳定 ,
气化 炉操作 温度一般高 于灰熔点 5 0— 1 0 0 K,维持在 1 2 1 0 — 1 3 7 0 ℃。气化装置所使 用的煤大部分都来 自补 连塔 ,由于长期 维持较高 的操作温度使 向火 面砖 的损 坏加剧 ,并且 补连塔煤 质相对 不稳定 ,其灰分 最大达 到 2 0 %,渣 口易发生堵 塞。为保证顺 利排渣大幅度提 高气 化炉操作 温度 ,以提高灰 渣的流 动性 ,使 得 向火
项 目单位
C r 2 03 % Zr O2 %
体积密度 / g . c m
显气孔率 『 % 常温耐压强度 / M P a 蠕变 ( O . 2 MP a 。1 5 0 0 ℃下 2 4 h ) / %
热震次数 ( 1 I O 0  ̄ C , 水冷 ) / 次
向火面砖在气化炉各个部位的设计使用寿命为 :拱 3 / 2 0 1 5 粉煤 灰 3 l
砖表面流下, 对向火面砖表面磨损严重 。 尤其操作不稳定, 炉壁挂 渣不好,以渣抗渣能力减弱 时更 为明显。另外,
很大。对于煤质较差、灰熔点较高、运行温度高的情况,
使用寿命缩短运行经验表明,当气化炉的操作温度 以 1
工艺烧嘴偏 喷时对 向火面砖 的局部冲刷 、 磨损严重 ,寿
命缩短。
文 章编 号 :1 0 0 7 — 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 3 — 0 0 3 1 - 0 3
固废利 用
德士古气化炉向火面砖使用情况探究
T h e I n d u s t r i a l U s e o f T e x a c o G a s i i f e r i n R e f r a c t o r y B r i c k P r o d u c t i o n
使用寿命大大缩短。 பைடு நூலகம் 2 ) 1 号炉渣口砖第三次砖使用寿命远小于平均水平 , 原因是该砖在砌筑时施工质量不好 ,在更换工艺烧嘴时 发现渣 口砖部分脱落,重新砌砖使用。
( 3 ) 为保证气化炉能安全平稳运行,根据耐火砖的设
计使用寿命和实际运行情况 , 更换筒体 向火面砖时 ,气
化炉内所有耐火砖全部更换 ,更换锥底 向火面砖时一并
肖光辉
神华新疆煤化工分公 司 ,新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 1 9
摘 要 : 德士 古 气化 炉 向 火面砖 的使 用情况和 寿命 对 气化装置 的稳 定运行 至 关重要 ,通过 工业 上 向火 面砖 的 实 际使 用情 况 ,分析 向火面砖使 用寿命 缩短 的原 因,探 索 出达到或 超过 向 火面砖 设 计使 用寿命 的 方法 。 关键 词 : 德 士 古 ;气化 炉 ;向 火面砖 ;寿命
中图 分 类 号 :T U9 9 6 . 8 文 献 标 志 码 :A
0 前 言
神华包头煤制烯烃项 目是以煤炭为原料生产聚烯烃 产品 【 I 1 。气化装置采用 G E水煤浆加压气化技术 ,该项 目
顶 1 4 0 0 0 h ;简体 1 2 0 0 0 h ;锥底 4 0 0 0 — 6 O 0 0 h ;渣 口
面砖 烧蚀和磨损 进一步加剧 ,导致 向火面砖 使用寿命 缩 短。烧 嘴磨损后 ,为提高烧 嘴雾化 效果 ,提高 中心 氧比例 ,使得拱顶返混严重 ,拱顶 向火面砖磨损加 剧。
通过这两个气化炉的运行指导其他气化炉的开车。由于 刚开车时很 多条件都不稳定 ,气化炉开停车次数多 ,尤
其对简体砖的损伤很大,使得 2号和 4号炉向火面砖的
3 5 0 0 — 4 0 0 0 h 。
2 向火面砖运行情况分析
2 . 1 向火面砖实际运行情况
气化炉向火面砖各部位实际使用寿命见表 2 。
表 2 向火面砖实际使用寿命 h
气化炉设计 7台,5开 2备。气化炉操作压力 6 . 5 M P a , 操作温度约 1 2 8 0  ̄ C,单台气化炉耗水煤浆量 8 5 m , / h 。从 2 0 1 0年开车 以来 ,气化装置一直保持着满负荷运行 ,运
3 . 2 煤渣的机械磨损 【 z 】
气化炉运行过程一直处于高温高压状态 ,在此状态 下,向火面砖 自身会产生塑性变形而发生破坏。气化炉
操作温度一般维持在 1 3 0 0 %左右,在此温度下抗冲刷磨 损能力远小于常温情况下。高速气流及其夹带 的固体颗
将渣口砖更换。 ( 4 )渣 口、锥底、筒体 向火面砖基本 已达到或超过
行状况平稳 ,但在气化炉 的运行 中也暴 露出一些问题,
尤其向火面砖使用寿命未达到设计使用寿命 ,大大制约
着气化炉的稳定运行 ,缩短单 台气化炉运行周期 ,增加 维修费用。下面讨论向火面砖的相关问题。
1 向火面砖 材质
神华包头煤制烯烃项 目气化炉 向火面砖采用北京利 尔股份有限公司耐火材料 ,向火面砖材质参数见表 1 。 表 1 向火面砖材质参数
设计使用寿命 ,拱顶向火 面砖未达到设计使用寿命 ,原 因是为保证气化炉稳定运行 , 在更换简体砖 时将还能继 续使用一段时间的拱顶砖更换,另外一个原 因是 由于烧 嘴和中心氧比例问题 ,导致拱顶返混严重 ,磨损加剧。 ( 5 )向火面砖的使用寿命受煤质和操作温度的影响
粒直接冲刷 向火面砖 ,使向火面砖磨损。熔渣沿 向火面