Shell气化炉合成气冷却器积灰原因及应对策略_牛玉奇
Shell气化炉合成气冷却器入口堵灰的原因分析及改进
Shell气化炉合成气冷却器入口堵灰的原因分析及改进吕崇福;孙颖【摘要】介绍了Shell气化炉合成气冷却器(SGC)入口飞灰结垢及沉积的原理和过程,并从原煤特性及灰渣流动特性、激冷气量、吹灰器结构等方面,分析了SGC入口积灰的原因,提出相应的解决办法和预防措施.结果表明:选择灰熔融性温度适中且灰渣流动特性好的煤种(配煤),采用改变烧嘴头角度、增加激冷气量、改进吹灰器结构、加强炉温控制等精细化操作措施,可以有效减缓SGC入口的积灰,保证了Shell煤气化装置的长周期运行.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2018(046)006【总页数】4页(P37-40)【关键词】Shell煤气化;合成气冷却器;积灰;混煤;灰熔融性温度;烧嘴;吹灰器【作者】吕崇福;孙颖【作者单位】同煤广发化学工业有限公司,山西大同037001;同煤广发化学工业有限公司,山西大同037001【正文语种】中文【中图分类】TQ545煤气化是实现煤炭清洁高效利用的重要途径之一，也是现代先进煤化工的重要技术，其实质是将固体煤炭转化为易于加工的气态物质的过程[1]。
Shell煤气化废热锅炉流程以碳转化率高、有效气含量高、环境污染小等优势，在国内市场占据一席之地。
但工业化运行结果表明，各大Shell干粉煤气化废热锅炉流程均出现过不同程度的结垢积灰，对煤气化装置的长周期高负荷运行产生极大影响[2-3]。
因此，本文以某Shell气化装置为例，探究飞灰沉积的原因，及在实际生产中的解决方案，为进一步解决Shell煤气化合成气冷却器（SGC）十字吊架积灰问题提供理论依据和技术支持。
1 Shell干粉煤气化装置飞灰的形成和结垢原理1.1 Shell干粉煤气化飞灰的形成Shell干粉煤气化入炉时煤粉在1 400℃～1 600℃发生瞬间气化，合成气夹杂的高温熔融态飞灰液滴由200℃左右的激冷气激冷至900℃，再经过进一步换热冷却变成固态飞灰颗粒。
飞灰颗粒在合成气的携带下经过整个废热锅炉，进入干法除灰系统，最终气固分离。
Shell气化炉合成气冷却器积灰原因及应对策略_牛玉奇
A sh D eposition R eason and Its C oun term easure for Syngas Cooler of Shell Gasifier
N IU Y u-q ,i DUA N Zh-i guang, SHEN X iao-yan (H enan L ongyu C oal Ch em ical Eng in eering Com pany L td. , Yong ch eng H enan 476600 Ch ina )
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生 产技 术
化肥设计 Chem ical Fertilizer Design
第 47卷 第 4期 2009年 8月
Shell气化炉合成气冷却器积灰 原因及应对策略
牛玉奇, 段志广, 沈小炎
(龙宇煤化工有限公司, 河南 永城 476600)
摘 要: 结合龙宇煤化工有限公司煤气化装置的运行经验, 研究了 She ll气化炉在运行过程中出现的合成气冷却器 积灰的问题; 分析了合成气冷却器积灰的原因, 实施了相应解决方案。结果表明, 煤 质是决定 合成气冷却 器积灰的 重要因素, 配煤可以有效地解决合成气冷却器的积灰问题。 关键词: Shell煤气化炉; 合成气冷却器; 积灰; 煤质; 配煤 中图分类号: TQ 545 文献标识码: A 文 章编号: 1004- 8901( 2009) 04- 0022- 04
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化肥设计ห้องสมุดไป่ตู้
2009年第 47卷
量也达不到设计值, 并且未反应的煤粉和飞灰随煤 加其故障率, 因此须根据生产需要适当调节。
合成气进入合成气冷却器, 逐渐黏结在换热器的管 2. 5 石灰石配比
壁上, 加剧了合成气冷却 器的积灰程度。因此, 必
浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点
浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点摘要：在我国，壳牌煤气化技术已有十年多的历史，其工艺经历了不同发展阶段，逐渐完善，很多设备基本都能稳定运行。
而其技术特点也不同于其他煤气化技术，因此，本文对壳牌的煤气化技术特点进行分析，并探讨了其工艺的发展历程。
关键词：壳牌煤气化工艺发展技术特点一、壳牌煤气化的工艺发展历程壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。
因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。
在上世纪五十年代开始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGP。
经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。
这种技术叫做SCGP，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。
煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。
在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。
在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。
壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。
壳牌煤气化装置合成气冷却器积灰原因分析及解决措施
壳牌煤气化装置合成气冷却器积灰原因分析及解决措施李圣君【摘要】以现役壳牌煤气化装置为例,从原料煤特性、激冷气量、振打器结构优化、十字架反吹设计等方面分析了合成气冷却器积灰问题的原因;提出了针对性的应对措施和改进方案;技改效果表明,合成气冷却器积灰问题的解决,使煤气化装置满负荷连续运行时间从30天提高到超过100天,吹灰装置获得国家专利授权。
