德士古气化炉是以水煤浆进料的气流床疏相并流反应炉,制浆工艺、气化炉的操作及运行管理和渣水处理三项技术是决定德士古气化炉运行周期长短的关键因素,下面将我公司德士古气化炉运行6年来的操作经验和所遇到的问题进行分析总结。
1 煤浆质量对气化的影响及制浆存在的问题
煤浆质量直接影响气化炉的产气量、氧耗、电耗、有效气体成分等。2006年以前制浆系统只有1台球磨机,2006年新增1台棒磨机。球磨机制出的煤浆质量分数可控制在58.0%~65%,棒磨机制出的煤浆质量分数可控制在60%~67%。球磨机经过5年的运行达到了设计负荷,即进煤30 t/h(干基),而棒磨机制得的煤浆,粒度小于325目颗粒所占的比例明显偏小,煤浆粒度分布不合理,粘度500~600 cP,影响了气化反应速率,大颗粒较多,导致了碳转化率低,煤浆的稳定性差,没有达到设计的进煤30~52 t/h(干基)的负荷。
1.1 水煤浆质量对气化的影响
水煤浆的质量指标包括浓度、粒度分布、稳定性、流动性、泵送性等。作为气化原料的水煤浆,力求浓度高、表观粘度低、稳定性好,并且要易于泵送,以获得较高的气化效率和碳转化率,较低的氧耗、煤耗。从理论上讲,煤浆含水质量分数大于10%,气化和燃烧时吸收的热量多,尤其是相变热的增加,会造成热量浪费,能耗偏高。这是水煤浆气化法综合能耗高于干粉煤气化的原因之一。
1.1.1 水煤浆浓度
以水煤浆进料的德士古气化炉,只有一小部分水参与化学反应,大部分水必须蒸发掉,蒸发水分所需要的热量由煤完全燃烧提供。在煤完全燃烧提供热量的同时,产生CO2和H2O等大量无效气体,增加了煤耗。所以煤浆浓度对合成气组成和单位煤的产气率起着决定性作用,应尽可能提高,但煤浆浓度受制浆工艺、煤浆粘度、添加剂品种以及存储、输送等方面的限制。目前,公司以鹤岗优级和双鸭山乙级浮选精煤为原料,煤浆质量分数能够达到67%,但灰熔点较高,需要加入石灰石。
煤浆浓度还直接影响气化炉出口干气产量。如果煤浆质量分数从67%下降至65%,系统效率下降0.29%,因此,提高和稳定水煤浆浓度有利于提高气化效率和有效气量。近年来,国外德士古装置已将煤浆质量分数提高至70%以上。
1.1.2 煤浆粒度分布
煤的粒度对碳的转化率影响很大,因为煤粒停留时间、气—固相反应的比表面积与颗粒尺寸密切相关:大颗粒煤离开烧嘴后具有较大....