GE德士古气化炉
Texaco气化炉知识学习
三、Texaco工艺缺点
➢ 水煤浆气化氧耗高。比氧耗一般都在400m3/1000m3 (CO+H2)以上,而Shell粉煤气化一般在330 m3/1000 m3 (CO+H2)左右。
➢ 水煤浆进料，限制了原料适应性，增加了煤耗与氧 耗，限制了合成气有效气组份。
➢ 气化炉耐火材料寿命短。我国多选用法国砖（沙佛 埃耐火材料公司），其寿命为1～1.5年。其中渭河 化肥厂开车一年，三台气化炉向火面砖全改换过， 一炉砖需75万美元，而且换一炉砖周期长，影响生 产二个月。目前，我们国内正研制价廉、耐高温侵 蚀，而且使用寿命长的耐火材料
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表2 Texaco气化炉在中国的运用
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
名称 鲁南化肥 上海焦化 陕西渭河
浩良和 淮南化工 金陵大化 南京大化 神木化工 兖矿榆林 上焦二期
南化 兖矿国宏
惠生 上焦三期
齐鲁 神木化工二期
大化集团 新奥
➢在美国中部田纳西州的Kingsport以激冷流程生 产CO及其下游产品醋酐
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图1 德士古气化炉
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图2 德士古气化炉剖面图
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厂名 Eastman
Ube 鲁化 上焦 渭化 淮化 Tampa 浩化 *德州恒升 *山东国泰 金陵石化 南化公司 榆林化工 渭化 上焦
表1 目前世界上在运行的水煤浆气化装置概况
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3、煤中的氮、砷含量
➢氮含量决定着 灰水处理系统的pH值和氨的生成,pH 值高能减轻 对系统的腐蚀，但同样使得水中的Ca、 Mg 绝大 ➢部分以碳酸盐的形式存在引起结垢，反之酸度高， 对管道和设备的腐蚀也很严重，水中pH尽可能保 持 在7左右;过多的氨，能和系统中生成的CO 反 应形成 碳酸氢铵，在低温下能堵塞变化工序的管 道。砷能 使变换系统中的Co-Mo催化剂中毒，造成触媒粉化。
GE德士古气化炉
德士古气化炉1.德士古气化炉概况德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。
1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。
国外已建成投产的装置有6套，15台气化炉；国内已建成投产的装置有8套，24台气化炉，正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置（2台气化炉）1993年建成投产以来，相继建成了上海焦化厂气化装置（4.0 MPa气化，4台气化炉，于1995年建成投产），渭河化肥厂气化装置（6.5 MPa气化，3台气化炉，于1996年建成投产），淮南化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3台气化炉，于2000年建成投产），金陵石化公司化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产），浩良河化肥厂气化装置（3.0～4.0 MPa气化，3台气化炉，于2005年建成投产），南化公司气化装置（8.5 MPa气化，2006年建成投产），南京惠生气化装置（6.5 MPa气化，2007年建成投产）等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收，已掌握了丰富的连续稳定运转经验，新装置一般都能顺利投产，短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
水煤浆和99. 6 %纯氧经德士古烧嘴呈射流状态进入气化炉,在高温、高压下进行气化反应,生成以CO +H2 为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为气化分三步进行:(1) 煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和氧气进入高温气化炉后,水份迅速蒸发为水蒸汽。