%Taking the Shell gasification plant in service as an example, author has analyzed the reason of ash accumulation in synthetic gas cooler from aspects of raw material coal feature, quenching gas quantity, structure optimization of the tapper and reverse blowing of the cross support and so on ; has proposed the purposive countermeasure and improvement scheme ; technical reformation effect indicates that having solved the ash accumulation problem in the synthetic gas cooler makes continuously operating time with full load of the coal gasification plant increased from 30 days to more than 100 days, and moreover the national patent of the ash blowing device is awarded successfully.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2012(050)004【总页数】2页(P40-41)【关键词】壳牌煤气化装置;合成气冷却器;积灰;原因;技术改造【作者】李圣君【作者单位】河南龙宇煤化工有限公司,河南永城476600【正文语种】中文【中图分类】TQ545doi:10.3696/j.issn.1004 －8901.2012.04.013河南龙宇煤化工有限公司50万t/a甲醇装置于2008年4月建成投产，其气头采用壳牌粉煤加压气化工艺，气化炉单炉投煤量为2 000 t/d。
壳牌气化炉合成气冷却器结垢分析
壳牌气化炉合成气冷却器结垢分析作者：魏路乔来源：《中国化工贸易·上旬刊》2020年第01期摘要：近年来，随着现代化建设的发展，我国的科技发展也日新月异。
壳牌粉煤加压气化炉具有单台投煤量大，环境友好，碳转化率高，煤种适用广泛等优势，备受国内煤化工行业，发电行业推崇。
随着各个项目运行经验逐渐丰富，尤其掌握了配煤技术和苛刻的对煤种种稳定性要求，克服了烧嘴罩频繁泄露，飞灰过滤器滤芯损坏，合成气冷却器入口积灰，气化炉反应室堵渣等问题，连续运行百天，年累计运行三百天以上已达到常态化。
目前看来，合成冷却器结垢问题越来越突出，成为制约装置稳定，高负荷运行的最大制约因素。
从目前国内Shell气化炉运行情况来看，合成气冷却器积灰问题已经在神华、柳州、安庆、洞氮、大同等多个厂家中出现。
关键词：壳牌气化炉;合成气冷却器;结垢分析煤气化技术是现代煤化工发展的关键技术、龙头技术，其工艺一般包括原料单元、气化单元、合成气净化及渣水处理单元，其中，合成气初步净化单元主要功能为除去合成气中的灰分，以满足下游系统的工艺需求，因为若粗煤气含灰量过高，细灰吸附于下游CO变换催化剂表面，易造成催化剂活性下降、失活。
煤气化装置在工业运行中易出现洗涤塔出口合成气带水带灰、洗涤塔结垢、黑水管线堵塞、合成气含灰量增加等问题，煤气化用户及研究者針对不同问题采取了诸多改进措施并申请了相关专利，促进了煤气化合成气初步净化系统的优化升级。
1 概述煤炭中钾钠含量的升高，使飞灰的固化困难，增加飞灰的粘度。
结垢机理：热的飞灰颗粒因为固化不够，粘度增加，粘结在合成气冷却器换热管外壁上，导致换热效果变差。
垢层表面温度进一步升高，更多粘的飞灰将堆积在此，结垢层进一步增加。
煤粉和氧气进入气化炉反应室后发生转化和氧化反应，生成CO、H2并放出大量显热，出气化炉反应室的合成气温度在1500℃左右，在激冷段与激冷气压缩机K-1301来的200℃的合成气1.03：1混合，温度降低至900℃左右，并通过传输段、返回室后进入合成气冷却器。
壳牌气化炉合成气冷却器结垢分析高海庆
壳牌气化炉合成气冷却器结垢分析高海庆发布时间：2021-10-11T06:59:34.589Z 来源：《中国科技人才》2021年第19期作者：高海庆[导读] 现阶段煤化工行业在经济发展大背景下也迎来了发展机遇，壳牌气化炉由于稳定性、安全性以及原料转化性较高备受各大煤化工企业的青睐。
但气化炉在连续运行上百天甚至近一年之后也会出现各种问题，合成气冷却器结垢就是主要问题之一。
冷却器结垢的形成原因有多种，操作人员应当及时采取有效措施进行预防。
大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古锡林郭勒盟 027300摘要：现阶段煤化工行业在经济发展大背景下也迎来了发展机遇，壳牌气化炉由于稳定性、安全性以及原料转化性较高备受各大煤化工企业的青睐。
但气化炉在连续运行上百天甚至近一年之后也会出现各种问题，合成气冷却器结垢就是主要问题之一。
冷却器结垢的形成原因有多种，操作人员应当及时采取有效措施进行预防。
本文主要介绍气化炉合成气冷却器结垢的原因及解决措施。
关键词：壳牌气化炉；合成气冷却器结垢一、壳牌气化炉合成气冷却器简介气化炉的合成气冷却器整体呈水管式，与气化炉多数内件结构相同，都是膜式水冷壁结构，冷却器由四部分构成，分别是膜式水冷壁，多层环束管，环形空间以及承压壳体。
在进行冷却换热时，合成气会流经管之间，水蒸汽流经管内。
冷却器膜式壁长度较长，足以覆盖中压蒸汽过热器以及中压蒸发器两个部分。
在合成气冷却器膜式壁的中间一共设置了三组多层环管，合成气从上至下会按顺序经过中压过热器、中压蒸发器I、中压蒸发器Ⅱ。
由于这三组环管的受热面都是呈现圆筒形状，进行拆装时十分方便。
二、壳牌气化炉合成气冷却器结垢的主要原因（一）过水激冷时温度与灰融点温度接近在气化炉正常工作时，合成器的温度从激冷口到过热口会下降150度左右，若激冷时气温过高，或者激冷量不足会导致合成器的温度与灰熔点的温度接近，此时飞灰仍然有一定的粘性，就会附着在过压器的管壁中越积越多，久而久之就会形成结垢，换热效果较差。
