壳牌气化炉渣口堵的原因及预防措施

随着我国经济社会的不断发展,工业技术也得到了快速发展,煤化工行业得到了一定进步。我国在壳牌气化炉的设计、安装、运行等经验技术上也取得了不断发展。本文介绍了气化炉渣口堵渣的多种原因,针对渣口堵渣的问题进行分析,并且对于渣口堵渣现象提出相应的解决措施,目的是更好地解决当前气化炉的渣口堵渣问题,保证气化炉能够长期稳定运行。     

Texaco煤气化炉堵渣问题探讨

Texaco煤气化炉是气化装置的核心设备,其操作控制的首要原则就是保证气化炉的顺畅排渣。分析了Texaco水煤浆气化的反应机理,探讨了Texaco煤气化炉堵渣对气化工艺运行的影响,从熔渣黏温特性、气化炉操作温度、气化炉工艺烧嘴、气化炉激冷环等方面对气化炉堵渣问题的影响因素进行了分析,介绍了对Texaco煤气化炉堵渣问题进行判断的方法,主要包括渣口压差判断法,气体成分组成判断法,以及从锁斗温度振幅、排渣量、煤气化粗渣的残碳含量分析炉温等其他辅助判断法。根据某Texaco煤气化装置的实际运行经验,提出了控制原料煤质、控制适宜的操作温度、加强工艺烧嘴的运行管理、延长激冷环的使用寿命等预防措施,对气化炉堵渣进行预防,并结合实际情况介绍了Texaco煤气化炉堵渣后的应急处理方法。     

Shell气化炉堵渣问题的探讨

针对Shell气化炉堵渣影响装置长周期运行的问题,介绍了Shell气化炉中渣的形成过程,并从炉渣流动特性、原煤属性、炉内构造、操作管理等方面,分析了Shell气化炉堵渣的原因,提出了相应的解决和预防措施。实践证明,通过选择气化操作条件较宽、煤质和供煤量相对稳定的煤源,均质化配煤,加强生产操作管理控制等措施,可以减少Shell气化炉堵渣情况的频发。改变渣口尺寸,理论上也可显著减少堵渣情况的发生,但需进一步的工业实践验证。     

含钙和含铁矿物对粉煤气化堵渣的影响机理

为了研究粉煤气化的堵渣机理,选取气流床粉煤气化过程中产生的工业渣样(正常渣样和非正常渣样)和在不同还原性气氛与温度下烧制的试验渣样,利用X-射线荧光光谱(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDX)等研究渣样的灰成分、晶体矿物组成、微观形貌和微区化学组成等性质,结果表明:非正常渣中钙长石的生成和铁的析出是导致堵渣的主要原因;熔渣析铁的主要原因是在还原性气氛下,赤铁矿被还原的中间产物FeO、FeSx转变的中间产物FeS形成Fe-O-S共熔体;气化炉操作温度的波动易导致钙长石晶体生成,而钙长石的大量析出与铁质矿物的富集和单质铁的析出存在内在联系。     

皖北刘二煤在Shell气流床气化过程中熔渣形成机理初探

选取安庆石化sheu气化炉使用的皖北刘二煤（简称AQ007）及气化过程产生的大块渣和细渣样品，利用X-射线衍射仪（XRD），考查了AQ007煤在弱还原性气氛下不同加热温度下煤灰熔融过程中的矿物演变过程，对煤灰的熔融机理进行了探讨，对Shell气化过程产生的大块渣和细渣的晶体矿物组成进行了对比研究。结果表明：AQ007煤中的主要晶体矿物有高岭石、石英、方解石、白云母等。在还原性气氛下，煤灰随着温度的升高，石英、硬石膏等结晶矿物含量逐渐减少，生成新的矿物质，莫来石的生成是导致AQ007煤灰熔点高的主要原因。大量钙长石的生成是导致安庆石化sheu气化炉产生大块熔渣和堵渣主要原因。     

GE气化炉上升管环隙堵渣的原因分析及调整措施

结合神华包头煤化工有限责任公司GE水煤浆气化炉的实际生产运行情况,总结了上升管环隙堵渣的判断依据,分析了其环隙堵渣的原因,从气化炉负荷、氧煤比及气化系统液位等方面提出了对上升管环隙堵渣的处理措施,并从原料煤质、系统水质、工艺、设备等方面提出了预防上升管环隙堵塞的措施,有助于指导和优化气化炉的日常操作。     

德士古水煤浆气化炉堵渣现象原因及预防方法

针对本单位由原始投料试运行,商业化运行至今造成德士古水煤浆加压气化炉堵渣的几个影响因素和原因分析,及对应的一些预防处理方法。从而选用优质的耐火砖、严格控制炉温、加强气化炉的稳定运行、在无破渣机的情况下总结了一些预防气化炉堵渣的有效措施。     