德士古气化炉液位改善总结
德士古气化炉液位改善总结摘要：本文针对国能新疆化工德士古气化炉设备，其中运行设备的激冷水过滤器易于堵塞，激冷水分配不均匀等问题，进行了原因的剖析，并提出相应的对策。
在进行了改造后，对其运行的效果进行评估。
关键词：德士古；气化炉液位；煤气化；改善总结；剖析评估一、概述国能新疆化工公司的主要生产项目为180万t/a的煤制甲醇项目及68万t/a的甲醇制烯烃项目，此为煤制甲醇的相应配套设备。
煤气化装置中，使用了GE水煤浆的加压气化工艺，该气化炉的尺寸为ϕ3200x19400 mm,4开4备用，汽化压力6 .5MPa，温度为1356摄氏度x。
为了适应180万t/a的甲醇合成装置所需要的粗水煤气，该工艺可产生（ CO+H2）气体为每小时540000立方米，以满足需要。
每一座气体炉的常规处理能力为1500t/d，最大负荷为1900t/d。
水煤浆气化技术是利用气流床反应器，在无加压催化的情况下，利用纯氧和水煤浆为原料，进行部分氧化反映。
在这种高温度条件下，反应速度比较快，气化过程速率通过传递工程来调控。
气化过程中，采用高温反映通过激冷环冷却，文丘里洗涤，再经炭洗塔清洗，使反应气体冷却到243摄氏度左右，再送入下游转换设备。
该设备在2016年6月3日首次投入试验。
在连续40天的运行过程中，气化炉的液面出现了明显的变化，通过增加了冷却器的激冷量和减少了炭洗塔的进口温度，该设备可以正常工作，但是在以后不得不进行减量倒炉。
通过几个技术改进和问题分析，使气化炉的水位得到了很好的控制，达到了单个烧嘴循环（75天），可以根据预定的顺序进行倒炉和维修。
二、问题分析与改进评价(一)气化炉激冷水分布平衡管堵塞1、现象及成因剖析2016年6月，气化炉投入使用后，出现4块托砖板的温度偏差较大，气化炉液位偏低，3个气化炉液位偏差较大，被迫降低产量，最终造成停工。
初步分析是由于气化炉内有水份。
停机后的检验结果表明，每一次都有2-3个均匀的激冷水分配管路出现阻塞。
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。
德士古水煤浆气化炉简介
德士古水煤浆气化炉简介德士古水煤浆气化炉一、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，即通常所说用煤行业的“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。
GE气化炉技术
GE（原德士古）气化技术综述目前我国煤炭气化技术得到了快速发展，针对煤气的不同用途和需要（如生产替代天然气、用作合成气、发电等）发展了几十种气化技术，许多技术得到了工业应用。
按照气化炉中气固接触方式和反应形式可将气化技术归纳为四种类型：以鲁奇炉为代表的固定床气化工艺，以高温温克勒炉、灰熔聚为代表的流化床气化工艺，以GSP、Shell、GE(原Texaco)、多喷嘴对置水煤浆技术为代表的气流床气化工艺，另外还有不再发展的熔融床气化工艺。
化肥是发展农业的重要基础原料，是确保我国农业生产健康持续发展的前提。
煤炭转化制合成气，在我国占绝大多数的中小化肥厂由于使用间歇水煤气气化工艺和以无烟块煤为原料，存在转化效率低、环境污染严重、运行成本高、竞争力不强等问题，亟需更新换代。
建设煤基合成氨基地是符合国家发展政策和企业利益的。
在我国，一些新规划的煤化工基地的气化工艺拟选用水煤浆进料的GE加压气化技术制合成气。
1 GE气化技术的现状目前在国内外均有GE（Texaco）气化技术在运行，其中最大商业装置是Tampa电站，属于DOE的CCT-3，1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。
该装置为单炉，日处理煤2000~2400吨，气化压力为2.8MPa，氧纯度为95%，煤浆浓度68%，冷煤气效率约76%，净功率250MW。
Tampa IGCC电厂目前使用55%石油焦和45%煤为原料，操作可用率在有备用燃料时为95%，气化炉可用率为82%。
碳转化率低于设计值，尤其是使用石油焦时更是如此，导致效率下降氧耗提高。
另外计划提高石油焦的比例，并使用5%的生物质为原料；也计划进行侧线CO2脱出工作。
80年代末，中国共引进4套GE水煤浆气化装置，分别为鲁南化肥厂（二台炉，一开一备，单炉日处理量450t煤，2.8MPa）、上海焦化厂（4台炉，三开一备，单炉日处理500t煤，4.0MPa）、渭河化肥厂（三台炉，二开一备，单炉日处理量为820t，6.5MPa）和淮南化工总厂（三台炉，无备用，单炉日处理500t煤，4.0MPa），这4套装置均用于生产合成气，7台用于制氨，5台用于制甲醇。