Shell壳牌气化炉清灰装置常见问题及分析
第50卷第11期 辽 宁 化 工 Vol.50，No.11 2021年11月 Liaoning Chemical Industry November，2021收稿日期： 2021-08-18Shell 壳牌气化炉清灰装置常见问题及分析王钦华（河南龙宇煤化工有限公司， 河南 永城 476600）摘 要：介绍了壳牌气化炉清灰装置振打器的工作原理，对振打器常见故障、产生原因以及对气化炉运行的影响因素进行了分析，分享了振打装置产生故障后的处理经验，这些办法能够保证气化炉稳定长周期的运行。
关 键 词：壳牌气化炉；振打器；撞杆；砧板中图分类号：TQ545 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）11-1725-03河南龙宇煤化工有限公司一期年产50万t 煤制甲醇项目，气化装置壳牌气化炉清灰装置，采用的机械振打脉冲振动原理，振打器通过气缸提供动力源，通过气缸撞杆撞击振打器总成撞杆，振打器总成通过法兰连接在气化炉本体上，总成撞杆连接至气化炉内部水冷壁管线各部位，气缸的敲击传递至水冷壁处，产生脉冲振动，达到清除掉沉积在水冷壁管线上积灰的效果，针对振打器在运行过程中易出现的问题，经过认真研究分析，提出改进措施，有效降低清灰装置振打器的故障率，取得明显改造效果。
1 Shell 壳牌气化炉清灰振打装置简介壳牌气化炉属于干法进料气流床气化，干煤粉和氧气并流进入气化炉内瞬间爆燃，温度高达 1 600 ℃，并发生一系列化学反应，反应生成的炉渣在高温状态下呈液态，在重力的作用下向下流至气化炉底部的渣池中，被冷却水激冷成细渣排除系统。
反应生成的合成气及飞灰在气化炉反应室顶部锥形出口处与激冷气混合，混合后的合成气温度降至900 ℃，合成气及飞灰通过输气管段进入气体回流室（GRC）及合成气冷却器（SGC）；在此温度下的飞灰具有一定的黏结性，有可能会黏附在水冷壁管线上，少量的飞灰粘附会造成水冷壁换热效果的下降，大量的飞灰粘附会造成十字支撑及盘管的堵塞［1］，严重时造成气化炉的被迫停炉；为了预防停炉事故的发生，就是不仅在激冷管内的所有圆筒，而且在GRC 和合成气冷却器内的所有圆筒上装配气动振打器，这样，可以提供充分的加热面清理功能，至少每个单独的加热盘管分配一个振打器，合成气冷却器SGC 膜式壁清理装置共有14个振打器，均匀分布在整个膜式壁高度的7个平面内，GRC 膜式壁共有4个振打器，分布在2个平面内。
关于LX-L带水、带灰现象分析及部分处理措施
关于 LX-L 带水、带灰现象分析及部分处理措施摘要：气化炉长周期运行时出现合成气带水、气化炉液位计失真等情况时，其主要原因为运行期间合成气带灰导致气化炉内水汽分离空间减小，造成后续出现的激冷室内积渣严重，合成气带水严重，合成气管道内积灰文丘里压差增高等现象，针对以上情况做出原因分析及前期处理措施以对该情况进行缓解及延长运行周期关键词：LX-L激冷室积灰带水1.LX-L工艺介绍新疆和山巨力化工有限公司气化装置采用鲁西化工集团设计制造的粉煤加压气化装置，采用单烧嘴、水冷壁结构，LX-L粉煤气化工艺包括磨煤及干燥2150、粉煤加压及输送2160、粉煤气化及合成气洗涤2170、渣及灰水处理2180、气化公用工程2190单元；气化装置的规模为48000Nm3/h有效气（CO+H2），设计负荷60%-110%，年生产时间为8000小时。
装置物料平衡按产48000Nm3/h有效气（CO+H2）考虑。
产品的产量：有效气：48000 Nm3/h，粗合成气：117300 Nm3/h，LX-L运行期间出现问题较多，其中主要现象为合成气带水、带灰现象，很大程度上影响了气化炉的长周期运行。
1.合成气带水、带灰现象介绍LX-L在运行期间出现过合成气带水、带灰现象，起主要表显为以下几个方面：2.1文丘里压差上下波动较大，波动超过30KPa，原气化炉运行文丘里前后压差在130KPa左右，在合成气带水现场出现后上波动至170KPa左右，上下波动频繁，调节文丘里喷淋水流量效果不明显，在文丘里无明显堵塞情况下，文丘里压差波动大时气化炉带水现象的最直观的表现。
2.2合成气带灰会造成合成气管道内部积灰严重，造成合成气管道前后压差（气化炉出口与文丘里前压差增大），在我方气化炉运行期间曾出现合成气管道压差相差0.3MPa左右的压差，仅仅时合成气管道压差，系统压差（气化炉压力与洗涤塔出口压力差值）最高至0.45MPa，在气化炉检修期间切开合成气管道时发现，合成气管道堵塞严重，最严重地方剩余通道面积约为8*15cm（合成气管道为DN400）2.3气化炉液位下降明显，洗涤塔液位上涨明显，在合成气带水现象出现时发生比较明显现象，气化炉正常运行时黑水外排流量在210m3/h左右，洗涤塔外排约在40m3/h左右（因我方气化炉内积灰现象发生频繁，洗涤塔外排流量增加来缓解激冷室内积灰严重现象），带水情况出现时气化炉外排流量减少至180m3/h，洗涤塔外排流量增加至60m3/h。
Shell粉煤气化装置合成气冷却器积灰结垢的控制
关键词 ： ｈｌ粉煤气化装置； Ｓｅｌ 合成气冷却器（ Ｇ ） 积灰 ； ＳＣ ； 结垢 ； 制措施 控 中图分类号： Ｅ ６ Ｔ ９５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４—８０ （０ ０ ０ ０ ２ ０ １０ ９ １ ２ １ ）２— ０ ７— ４
Ｃｏ ｒ ｌｆ ｒ Ａｓ ｐ ｉｉ ｎｄ Ｆｏ ｉ ｆＳ ｔ ｅ ｉ ｓ Ｃｏ ｌ ｒ ｉ ｈｅｌＰｕｌ ｅ ｉｅ ａ ｓｆｃ ｔｏ Ｐｌ ｎ ｎｔ ｏ ｏ ｈ Ｄｅ ｏｓｔｏｎ ａ ｕｌ ｎｇ ｏ ｙｎ ｈ ｔｃ Ｇａ ｏ ｅ ｎ Ｓ ｌ ｖ ｒｚ ｄ Ｃｏ ｌＧａ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ
发 电行业 的推崇 。但 由 于其运 行 经 验少 ， 计 上 还 设 有不 完善 之处 ， 成现 已开 车 的多 套装 置 运行 周 期 造
较短 ， 经济效益受 到影 响。各 Ｓ ｅ 气化 炉用户通 ｈｌ ｌ
过不 断地 技术 改造 、 经验 交 流 ， 陆续 解 决 了飞 灰 过
滤器滤芯损毁 、 烧嘴罩烧蚀、 激冷气压缩机故障等
ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ａ ｄ ｆ ｒ ｎ ｒ ｃ ｓ ｆ Ｓ ｅｌ ｇ ｓｆ ｒｆ ｈ；ｈ ｓａ ａ ｙ ｅ ｈ ｅ ｓ ｎ ｆ ｒｔ ｅ Ｓ ｓ ｅ ｏ ｉ ｏ ｎ ｏ ｌｎ ；ｆｏ ａ ｐ ｃ ｓｏ ｏ ｔ ｌ ｎ ｈ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏｍｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｈ ｌ ａ ｉ ｅ ｙ ａ ｎ ｉ ｌ ｓ ａ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ｏ ｈ ＧＣ ａ ｈ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｕ ｉ ｇ ｒ ｍ ｅ ｔ ｆｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｉ ｓ ｏｉ ｔ ｅ ｑ ｅ ｃ ｉｇ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｌ ｓ ｏ ｔ ｈ ｕ ｎ ｈ ｎ ｅ ｅａ ｕ ｅ，ｆ ａ ｈ ｒ ｕ ｅ，ｃ ａ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｐｅ ａｉ ｎ ｅｃ ａ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｏ ｔｏ ａ ｕ ｅ ｏ ａ ｏｄ Ｓ ｈ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｙ ｏ ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｏ ｒ ｔ ｔ ．ｈ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｍｅ ｒ ｓｔ ｖ ｉ ＧＣ ａ ｅ ｉ ｏ ｌ ｉ ｏ ｏ ｓ ｓ ｏ ｉ ａ ｄｆｕｉｇ ｎ ｏ ｌｎ ．
壳牌气化炉渣屏结渣原因分析及对策
壳牌气化炉渣屏结渣原因分析及对策摘要：本文先对Shell气化炉渣屏结渣现象及后果进行描述，然后对渣屏结渣过程和原因进行分析，并提出防止渣屏结渣的对策及改进建议，希望能为水富煤气化装置的长周期稳定运行提供一些技术参考。
关键词：气化炉；渣屏结渣；黏度1.工艺简介Shell气化炉采用以渣抗渣原理进行粉煤气化。
微米级的粉煤经煤烧嘴进入气化炉反应器燃烧生成粗煤气、飞灰、渣，其中粗煤气和飞灰从反应器顶部送入下游冷却、分离处理，而1350℃左右的熔渣在4个烧嘴离心旋流的作用下被甩到气化炉水冷壁上，沿水冷壁流至气化炉底部并由底部的渣口落入渣池淬冷。
渣口至渣池之间还设有渣屏、热裙水冷壁，用于冷却换热。
1.渣屏结渣现象及后果气化炉渣屏结渣是一个分阶段、累积的过程，因煤种变化或参数偏离，导致熔渣黏结在渣屏上，在重力作用下开始只是渣屏下部积累的钟乳石状的渣块坠落，一旦渣屏积渣达到一定厚度，就会在重力作用下整体坠落，导致破渣机、渣收集罐、排渣罐堵塞，严重时气化炉被迫停车或渣池液位高跳车。
渣屏一旦开始结渣，渣块就会在重力作用下间歇性的从渣屏上脱落。
脱落的渣块较大，落入渣池中很难淬裂，同时造成渣池液位波动，随后落入破渣机造成破渣机驱动油压波动。
此时若破渣机破渣门开度过大，较大渣块落入下游，又会造成收集罐、排渣罐出口堵塞。
1.渣屏结渣过程渣屏结渣由初始层和结渣层组成，其中初始层碳含量很高（将近70%）。
设计渣屏表面温度大于450℃，粉煤燃烧生成的一氧化碳在高硫、高铁的催化作用下还原生成碳纤维附着在渣屏表面形成初始层。
初始层的形成与天然气气化中焦的形成有些相似。
一旦形成初始渣层后，渣池上方的温度相对升高，离开渣口的渣流动性相对增强，在离心旋流力的作用下被甩到渣屏上附着形成结渣层。
结渣层随煤种的变化一层一层的累积，气化炉运行时间越长，结渣层越厚，最厚可以达到80mm左右。
最终在重力作用下先由渣屏下部脱落，然后整体垮落。
整个结渣过程可从破渣机油压和渣池液位波动趋势看出。
Shell粉煤气化炉渣和灰系统常见问题分析与总结
Shell粉煤气化炉渣和灰系统常见问题分析与总结时纪伟;代彩玲【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2011(38)5【摘要】对Shell粉煤气化炉渣和灰系统出现的问题及其原因进行了分析.讨论了煤种与氧煤比控制的关系,提出研究在煤种变化情况下,找到氧煤比变化对气化系统各参数的影响规律是提高气化系统反应稳定性的主要方法.%An analysis of the problems and the causes in slag and ash system of Shell pulverized coal gasifier is carried out. The relations between various coal types and oxygen-coal ratio are discussed. And it is proposed that in aspects of study on coal types change, to find out about the influence pattern of coal-oxygen ratio on parameters of gasification system is the principal method to improve reaction stability in gasification system.【总页数】4页(P36-39)【作者】时纪伟;代彩玲【作者单位】河南煤业化工集团中原大化公司濮阳457000;河南煤业化工集团中原大化公司濮阳457000【正文语种】中文【相关文献】1.Shell粉煤气化炉渣池内熔渣沉积的周向分布特性 [J], 何乐路;范小强;黄正梁;王靖岱;阳永荣;李勇;俞欢军2.壳牌气化炉渣灰系统常见问题分析与总结 [J], 时纪伟;代彩玲3.Shell粉煤气化炉渣口区熔渣流动与传热模型 [J], 王剑;梁钦锋;许建良;刘海峰4.Shell粉煤气化炉渣池内熔渣流动特性 [J], 张建法;梁钦锋;王剑;许建良;刘海峰;龚欣5.Shell粉煤气化装置合成气冷却器积灰结垢的分析与对策 [J], 常秀华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