IGCC气化装置防止堵渣的探讨

以IGCC项目两段式干煤粉气化炉为对象,以理论研究为基础,结合生产实践,分析了影响堵渣的主要因素;选取两种试验用煤作为入炉煤进行燃烧试验,得到不同阶段、不同条件下的运行试验数据,同时,结合运行过程中发生的堵渣事故实例,总结出静态堵渣、动态堵渣及AGC运行工况堵渣三种事故类型;根据堵渣部位,提出"气顶破渣"和"水顶破渣"两种处理措施。     

气化炉锁斗系统渣堵现象及处理方法

国泰公司新型气化炉运行初期,锁斗系统渣堵现象时有发生,影响了气化炉长周期稳定运行.本文主要介绍了渣堵的几种现象以及处理方法,并简单介绍了经实践总结出的几点注意事项与预防措施.     

Shell粉煤气化炉堵渣处理与研究

简要介绍了shell粉煤气化工艺的应用概况和渣系统的工艺流程,结合灰渣特性和气化炉操作,对影响装置长周期运行的堵渣问题进行了研究。提出了堵渣现象的判断方法,分析了堵渣发生的原因,从操作层面介绍了堵渣的处理方法,并对如何避免堵渣作了探讨。     

Modification of ash flow properties of coal rich in calcium and iron by coal gangue addition

Flow property of coal ash and slag is an important parameter for slag tapping of entrained flow gasifier.The viscosity of slag with high contents of calcium and iron exhibits the behavior of a crystalline slag,of which viscosity sharply increases when temperature is lowered than temperature of critical viscosity(Tcv).The fluctuation in temperature near the Tcv can cause an accumulation of slag inside the gasifier.In order to prevent slag blockage,it is necessary to adjust the ash composition by additive to modify the flow property of coal rich in calcium and iron.Main components of coal gangue are Al2O3 and SiO2,which is a potential additive to modify the ash flow properties of these coals.In this work,we inves-tigated the ash flow properties of a typical coal rich in calcium and iron by adding coal gangue with dif-ferent SiO2/Al2O3 ratio.The results showed that the ash fusion temperatures (AFTs) firstly decreased,and then increased with increasing amount of coal gangue addition.Chemical composition of coal ash rich in calcium and iron moved from gehlenite primary phase to anorthite,quartz and corundum primary phases.The slags with coal gangue addition behaved as a glassy slag,of which the viscosity gradually increased as temperature decreased.Besides,a high SiO2/Al2O3 ratio of coal gangue was beneficial to modify the slag viscosity behavior.Addition of coal gangue with a high SiO2/Al2O3 ratio impeded forma-tion of crystalline phases during cooling.This work demonstrated that coal gangue addition was an effec-tive way to improve the ash flow properties of the coal rich in calcium and iron for the entrained flow gasifier.     

Selection of IGCC candidate coals by pilot-scale gasifier operation

Nine imported coal samples were tested to make the guidelines for IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) candidate coals — the guidelines that are applicable in future commercial IGCC plants in Korea. Entrained-bed slagging gasifier whose maximum capacity is 3 ton/day has been operated under pressure ranges of 10–29 bar. The factors considered were conversion efficiencies, moisture content, sulfur content, ash content, ash melting temperature, slag viscosity, slag characteristics, and coal reactivity. The best coal type for IGCC applications appears to be the one that contains low ash content with low-enough slag viscosity and high reactivity in coal. However, coal that exhibits high fluidity at the gasifier exit resulted in higher probability in plugging by fly-slag, so that the coal of ash fluid temperature lower than 1260 °C would require precaution for utilizing the feedstock in the entrained-bed gasifier. Conventional ash fusion measurement data might disagree with slag viscosity results in estimating the optimal operation temperature, and thus actual viscosity tests on slag would be necessary.     

高温下煤灰热膨胀行为研究

为了更好地了解硅铝比在煤炭燃烧和气化过程中对炉体结渣和堵渣产生的影响,选取硅铝比不同的A、B、C三种煤样,在弱还原性气氛下,利用自主研制高温熔融装置,考察三种煤灰样在高温熔融炉中的形变情况,探究煤灰热膨胀行为。针对A煤样,将其灰化后分别添加SiO2和Al2O3,添加量为煤基的1%~5%,研究其高温下XRD物相变化、熔渣流动现象和熔渣表观形貌。结果表明:不同硅铝比的煤灰热膨胀行为存在差异,B、C煤灰产生明显热膨胀现象,A煤灰未出现此现象;添加SiO2的A煤灰产生明显热膨胀现象,而添加Al2O3却未出现膨胀过程。添加SiO2后的煤灰在高温下灰粘度会增加,气体较难透过粘稠液体相,造成煤灰在高温下会出现明显膨胀现象,进而会导致煤炭在燃烧和气化过程中出现炉体内壁的结渣和出渣口堵渣等问题。通过考察弱还原性气氛下,研究不同硅铝比对煤灰高温熔融过程形变的影响,为解决实际生产中气化炉结渣和堵渣问题提供理论依据。     