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。
ge德士古水煤浆气化炉带水分析
171中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2020.04 （下）水煤浆和氧气在德士古工艺烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室内，在大约6.5MPa （G ）、1350℃条件下进行气化燃烧反应。
生成粗合成气和熔渣进入激冷室进行传热传质，洗涤后粗合成气沿上升管、下降管环隙进入合成气管道，然后，经文丘里洗涤器、洗涤塔再次洗涤后送至变换系统，大部分的熔渣经激冷水冷却固化后经过破渣机破碎后进入锁斗，后经锁斗系统循环定期排至渣池。
在这个操作过程中，很容易发生激冷室合成气带水问题，进而影响水煤气的质量。
气化炉带水现象主要有两种方式，一种是高温合成气在激冷室内进行传热传质形成饱和水汽进入洗涤塔,这种情况为正常带水；另一种则是气化炉合成气流夹带着大量水团进入洗涤塔，这种非正常带水会影响合成气质量,本文主要讨论非正常带水现象。
1 气化炉合成气带水现象（1）气化炉液位大幅度下降，有时会瞬间降低20%左右；此时，降低气化炉排黑量气化炉液位反而会不增而降。
（2）文丘里洗涤器压差增大且大幅波动；由于合成气中大量带水，经过文丘里洗涤器时气流通道变小导致阻力变大，从而导致压差变大，同时，激冷水入文丘里洗涤器量减少，导致文丘里洗涤效果变差。
（3）洗涤塔液位升高，出洗涤塔合成气温度升高1～3℃，合成气流量大幅波动；由于合成气将气化炉内水液大量带入洗涤塔，洗涤塔液位逐步增高，洗涤塔补水量逐渐降低，水系统失调，洗涤效果变差，不能进行有效的传热传质。
2 气化炉带水现象原因分析及相对措施合成气在激冷室内洗涤过程中水的形式主要有以下几种形式：在高速气流的作用下水液获得一定的动能，沿下降管和上升管环隙向上运动，但由于自身重力作用会发生沉降，一部分水液由于动能较低，上升一段距离后落下；一部分水经过上升管顶部折流挡板时被折挡落下；最后，一部分水则被带出气化炉进入合成气管道。
下面从气化炉带水能力大小和传热、传质两方面进行分析。
德士古气化炉工艺
一、德士古(TEXACO)气化法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。
德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。
1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。
在此基础上，1956年开始开发煤的气化。
本世纪70年代初期发生世界性能源危机，美国能源部制订了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于试烧煤和煤液化残渣。
联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利，于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示范工厂。
此后，德士古气化技术得到了迅速发展。
目前国外共有一套中试装置，三套示范装置和四套生产装置，见下表。
除这些已建成的装置外，还有一些装置在设计或计划之中。
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。
(一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。
德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器，炉膛内壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。
气化炉近于绝热容器，其热损失非常低。
蒙特贝洛中试用气化炉直径1.5m，高6m，操作压为在2.07~8.27MPa。
德士古气化炉操作规程