激冷室积灰的原因分析及应对措施
激冷室积灰的原因分析及应对措施摘要：简要介绍HT-L航天炉激冷室积灰的原因及应对措施，通过掺烧合适的煤种，保证渣口压差的稳定，改善激冷水水质及流量，降低激冷水温度来避免气化炉激冷室积灰，保证了航天炉系统长期稳定的运行。
关键词：航天炉激冷室积灰一、工艺概述：航天炉又名HT-L粉煤加压气化炉。
航天炉的主要特点是具有较高的热效率（可达95%）和碳转化率（可达99%）；气化炉为水冷壁结构，能承受1500℃至1700℃的高温；对煤种要求低，可实现原料的本地化。
由中国航天科技集团公司下属北京航天石化技术装备工程公司开发，该项目技术是结合国内外煤化工的现状，独自研发的拥有自主知识产权的粉煤加压气化技术，打破了国外对该技术的垄断。
中能化工三期航天炉装置从2017年7月开工建设，2020年5月31日气化炉一次投料开车成功。
中能公司252万Nm3（CO+H2）/日原料路线改造工程，设计生产能力为252万Nm3（CO+H2）/天的HT-L航天粉煤加压气化装置，单炉日处理原煤1500吨，气化炉运行压力4.0Mpa，该炉型的燃烧室为3.2米，激冷室为3.8米。
在气化炉长期运行中，由于气化炉的自身特性决定了长周期运行时，激冷室容易积灰，造成激冷室液位过高或过低，合成气水浴效果差。
带水带灰量大，合成气温度高、流速快，冲刷合成气管线弯头，造成合成气管线变薄，合成气泄露，严重影响到气化炉正常负荷的运行，甚至气化炉被迫停车。
本文分析了造成气化炉激冷室积灰的原因，从生产实际出发，避免出现类似情况，并给出了相应的解决措施，保证了气化炉的长周期稳定运行。
二、航天炉的结构及原理气化炉由上部的燃烧室和下部的激冷室组成。
加压后的粉煤采用二氧化碳输送到气化炉烧嘴，与氧气和水蒸汽通过烧嘴喷入燃烧室内反应，放出的热量被燃烧室内的水冷盘管带出气化炉，生成的粗合成气主要有一氧化碳和氢气为主，并混合着液态炉渣和细固体颗粒。
粗合成气离开燃烧室，通过渣口及下降管进入激冷室水浴，粗合成气经过初步水浴后，携带的大量颗粒留在水里，同时粗合成气也被冷却、饱和。
壳牌气化炉堵渣原因分析及应对措施
壳牌气化炉堵渣原因分析及应对措施
武喜阳
【期刊名称】《氮肥与合成气》
【年(卷),期】2024(52)2
【摘要】经过研磨的煤粉和氧气通过煤烧嘴进入气化炉,在炉膛内发生不完全氧化反应,产生大量粗煤气,熔化粉煤中的灰分形成微小颗粒。
受高速旋流粗煤气产生的离心力作用,粗煤气中微小熔渣颗粒被甩到水冷壁内表面,形成渣层。
当气化炉温度异常导致炉温波动时,熔渣在落渣口上部堆积,渣口逐渐变小,造成气化炉堵渣。
影响堵渣的因素诸多,从原煤变化、堵渣位置、应急处置措施3个方面对堵渣原因进行全面分析,在气化炉堵渣时采取应急处置措施,大大减少气化炉因堵渣而频繁停车的风险。
【总页数】4页(P30-33)
【作者】武喜阳
【作者单位】河南龙宇煤化工有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ546
【相关文献】
1.Shell气化炉堵渣原因分析及预防措施
2.GE气化炉上升管环隙堵渣的原因分析及调整措施
3.Shell气化炉堵渣原因分析及预防措施
4.壳牌煤气化炉渣屏结渣原因分析及优化措施
5.五环气化炉堵渣原因及处理措施
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浅谈气化炉长周期运行后系统积渣原因及处理
浅谈气化炉长周期运行后系统积渣原因及处理摘要：气化炉长周期运行时会出现较多的问题，在运行到一定周期会出现较多问题，主要问题集中在气化装置运行环境较差，管道内积灰结垢现象严重，可能会出现较复杂的情况造成气化炉运行波动甚至造成无法持续运行情况，通过运行中的部分整改情况可以缓解系统内的积灰结垢，持续气化装置的运行，延长运行周期。
关键词：气化炉积灰高闪分散剂 PH值`1.工艺介绍新疆和山巨力化工有限公司气化装置采用山东某集团设计制造的新型粉煤加压气化装置，采用单烧嘴、水冷壁结构，该新型粉煤气化技术包括磨煤及干燥2150、粉煤加压及输送2160、粉煤气化及合成气洗涤2170、渣及灰水处理2180、气化公用工程2190单元；气化装置的规模为48000Nm3/h有效气（CO+H2），设计负荷60%-110%，年生产时间为8000小时。
装置物料平衡按产48000Nm3/h有效气（CO+H2）考虑。
该新型气化炉运行期间出现问题较多，集中问题出现在气化炉内积灰严重、高闪内积灰严重等情况。
1.气化炉积灰积渣现象说明该气化炉在运行期间出现较多的气化炉、洗涤塔、高闪内部积渣现象严重，其主要表显为以下几个方面：2.1气化炉内部积灰严重，在气化炉运行两个月左右后出现气化炉液位上涨后下降现象，在运行至三个月左右时出现气化炉液位提升困难，合成气带水现象严重，最终在拆检时发现气化炉内积灰严重，上升管下降管中间内部积灰严重基本堵死，上升管外围内部积灰严重，仅剩余个别通道供合成气通过，最终造成气化炉激冷室烧蚀等严重现象。
2.2高闪内部积灰严重，高闪在长周期运行后会出现高闪内部压力波动较大，最高至0.68MPa导致现场安全阀起跳，造成一定的安全隐患，在后续拆检时发现高闪内部结垢严重，下锥段基本堵死，在两角阀溢流堰处堵塞现象明显，洗涤塔角阀处较结垢现象不明显。
2.3汽提塔带水现象明显，在高闪内部结垢严重后出现高闪压力较高且波动较大，造成汽提塔内部水质变差，同时造成汽提塔内部换热不均匀，汽提塔带水导致高闪分离罐液位上涨至满罐，带水时会导致闪蒸不凝气中含水量较大，高闪压力波动较大，且高闪换热器下液温度较高。
壳牌粉煤气化装置合成气冷却器积灰原因及改造措施
省１ ４ ． ６ ５万元 。 以上每 年产 生 的直接 经济 效益 共
计为 １ ５ ． ８ ０万元 。
率 １ １ ２ ０ ｋ Ｗ， 转速 １ １ ３ １ ５ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。
（ ３ ）改造前， 只 有 在 点 火 成 功 并 升 压 至
计， 年节 约 ０ ． ９ ６万元 ； 每 次拆 洗 需排 放 污水 １ ６ ｔ ， 吨 污水 处理 费按 ９ ． ８元 计 ， 年节 约 ０ ． １ ９万 元 ； 每 次拆 洗需 更 换密 封 垫 ７ ４片 ， 每片 １ ６ ５元 ， 年 可 节
４ 结语
鲁 奇公 司 的低 温 甲醇洗 工 艺 虽 然 技 术先 进 ， 但 对工 艺条 件 的要 求 相 对 苛刻 ， 设 计 操 作 弹 性 较
