第二期第二项有奖活动说明：M25气化网
本次水煤浆气化网第二期有奖活动的举办得到了“乌鲁木齐市科发展精细化工有限公司”吴一峰总经理的大力支持与赞助，在此仅代表气化网及中国煤化工气化网群对吴总表示感谢！联系QQ：1244049718（吴总）水煤浆添加剂专业的队伍、专业的品质助你系统安稳长满优。
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乌鲁木齐市科发展精细化工有限公司
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摘要：本文总结了多喷嘴对置式水煤浆气化装置从原始开车至今近3年的运行情况。通过加强对原料煤的管理，优化气化炉操作条件等，为气化炉的长周期稳定运行奠定有利的基础。气化装置在运行200天后，气体洗涤设备（水洗塔）、黑水处理设备（蒸发热水塔）等主要设备内件无结垢现象或仅在填料表明有轻微结垢，不影响继续生产。论文还同时给出了气化炉耐火砖累计使用10000小时后的实测值。经优化管理，精心操作，气化系统的运行情况日趋良好，公司所有人员对多喷嘴气化炉的认识也逐步深入，相信多喷嘴对置式水煤浆气化装置将为本厂的增收创益提供坚实的技术保障。
1.前言
项目于2006年7月20日开工建设。一期30万吨/年甲醇项目，配套4.2万空分一套、140吨锅炉两套、净化、合成等几个生产工序。其中制气的核心装置采用国内具有自主知识产权的华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、天辰设计院共同研发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺，甲醇生产装置采用等压低温合成工艺，净化工艺采用低温甲醇洗工艺，合成净化装置采用国内比较先进的工艺—部分变换加配气技术。装置自2009年12月一次开车成功以来，目前已达到100%的设计负荷，单炉平均日产甲醇1070吨。
2.装置运行状况
2.1装置简介
气化装置一期工程设置2台气化炉，单炉气化规模日投煤1500吨煤/天，气化炉设计运行压力6.5MPa，可提供年产甲醇30万吨/年的合成气。一期采用一开一备的运行方式，2009年12月17日2点20分，气化炉于一次投料成功，4小时生产出合格的产品。
二期项目第三台气化装置于2010年10月开始施工建设，项目新增加一台日投煤1500吨的多喷嘴水煤浆气化炉。2011年9月28日22时，第三台气化炉一次投料成功。气化炉采用两开一备的运行方式，达到年产60万吨甲醇所需的用气需求。
2012年3月28日13：00，空分二期调试完成，气化实现双炉运行，生产流程全线打通，装置具备年产60万吨的生产能力。2012年4月5日二期系统实现了100％设计负荷运行。
2.2原料煤使用情况
公司所采用的煤种为陕西神木地区地方矿和内蒙两个地方的煤种。为提高气化装置的效率和运行稳定性，在华东理工大学协助下，对生产所用的混煤的灰渣粘温特性开展了试验研究和分析，以指导工业实践操作。
2.2.1原料煤粘温特性的试验
为掌握煤灰的粘温特性，把神木地区煤和内蒙煤，独立、混合进行试验。实验结果如下表：
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从分析结果看：煤的灰熔点不高，适合应用于气流床气化炉，但煤灰的粘温特性曲线并不理想，当熔渣的粘度25Pa.S时，气化温度应控制在1410℃，也即说明该煤种的熔渣流动性较差，不适合使用。经过煤种配比调整，神木和内蒙混合煤熔渣的流动性好，操作温度范围较宽，操作温度低于1350℃。
对不同配比下的配煤灰熔点进行了测定，测定结果如图4所示。
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图4神木煤与蒙煤配煤的灰熔点
在实际操作中，根据神木煤与蒙煤配比后的煤灰熔点数据，结合其灰渣的粘温特性曲线，可确定气化炉的操作温度。
2.2.2煤浆浓度试验
由于蒙煤的内水含量高时13％，因此对配比后的煤进行成浆实验。添加剂使用造纸废液，使用量为1.5‰。
表3煤浆浓度试验
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从表3可见，配煤能够提高煤浆的浓度，有利于气化炉的运行。
根据实验结果，在实际操作中，先采用神木煤与蒙煤等量配比后的混煤作为气化用煤。在生产稳定运行阶段，对配煤比例进行了多次调整，针对不同的配煤，操作中适时调整氧煤比，以保证气化炉能较为稳定地运行。从气化炉实际运行看，在煤的粘温特性合适的情况下，气化炉用煤的适应性较宽。并且通过配煤可以拓宽煤种的使用范围。
2.2.3煤浆浓度稳定控制
气化稳定运行的前提是煤浆浓度的稳定，首先对煤浆的控制制定考核措施，严格控制煤浆浓度的相对稳定，从而给气化炉的稳定操作创造条件。图5给出了在2012年7月入炉煤浆浓度的控制情况。月煤浆浓度平均61.01％，最高值61.5％，最低值60.5％，煤浆浓度控制相对稳定。
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2.3气化炉的运行控制
2.3.1气化炉压力的控制
多喷嘴对置式水煤浆气化炉为水平对置式撞击炉型，根据烧嘴的雾化条件及燃烧室气化反应的流场特点，为了保证烧嘴有较好的雾化效果，延长拱顶耐火砖的使用寿命，气化炉在运行时不同负荷要对应相应的压力。通过控制气化炉的压力控制烧嘴雾化时的氧气流速。针对实际煤种，我公司烧嘴的氧气流速控制在～125m/s。
烧嘴外氧流速计算调整气化炉的操作压力
测定烧嘴主要尺寸：煤浆喷头顶间隙：H mm；外氧环隙：d1 mm；煤浆通道直径：Rc mm和煤浆通道壁厚：dc mm。
根据实际运行的氧气参数：可知总氧气流量：V1 Nm3/h；中心通道氧气流量 V2 Nm3/h；氧气温度： t ℃和气化炉操作压力： P MPa。
由此可得，外通道氧气流速U 为：
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2.3.2系统水质的控制
气化反应生成部分C02溶于灰水后形成HCO3-、CO32-，与灰水中Ca2 在温度较高的条件下，会促进CaCO3的生成，当溶解达到饱和状态，灰水温度降低时，CaCO3析出，在水流速度降低的地方形成结垢。因此黑水的处理在激冷式水煤浆气化流程中是主要的一个环节，絮凝剂、阻垢剂的加量及排污是工艺控制的主要指标，本公司目前絮凝剂、阻垢剂使用天津化工研究院的，阻垢剂加入量为80～100PPM。PH控制＜8.3，灰水浊度≤50NTU 。正常情况下灰水的浊度控制平均25NTU。
2.4运行情况
2.4.1设备内结垢情况
通过对灰水的有效控制，A#气化炉运行200天，有3次开停车状态。经检查，洗塔内的泡罩完好，无结垢现象；蒸发热水塔内填料亦仅有较薄的结垢现象，未经处理，此批填料继续使用，经近期运行数据判断，填料的传递效率正常。
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2.4.2耐火砖的使用情况
A炉耐火砖从开车到2012年7月，累计运行时间已经达到1万小时，这期间曾更换渣口砖一次，更换烧嘴室向火面砖二次，其他部位砖未进行更换。从入炉检查情况看，K砖损耗相对较快，但目前亦也累计使用1万小时；筒体砖使用较完好。目前本系统运行负荷达到100％，气化炉表面的温度最高点260℃，其余均为～243℃。说明多喷嘴气化炉大型化以后，从耐火砖的使用寿命上，更能体现出多喷嘴气化炉的长周期的优势。
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