目录1、岗位任务............................................................ - 0 -2、工艺描述............................................................ - 0 -3、联锁系统............................................................ - 4 -4、工艺指标........................................................... - 18 -5、主要设备一览表..................................................... - 19 -6、开车............................................................... - 19 -7、停车............................................................... - 37 -8、倒系统............................................................. - 45 -9、正常操作要点....................................................... - 45 -10、不正常现象及事故处理 .............................................. - 47 -11、巡回检查制度...................................................... - 56 -12、根本操作.......................................................... - 56 -1、岗位任务磨煤工序生产的合格水煤浆与空分生产的氧气在一定的工艺条件下进入气化炉内进行局部氧化反响，产生以CO、H2、CO2为主要成分的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统，以到达回收热量及灰水再生、循环使用的目的，粗渣及细渣送出界外。
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德士古气化炉1.德士古气化炉概况德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。
1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。
国外已建成投产的装置有6套，15台气化炉；国内已建成投产的装置有8套，24台气化炉，正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置（2台气化炉）1993年建成投产以来，相继建成了上海焦化厂气化装置（4.0 MPa气化，4台气化炉，于1995年建成投产），渭河化肥厂气化装置（6.5 MPa气化，3台气化炉，于1996年建成投产），淮南化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3台气化炉，于2000年建成投产），金陵石化公司化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产），浩良河化肥厂气化装置（3.0～4.0 MPa气化，3台气化炉，于2005年建成投产），南化公司气化装置（8.5 MPa气化，2006年建成投产），南京惠生气化装置（6.5 MPa气化，2007年建成投产）等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收，已掌握了丰富的连续稳定运转经验，新装置一般都能顺利投产，短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
水煤浆和99. 6 %纯氧经德士古烧嘴呈射流状态进入气化炉,在高温、高压下进行气化反应,生成以CO +H2 为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为气化分三步进行:(1) 煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和氧气进入高温气化炉后,水份迅速蒸发为水蒸汽。
煤粉发生热裂解并释放出挥发份。
裂解产物及挥发份在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧,同时煤粉变成煤焦,放出大量的反应热。
