煤质灰分对气化生产的影响

煤质灰分对气化生产的影响

烯烃气化装置设计使用原料煤的灰分为6.28~11.49%，气化装置自试车以来，所用原料煤2011年的平均灰分为15.45%，2012年的平均灰分达到了17.49%（截至到3月18日）。2012年截至到目前吨甲醇平均耗原料煤1.92吨。

煤的灰分对气化反应存在很大的影响，主要体现在以下几个方面：

一、GSP粉煤气化炉采用水冷壁结构，以渣抗渣。如果灰分过低，气化炉的热损大，且不利于炉壁的抗渣保护，甚至形成不了挂渣，影响气化炉的使用寿命。因为我们使用的煤粉灰分始终高于设计值，此问题在烯烃装置暂时不存在。

二、灰分是煤中不直接参加气化反应的惰性物质，但灰的熔化却要消耗煤在气化反应过程中的大量热。灰分过高气化时由于少量碳的表面被灰分覆盖，气化剂与碳表面的接触面积减少，降低了气化效率；同时灰分的大量增加不可避免将增大炉渣的排出量，随炉渣排出的碳损失量也必然增加。

三、随着煤种灰分的增加，气化的各项消耗指标均增加，如氧耗、汽耗、煤耗指标均增加，而粗煤气的产率下降，气化后的有效气体成分就减少，整个气化过程中损失大量的热量。

四、在同样反应条件下，灰分增加1%，氧耗将增大0.7%～0.8%，煤耗增大1.3%～1.5%，灰分越高气化煤耗、氧耗越高，灰渣对炉内构件的冲刷磨蚀越快。按照化工公司制定的2012年吨甲醇耗煤上半

年1.83，下半年1.73的考核指标，结合目前烯烃公司的单耗为1.92吨，原料煤的灰分应降低 3.13~6.59%，也就是说灰分应控制在

10.9~14.36%之间。

五、灰分越高则气化炉产生的渣量越大，对气化炉渣水处理系统的影响越大，气化炉及渣处理的系统除渣负荷越重，对管道和设备的磨蚀也随之加快，大大的影响了气化炉的长周期运行，严重时会影响气化炉的正常运行。由于气化装置设计的不合理，文丘里系统没有达到本身的洗涤效果。灰分增高，文丘里系统水循环的设备、管道、阀门磨损现象就更严重，同时粗煤气还会将大量的细灰带入变换系统，堵塞下游装置换热器，被迫停车。（开车至今已清理11次）

六、灰分的波动对气化的影响

在粉煤气化的实际运行过程中，粉煤流量测量的准确性是一大难题，为氧量的自动调整设置了巨大的障碍。在灰分变化频繁的煤质时，氧量调整相对困难，如果灰分高频率波动时，氧量的调整几乎无法对应和及时，如此将会导致氧煤比偏高或者偏低，直接导致冷煤气效率的降低，影响整个气化反应。

七、提高装置运行成本。为了降低气化炉的灰分含量，烯烃气化装置的原料煤供应在前期使用精煤和沫煤掺混，2012年1月份原料煤掺混后每生产1吨甲醇原料煤的成本就达533元，如果只采用末煤生产1吨甲醇原料煤的成本仅为445元。每生产一吨甲醇仅在原料煤的成本上将减少533-445=88元。按照今年120万吨产量的话，这一块将节省出1.056亿元。

鉴于以上几点，为了烯烃气化装置的长周期稳定运行，同时保证煤化工下达考核指标的完成，又要兼顾我们的成本控制，提出以下几点建议：

1、使用降低灰分的原料煤，且原煤的供应要具有稳定性，每天供气化的原料煤的灰分不能较大幅度的波动；

2、气化供煤不能采用精煤和末煤进行掺混，只得采用末煤，控制成本。

3、前期和煤化工公司沟通供给气化的原料煤灰分暂定的16-21%的指标需要下调，应控制在12-16%比较合适。否则无法完成化工公司对我们单耗的考核任务（上半年1.83，下半年1.73）。

4、优化各系统的操作，提高目前的产率，降低相同灰分下生产吨甲醇的原料煤消耗。

5、减少气化装置的开停车次数，减小无效气的排放。

6、按照目前煤平均灰分17.5%计算，设计灰分取中值9%，灰分增加8.5%，煤耗按照每增加一个百分点增加1.5%计算，上半年吨甲醇的消耗原料煤应定为1.83+1.83*8.5%*（1+0.015）=1.98，下半年视技改完成情况再行设定。