（ ３ ）板 式换 热器 的检修次 数 大 幅下 降 。
３ ． ２ 效 益 分析
颈， 使 装置 运行 周期 显著 延长 ， 颗粒 杂质 实现 密闭 排放 ， 减轻 了对 环境 和水 体 的污染 。
按 年运 行 ３ ３ ０ ｄ计 ， 技 改 前 板 式 换 热 器 拆 洗 ｌ ７次 ， 技改 后 只需 ５次 。每 次 拆洗 板 式 换 热器 需 要 ６名操 作人 员 工 作 ８ ｈ ， 人 工 费用 按 １ ３ ３ 人
颈， 同时达 到 了节 能 降耗 、 减 轻污 染 的 目的。
（ 收 稿 日期 ２ ０ １ ６ ． １ １ — ０ ３）
此次 技改 解决 了装 置 高 负 荷 、 长 周 期 运 行 瓶
Shell气化装置高负荷运行瓶颈问题分析及措施
2017年10月Shell 气化装置高负荷运行瓶颈问题分析及措施董亚军（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯017209）摘要：煤制氢装置气化原料煤与设计煤质偏差较大，高负荷运行瓶颈问题，导致不能达到设计产氢能力；高温高压飞灰过滤器S1501设计能力偏小，由于煤粉杂物导致煤烧嘴跳停频繁，合成器冷却器积灰严重。
关键词：shell 粉煤气化；高温高压飞灰过滤器；煤烧嘴；合成气冷却器；激冷气神华鄂尔多斯煤制油公司两套煤制氢装置为煤直接液化装置提供氢气，煤制氢装置的高负荷稳定运行直接影响油品产量、液化装置的运行稳定性。
煤制氢装置采用shell 粉煤气化工艺，由于气化原煤与设计煤质偏差较大、高负荷运行瓶颈问题的存在，导致煤制氢装置没有达到设计产氢能力，特别是单台气化炉检修期间，为了确保供氢量，造成天然气制氢装置天然气消耗较大，影响公司经济效益，不能满足公司长期发展的要求。
1装置供氢能力说明煤直接液化项目第一条生产线第一、第二煤制氢装置设计总供氢能力为287×2t/d （纯氢），13.35万×2Nm 3/h （管网氢），单台气化炉设计日投煤量2148×2t/d ，年耗煤70.88万×2/a 。
由于气化原料煤与设计煤质偏差较大，性能考核期间最高产氢量12.33万Nm 3/h ，氧负荷105%运行72小时，合成气冷却器入口温度748℃，性能考核结束后装置停车检修，合成气冷却器入口存在积灰现象。
近几年装置实际供氢量：第一煤制氢装置2014年运行7224小时，平均负荷90872Nm 3/h ；2015年运行6624小时，平均负荷86593Nm 3/h ；2016年运行7704小时，平均负荷84500Nm 3/h ；第二煤制氢装置2014年运行7416小时，平均负荷93378Nm 3/h ；2015年运行6096小时，平均负荷87527Nm 3/h ；2016年运行6864小时，平均负荷95900Nm 3/h 。
Shell炉合成气冷却器分层积灰特性
Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｓ ｈ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｃ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｎ ｇ ａ ｓ ｃ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ａ ｓ ｈ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｇ ａ ｓ ｃ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ
射 仪 、扫 描 电子 显 微 镜 等 对 其 物 化 特 性 进 行 表 征 ，并 分 析 积 灰 的形 成 机 制 。结 果 表 明 ，灰 样 内部 存 在 明显 的分 层 结构 ：最 底 层 呈 红 色 ， 结 晶程 度 最 高 且 质 地 坚 硬 ，主 要 矿 物 组 成 有 Ｃ ａ Ｓ Ｏ４ 、Ｆ ｅ ２ ０ ３ 、Ｆ ｅ Ｓ等 ； 中问 层 呈 黄 色 ，Ｆ ｅ 、
第 ６ ８卷 第 ５期 ２ ０ １ ７年 ５月
化
工 学
报
ＶＯ １ ． ６８ Ｎ Ｏ． ５ Ｍａ ｙ ２ ０１ ７
Shell气化炉十字支撑积灰原因及处理办法
Shell气化炉十字支撑积灰原因及处理办法杜鹏【摘要】开祥化工厂在shell气化炉运营的过程中,由于气化炉中蒸汽换热器E-1306和十字支撑积灰出现了多次突发停车事件,使气化炉使用寿命、正常运营受到严重影响.依据实际情况,探讨了积灰形成的原因,从而对生产工艺进行调整,大幅降低了突发性停车带来的损失.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】3页(P103-105)【关键词】shell气化炉;积灰原因;工艺调整【作者】杜鹏【作者单位】同煤广发化学工业有限公司,山西大同 037000【正文语种】中文【中图分类】TQ054引言Shell煤气化工艺具有对煤炭的种类适应性较强、转化效率较高、单一系列能力强、煤气转化温度较高、运行生产周期较长、对环境影响良好等特征，因此是世界上对煤炭洁净能力较强的转化技术之一。
至2016年6月份，开祥化工厂已运转Shell煤气化炉A级150天，投入煤炭1 000 t/d、氧气运转量为9.69 kg/s。
在开祥化工的运营过程中遇见了多次突发性停车事件，对于停车原因和问题进行的仔细分析和总结。
其实，E-1306和冷却器十字支撑处的积灰问题，一直都是困扰shell煤气化炉运营的主要问题[1]。
由于气化炉十字支撑的积灰问题使开祥化工厂在试运营中出现多次停车，带来了较大的经济损失和机器磨损。
通过实践和探索，开祥化工厂不断积累技术和经验，努力实现E-1306和冷却器十字支撑积灰问题的解决，进而避免突发性停车事件发生的概率降低。
1.1 积灰问题开祥化工在实际运营的前期，让E-1306以进、出口温度差在360 ℃的情况下运转，同时蒸汽的出口温度也在400 ℃，这时保持了符合100%的稳定运行。
但是在积灰问题产生以后，进出口温差一直降落到了90 ℃以下，中压蒸汽换热器的温度也出现了大幅的上升，从10 kPa增涨到了20 kPa。
炉内温度的不均衡情况的出现，使积灰问题不断地的产生和蔓延，最终导致停车事件的发生，对生产和机器寿命产生了严重的损害。
褐煤气化炉合成气冷凝器积灰研究
量、能量和动量平衡，得到相关方程，进行建模工作.