因此,在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。
这个过程进行的相当短促。
(2) 燃烧及气化反应煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应,生成CO、CO2 等气体,放出反应热;另一方面,煤焦又和水蒸汽、CO2 等发生化学反应,生成CO、H2 。
(3) 气化反应经过前面两步的反应,气化炉中的氧气已完全消耗。
这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸汽、CO2 发生的气化反应,生成CO 和H2 。
2 德士古水煤浆气化工艺2. l 制浆系统制浆系统用于水煤浆的制备。
原料煤经煤称重给料机计量后送入磨机,同时在磨机中加入水、添加剂、石灰石、氨水,经磨机研磨成具有适当粒度分布的水煤浆,合格的水煤浆由低压煤浆泵送入煤浆槽中。
2. 2 合成气系统水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气经德士古烧嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室,在燃烧室中进行复杂的气化反应,生成的煤气(称为合成气) 和熔渣经激冷环及下降管进入气化炉激冷室冷却,冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔,熔碴落入激冷室底部冷却、固化,定期排出。
在碳洗塔中,合成气进一步冷却、除尘,并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比) ,然后合成气出碳洗塔进入后工序。
2. 3 烧嘴冷却系统德士古工艺烧嘴是气化装置的关键设备,一般为三流道外混式设计,在烧嘴中煤浆被高速氧气流充分雾化,以利于气化反应。
由于德士古烧嘴插入气化炉燃烧室中,承受1400 ℃左右的高温,为了防止烧嘴损坏,在烧嘴外侧设置了冷却盘管,在烧嘴头部设置了水夹套,并由一套单独的系统向烧嘴供应冷却水,该系统设置了复杂的安全联锁。
2. 4 锁斗系统落入激冷室底部的固态熔渣,经破渣机破碎后进入锁斗系统,锁斗系统设置了一套复杂的自动循环控制系统,用于定期收集炉渣。
在排渣时锁斗和气化炉隔离。
锁斗循环分为减压、清洗、排渣、充压四部分,每个循环约30 分钟,保证在不中断气化炉运行的情况下定期排渣。
2. 5 闪蒸及水处理系统该系统主要用于水的回收处理。
气化炉和碳洗塔排出的含固量较高黑水,送往水处理系统处理后循环使用。
首先黑水送入高压、真空闪蒸系统,进行减压闪蒸,以降低黑水温度,释放不溶性气体及浓缩黑水,经闪蒸后的黑水含固量进一步提高,送往沉降槽澄清,澄清后的水循环使用。
德士古淬冷型气化炉k-t煤气化炉，德士古煤气化炉3 德士古气化使用原料原料煤适应性较广，气煤、烟煤、次烟煤、无烟煤、高硫煤及低灰熔点的劣质煤、石油焦等均能用作气化原料。
但要求原料煤含灰量较低、还原性气氛下的灰熔点低于13000C，灰渣粘温特性好。
煤质对气化的影响主要表现在水煤浆的质量,为了提高经济性,得到较高的气化效率及较好的合成气组份,一般要求水煤浆具有较高的浓度(58～62wt %) 、较好的稳定性(煤浆不易分层沉降) 及较好的流动性(粘度< 1200CP) 。
因此相应对于原料煤也有一定的要求; ①较好的反应活性。
活性好是一个综合指标，一般挥发份高的煤活性好，才能获得较高的碳转化率，降低氧耗，一般要求煤中挥发份大于。
从表6 也可看出，用做水煤浆气化的煤种其挥发份都在30 %以上②较高的发热值③较好的可磨性④较低的灰熔点，要求灰熔点小于1 250 ℃因为气化炉温度要高于灰熔点100～150 ℃才能保持正常工艺指标。
⑤较好的粘温特性⑥较低的灰份。
一般情况下灰份含量低于15 % （包括加入助熔剂CaO 后） , 最好低于。
灰含量高，易堵塞灰水管道。
另外灰每增加1 % ,氧耗增加0. 7 %～0. 8 % ,煤耗增加1.3%～1. 5 %。
⑦合适的煤进磨机粒度等。
8、原料煤的供应要求稳定可靠。
如煤的来源是多矿井供应，煤质变化大或不稳定、关键指标难以控制时，就不能保障水煤浆气化装置的平稳运行，不能选做原料煤。
4 德士古气化炉工艺参数1．水煤浆浓度水煤浆浓度对气化的影响表现为：随着水煤浆浓度的提高，煤气中有效成分增加，气化效率提高，氧气耗量下降，如下图一、二所示。
图一图二水煤浆浓度的提高，带入气化炉中的水分相对少了，减少了蒸发水所消耗的热量，因而使一氧化碳和氢气的产量增加了，气化强度和气化效率均得到提高，能耗下降。