SHELL气化炉煤烧嘴角度改造实践及效果

大唐多伦SHELL气化炉已生产运行6年多,在使用褐煤运行的过程中,使用不同灰分、灰熔点的煤种,均出现气化炉频繁堵渣、积灰停车,且运行负荷最高只能维持在80%~85%之间,无法实现装置高负荷稳定生产。经过研究,最终选择采用将煤烧嘴插入角度与气化炉中心夹角由4°改为6°的方案,实施后的装置运行负荷能提升约20%~25%,最终实现了装置100%~110%负荷稳定运行。此次烧嘴改角度的成功应用,为今后的2800t/d及以上壳牌气化炉高负荷、安全、稳定运行提供实践基础,具有很广阔的应用前景。     

德士古煤气化工艺运行方式总结

在全面总结德士古气化炉试运行经验的基础上,进行了优化煤种配比和降低气化操作温度等新尝试。经过一段时间的摸索和考察,肯定了高、低灰熔点煤种的混配可降低入炉煤的灰熔点,保证气流床熔融排渣气化工艺的稳定运行;在低于煤灰熔融温度下进行气化并实施固态排渣工艺是可行和有效的,经十余年的运行,其经济效益明显。     

利用FactSage热力学软件预测还原性气氛下煤灰熔融行为特征的研究

1 INTRODUCTION The coal ash related problems are major concern to many coal companies and electrical power utili- ties[1―3]. The formation of slagging and fouling de- posits in combustion, agglomeration in fluidized beds, ash slag flow in integrated gasification combined cy- cle(IGCC)and other slagging reactors are directly related to the formation of liquid slag and to the sta- bilities of solid crystalline phases[4,5]. The traditional methods used to characterize the high temperature …     

多喷嘴对置式粉煤水冷壁加压气化技术的开发与应用

多喷嘴对置式粉煤水冷壁气化技术由水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心、华东理工大学和中国天辰工程有限公司共同研发而成。该装置生产能力大，煤种适应性强，可使用高灰熔点的煤种；与耐火砖气化炉相比，每年可减少40d的耐火砖更换时间；炉壳承受高压，水冷壁承受高温，以渣抗渣，实现水冷壁气化炉的长周期运行。     

磁性灰粒在不同粒级气化灰渣中的分布特性

以气流床煤气化粗渣和细灰为原料,采用筛分和磁选的方法研究了磁性灰粒在不同粒级气化灰渣中的分布特性。结果表明：随着灰渣粒径的减小,在粗渣和细灰中,磁性灰粒的含量均呈现先升高后降低的趋势,磁性灰粒在粗渣中的含量高于细灰。粗渣中,磁性灰粒在0.5~0.25mm粒级中分布最多,该粒级神宁炉和GSP气化炉粗渣在粒度组成中的占比也最高,质量分数分别为38.42%和37.16%,各个粒级中磁性灰粒产率随粒径减小呈递增趋势;细灰中,磁性灰粒在0.074~0.045mm粒级中分布最多,而细灰粒度组成中的占比最高的却是大于0.25mm粒级,磁性灰粒产率在各个粒级都不高,呈现随粒径减小而升高的规律。气化过程中,磁铁矿会更多地富集在凝结团聚且高度玻璃化的大粒径粗渣中,粗渣和细灰中仍有相当量的含铁物相不显磁性。不同粒级煤气化灰渣中磁性灰粒的分布特性可为气化渣分级分质及高值化利用提供基础数据支撑和应用思路。     

气流床煤气化炉壁面反应模型

建立了气流床煤气化炉煤灰渣颗粒沉积和壁面反应模型,相应完善了渣层流动、传热传质和相变模型,发展了数值模拟方法,并以国内某型两段式干煤粉加压气流床煤气化中试炉为对象进行了模拟。利用建立的模型可以得到壁面反应速率、渣层含碳量、固态渣层厚度、液态渣层厚度、渣层平均温度和液态渣层平均速度等。结果表明:氧煤比升高,渣层平均温度升高,固态渣层厚度、液态渣层厚度和气化炉出口灰渣含碳量降低。计算得到的灰渣含碳量在14%左右,整体碳转化率为95.2%左右,与实际值相近。通过模拟发现壁面反应对于所分析气化炉的碳转化率、排渣含碳量、壁面渣层流动和温度状态具有重要影响,进而影响气化炉的安全稳定运行。