以Shell气化炉内的流体流动特征为基础，引入炉内的
2
化学反应的反应特征。在数学模型中引入气相物料的混
合模型和残炭量的计算模型。
3
截止目前，有关气化炉的模拟研究集中在改变进料氧煤
比，蒸汽煤比，观察合成气组成、温度、热值，水冷壁
上煤渣的流动的变化。而对激冷后灰分的流动特性没有
一定量石灰石助溶剂。
改变氧煤比、蒸汽煤比观
2
察飞灰流动和传热性能， 以及对煤气热量、气体产
品组成以及炉内温度的影
响。
3
改变激冷比，观察飞灰流动和
传热性能，以及对煤气热量、
气体产品组成以及炉内温度的
影响。
研究安排与进度
2012年06月-2012年08月 2012年03月-2012年06月
对之前工作进行整理，撰写小论文。 进行煤灰分流动模拟。
除灰问题
Shell采用陶瓷干法除尘， 飞灰陶瓷过滤器设备内部 由500 多根过滤管组成。 气体流动时，陶瓷管内高 压气通气反吹，因此过滤
管断裂损坏易发生。
研究背景——CFD在Shell气化工艺优化中的应用
根据射流理论确定炉内流动型式，将Shell气化炉膛分成
1
三区，及燃烧区、气化区和回流区，分别对各区进行质
褐煤气化炉合成气冷凝器积灰研究
报告内容
1. 褐煤气化炉合成气冷凝器积灰研究背景 2. 褐煤气化炉合成气冷凝器积灰研究现状 3. 拟研究内容 4. 研究安排与进度
研究背景
褐煤
褐煤气化
CFD在SHELL气化 工艺优化中的应用
研究背景
褐煤气化工艺
SHELL气化工艺存在的主要问题
壳牌炉合成气冷却器蒸发器螺旋盘管检修及方案
壳牌炉合成气冷却器蒸发器螺旋盘管检修及方案
高洪斌;曹晶星
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】壳牌煤气化炉自引进国内已16年之久,多个厂家在合成气冷却器进口局部磨损,由于结构复杂,内件整体更换涉及压力容器现场切割、焊接,耗时较长、费用较高,局部更换维修是多个厂家的最佳选择。
本文对合成气冷却器结构进行了详细介绍,对磨损部位进行了直观描述,重点介绍了维修方案,供业内同事交流。
【总页数】4页(P17-20)
【作者】高洪斌;曹晶星
【作者单位】大化集团股份有限公司;武汉锅炉集团超顺锅炉设备制造有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TQ545
【相关文献】
1.壳牌煤气化装置合成气冷却器积灰原因分析及解决措施
2.论盘阀在壳牌合成气化装置的应用与研究
3.壳牌气化炉合成气冷却器结垢分析
4.壳牌粉煤气化装置合成气冷却器积灰原因及改造措施
5.壳牌气化炉及合成气冷却器的设备构造
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停 车 原因
更换煤种时出现大渣, 导致锁斗阀堵塞。 投烧新煤种时对激冷气量控制不当, 引起废锅进口 温度过高, 导致废锅积灰。 更换煤种时出现大渣, 导致锁斗阀堵塞。 投烧新煤种时对激冷气量控制不当, 引起废锅进口 温度过高, 导致废锅积灰。 渣池上部筒状热裙上的耐火砖脱落, 造成锁斗阀堵塞。 由于 pH 测 量仪发生 故障, 导 致洗涤塔 内 pH 值过 低, 发生洗涤塔内材料腐蚀。 更换煤种时出现大渣, 导致锁斗阀堵塞。 省煤器水管发生泄漏。
( 3) 过热蒸汽温度降低。压力在 5. 5 M Pa时, 蒸汽的饱和温度为 271 e , 饱和蒸汽经过热后, 设 计值为 400 e 。合成气冷却器积灰后, 过热蒸汽温 度降低, 严重时连 320 e 也不能保证。永城项目设 计 100% 负荷时过热蒸汽产量约 108 t / h, 因过热蒸 汽温度低, 大量蒸汽不能并网, 造成严重浪费。 1. 2 积灰的位置
停车后打开合成气冷却器侧人孔, 发现大量飞 灰黏结在合成 气冷却器 的管壁上, 见图 1 和图 2。 整个合成气冷却器从上至下飞灰越积越多, 最厚处 可达 3~ 5 mm。由于飞灰的黏结性很强, 反应产生 的合成气也无法将其完全带走, 这是导致合成气冷 却器出口温度高、过热蒸汽温度低、换热效果差的 直接原因。
A sh D eposition R eason and Its C oun term easure for Syngas Cooler of Shell Gasifier
N IU Y u-q ,i DUA N Zh-i guang, SHEN X iao-yan (H enan L ongyu C oal Ch em ical Eng in eering Com pany L td. , Yong ch eng H enan 476600 Ch ina )
接关系, 以上 3个参数也因煤质及各项目硬件设计的 器, 也增加了积灰的程度。因 此, CaO 并不是 越多
不同而变化, 本项目一般控制氧煤比在 0. 8~ 0. 85。 越好, 应根据不同煤种适量添加。本装置运行初期
2. 3 气化炉负荷的影响
石灰石添加量较高, 为煤量 的 10% ~ 12% , 这是合
由于后系统管道和设备均按照 340 e 的操作 温度设计, 若系统长时间在高限 380 e 运行, 则高 温高压飞灰过滤器、湿洗塔的操作温度也会逐步升 高。这对后系统管道和设备是一个极大的考验, 甚 至有可能造成 合成气管道产生热应力变形或损坏 陶瓷滤芯, 后果十分严重。
( 2) 合成气冷却器入口和出口温度温差降低。 在 90% 以上负荷时, 合成器冷却器入口温度在 650 ~ 680 e 之间, 出口温度按设计 340 e 计算, 则入口 与出口温度差一般为 310 ~ 340 e 。刚 开车时, 出 口温度一般稳定在 280~ 290 e 之间, 此时温差更 高。可达 400 e 。合成器冷却器积 灰后出口温度 接近 380 e , 合成气冷 却器入口 与出口温 差降至 270 e , 此时必须被动降负荷或降氧煤比以保证不 超温。降负荷后, 入口温度也随之逐渐降低到 550 ~ 600 e , 入口与出口温差也进一步降到 170 e 。
氧煤比是控制气化反应的关键因素, 它直接决 定着 气化炉反 应温度、煤的 转化率及 有效气体 成 分。若氧煤比控 制得当, 则可达到 Shell设计 的各 项控制指标。若氧煤比过高, 产生的高温气体不能 在激冷段完全激冷, 则可导致合成气冷却器入口结 垢, 甚至烧坏气化炉膜式壁; 若氧煤比过低, 则煤粉 反应不完全, 煤的转化率低, 合成气的有效成 分含