为了维持正常的气化生产，煤浆的可泵送性和稳定性等也是十分重要的。
所以，研究水煤浆的成浆特性和制备工艺，寻求提高水煤浆质量的途径是十分必要的。
试验认为，在制备高浓度水煤浆时，煤质是关键因素，而煤粉粒度的分布又是重要的影响因素，添加剂是改善流动性及堆积效率的一种有力措施。
煤的内在水分含量低、粒度分布宽，将有利于高浓度水煤浆的制备。
适宜的添加剂还能改变煤浆的流变特性，且煤粉的粒度越细，添加剂的影响越明显。
所以，选择合适的煤种，调配最佳粒度和粒度分布是制备具有良好流动性和较为稳定的高浓度水煤浆的关键。
一般说来，褐煤的内在水分含量较高，说明其内孔表面大，吸水能力强。
在成浆时，煤粒上能吸附的水量多，因而，在水煤浆浓度相同的条件下，自由流动的水相减少，即造成流动性差，若使其具有相同的流动性，则煤浆浓度必然下降。
故褐煤在目前尚无法作为水煤浆的原料。
日本宇部在评价我国的昭通褐煤时，亦得到了与上述相同的结论。
2．氧煤比氧煤比是气流床气化中重要的操作指标。
当其他条件不变时，气化炉温度主要取决子氧煤比，如下图一所示。
提高氧煤比可使碳的转化率明显上升，如下图二所示。
图一图二但是，当氧气用量过大时，部分碳将完全燃烧，生成二氧化碳，或不完全燃烧生成的一氧化碳，又进一步氧化成二氧化碳，从而使煤气中的无用组分增加，气化效率下降。
而且，随着氧煤比的增加，氧耗明显上升，而煤耗下降。
所以，氧煤比对过程操作来说，有一最适宜的比值。
美国蒙特贝洛中试炉气化伊利诺斯6号煤对，氧煤比约为0.93；联邦德国RCH／RAG示范厂则为0.92.3．煤粉粒度分布煤粉的粒度对碳的转化率有很大影响。
因为煤粒在炉内的停留时间及气固反应的接触面积与颗粒尺寸的关系非常密切。
而且，大颗粒离开喷嘴后，具有较大的相对速度，在反应区中的停留时间比小颗粒短，另一方面，比表面积又与颗粒大小呈反比。
这双重影响的结果必然使小颗粒的转化率高于大颗粒。
由试验结果表明，煤粉越细，气化效率越高。
但是，当煤粉中细粉含量过高时，水煤浆表现粘度上升，不利于配制高浓度的水煤浆。
为此，对于反应性较好的煤种，可适当放宽煤粉的粒度。
如日本德士古炉用的煤浆，最大粒度为20~40目，大部分小于90μm；联邦德国德士古炉用的煤浆14～60％，>90μm；7~35％，>315μm，15％，：>500μm。
4．气化压力气流床操作压力的提高，有利于气化过程的进行。
因为压力增加，不仅增加了反应物浓度，加快了反应速度；而且也延长了反应物在炉内的停留时间，使碳的转化率提高。
气化压力的提高，既可提高气化炉单位容积的生产能力，又可节省压缩煤气的动力。
故德士古工艺的最高气化压力可达8.0MFa。
一般根据煤气的最终用途，选择适宜的气化压力。
巳投产的几套装置中，大多数采用3．92 MPa（表压)，在伊斯特曼工程中配等压合成甲醇，采用了6.37MPa(表压)。
5本工艺运行中存在的突出问题5. 1 气化炉耐火材料使用寿命短气化炉耐火砖一般采用法国沙佛埃砖,使用寿命较短,约一年半左右,必须局部或全部更换,主要原因是耐火砖受到高温(1400 ℃左右) 气流及熔渣的冲刷,特别是燃烧室中下部,直接受到熔渣冲刷,磨蚀严重。
另外开停车频繁也是影响其寿命的原因。
由于耐火砖价格昂贵,每炉砖约需80 万美元,故在现有条件下加强工艺操作管理十分必要,另外也可采用国产的耐火材料。
5. 2 气化炉炉膛热电偶寿命短炉膛热电偶由燃烧室外壁经壳壁、隔热层、三层耐火砖插入燃烧室用以指示炉内反应温度。
热电偶头部距内壁向火面砖内缩约50mm。
由于各层耐火材料的热膨胀系数不同,热电偶常受到剪切力的作用而损坏,有的使用寿命只有一周左右,短的甚至刚开车即损坏,无法长期准确指示炉内温度,仅能用于指导开车。
正常操作一般根据气体组成及炉渣的形状间接判断炉温。
5. 3 德士古烧嘴使用周期短在高温及高浓度煤浆冲刷的苛刻条件下,德士古烧嘴的使用周期较短,一般约50 天左右,即要停炉拨出烧嘴进行检查,对有龟裂、烧蚀、磨蚀现象的烧嘴进行修复,重新使用。
目前德士古烧嘴的损坏是影响装置连续运行的主要因素。
5. 4 黑水管线容易堵塞、结垢、磨蚀由于气化炉和碳洗塔排出的黑水中含固量较高,经常造成黑水管线堵塞,影响正常操作,并往往造成气化炉停车。
黑水管线、煤浆管线的清洗增大了工作强度。
在黑水减压部份的管线在节流、汽蚀作用下,磨损严重,常常需要更换。
6 渣堵6.1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。