表 1中荷兰 D em ko lec工厂的 2次废锅积灰都 是由于激冷气控制不当所 引起的。郑振安 [ 3] 也曾 提及由于激冷比控制不当造成合成气冷 却器积灰 的问题。永 城项 目 曾有 一 段 时间 激 冷比 控 制 在 0. 98左右, 结果合成气冷却器出口温度在 24 h内升 高了 8 e 。在其他运行情况不变, 激冷比在 1. 1以 上运行时, 可保持合成气冷却器出口温度稳定。根 据运行经验, 笔者认为激冷比应尽量大, 100% 负荷 时应控制激冷比 \1. 1。 2. 2 氧煤比调节
A ug. 2009
# 22#
生 产技 术
化肥设计 Chem ical Fertilizer Design
第 47卷 第 4期 2009年 8月
Shell气化炉合成气冷却器积灰 原因及应对策略
牛玉奇, 段志广, 沈小炎
(龙宇煤化工有限公司, 河南 永城 476600)
摘 要: 结合龙宇煤化工有限公司煤气化装置的运行经验, 研究了 She ll气化炉在运行过程中出现的合成气冷却器 积灰的问题; 分析了合成气冷却器积灰的原因, 实施了相应解决方案。结果表明, 煤 质是决定 合成气冷却 器积灰的 重要因素, 配煤可以有效地解决合成气冷却器的积灰问题。 关键词: Shell煤气化炉; 合成气冷却器; 积灰; 煤质; 配煤 中图分类号: TQ 545 文献标识码: A 文 章编号: 1004- 8901( 2009) 04- 0022- 04
Abstract: In com b inat ion w ith the runn ing experience in the coal gas if icat ion p lan t of Longyu C oal Chem ical Eng ineering C om pany L td. , au thor h as s tud ied the ash depos it ion p rob lem of syngas cooler, ex ist ing in the runn ing process of Shell gasifier; has an alyzed th e reason of ash deposition of syngas cooler, has perform ed th e app ropriate solu tion sch eme, the resu lt ind icates that th e im portan t factor for th e ash d epos ition of syngas cooler is determ ined by the coal qual ity, the coal form u lat ing can ef fect ively solve th e ash depos ition p rob lem of th e syngas cooler.
目前国内已 投产和在建的 She ll煤 气化项目, 均采用合成气激冷流程。因此, 激冷气的量和品质 是保证合成气冷却效果和后系统正常运 行的关键 所在。若激冷比较小, 则反应产生的高温气体在激 冷段 不能完全 激冷, 气体混 合后的温 度可能高 于 900 e 。此时合成气中夹带的飞煤灰没有完全冷凝 下来, 还有部分飞煤灰处于熔 融状态, 这种状 态下 的飞煤灰很容易黏结在激冷段、输气管及合成气冷 却器上, 造成结垢和积灰。
永城项目气化装置在试生产初期, 合成气冷却 器积灰问题一直影响着气化炉的高负荷、长周期运 行。据了解, 国 内外目前已运 行的 Shell煤气化装 置, 如荷兰 Dem ko lec电厂、神华煤制氢、双环、洞氮、 安庆 [ 1] 等项目, 都不同程度地受到合成气冷却器积 灰结垢问题的影响。永城项目经 过近 1 年的探索 和实践, 积灰问题得到初步控制, 并积累了一定的 经验, 现阐述如下。
Demko lec工厂在 1997年 6月至 1999年 8月的 8次 非计划停车中, 有 2次就是因为合成气冷却器积灰 所导致的, 见表 1[ 2 ] 。
表 1 荷兰 Dem kolec工厂非计划停车情况统计
时间 1997- 09 1997- 12
1998- 03 1998- 07
1998- 11 1999- 01
1 合成气冷却器积灰
由于高温下的飞煤灰具有黏结性, 不同煤种的 灰分黏结性也不同, 所以积灰结垢问题在锅炉和各 类型气化炉中都时有发生。同样, Shell煤气化装置 也存在积灰的可能。 Shell煤气化炉主要由气化炉
本体、输气管和合成气冷却器 3大件组成。积灰主 要表现 在合成气 冷却器 ( 废 锅 ) 上。据统 计, 荷 兰
气流量和流速就越小。如前所述, 各种煤的煤灰在 2. 6 煤质与配煤
重大项目: 河南省煤化工重大项目。 作者简介:南 大学化学工程与工艺专业, 助理工程师, 从 事 Sh ell煤气化装 置生产 技术管理工作。
第 4期
牛玉奇 等 She ll气化炉合成气冷却器积灰原因及应对策略
# 23#
图 1 未积灰的合成气冷却器 管束
图 2 积灰 后的合成气冷却器管束
2 合成气冷却器积灰原因及解决方案
如上所述, 合成气冷却器积灰给装置带来诸多 问题: ¹ 合成气冷却器出口合成气温度升高, 给后 系统带来隐患; º 合成气冷却器换热效果较差, 汽 包副产蒸汽温度低, 大量蒸汽放空, 造成浪费; » 为 降低合成气冷却器出口温度, 必须降低气化炉负 荷, 造成生产成本居高不下。为解决合成气冷却器 积灰问题, 永城项目技术人员进行了大量的探索和 实践, 合成气冷却器积灰问题基本得到控制。合成 气冷却器积灰原因和解决方案阐述如下。 2. 1 激冷比控制
K ey w ords: Shell coal gas ifier; syngas cooler; ash deposit ion; coal quality; coal formu lat ing
河南永城年产 50万 t甲醇项目于 2008年 4月 6 日 1次投料试车成功并打通全流程, 顺利产出甲醇。 该项目气化装置采用目前世界上先进的 Shell煤气化 技术, 设计投煤量为 2 000 t /d, 是世界首套 She ll煤气 化技术在煤制甲醇上的应用。截至 2009年 1月底, 永城项目气化装置的开工率大于 65% , 氧负荷曾达 到 102% , 装置最长连续运行时间超过 60天。