德士古煤气化工程技术问题的探讨

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1、德士古煤气化工程技术问题的探讨信息来源：发布日期：2010-08-19摘要：分析了德士古煤气化工程技术存在的问题，探讨了解决的方法。关键词：煤气化；气流床；德士古气化炉中图分类号：TU996文献标识码：B0概述　　在我国，德士古煤气化工艺自1993年实现工业化运行以来，已有4套装置在运行，目前还有几套在建设中。各装置遇到的问题主要分为二大类：一是德士古煤气化工艺技术本身的缺陷；二是工程技术方面的问题，包括工程设计、工程材料、工程设备等。这些问题能否得到有效解决，是关系到装置能否经济运行的关键，各生产厂对此非常关注[1—3]。　

2、　从国内几套装置多年运行的情况看，均经历过试生产运行的阶段。在这个阶段由于各装置选用的设备及材料的不同，经过各自的改造与完善，有些问题得到了彻底解决，有些问题只是得到改善。这些问题所带来的后果，一是安全隐患，二是生产成本增加，三是增加了操作与检修工的劳动强度。表1是上海焦化有限公司德士古煤气化装置近2年来的运行情况，表2是装置历年运行台时统计，表3为装置故障停车的分析。其中在工艺与设备故障中，相当一部分故障的原因是来自工程技术方面的问题。据不完全统计，几套装置停车故障的原因约30％来源于工程技术方面的问题，因此，彻底解决：工程

3、技术方面的问题，对德士古煤气化装置的经济运行将起着关键的作用。1主要工程技术问题及讨论1．1气化炉耐火砖的寿命问题　　气化炉向火面耐火砖是德士古煤气化技术最主要的工程材料问题。煤气化工艺与天然气转化及油气化工艺不同，在高温及压力下进行激烈反应的同时，还将承受高温熔融煤灰的冲刷及侵蚀，使得耐火砖的寿命大大减少。为了延长耐火砖的寿命及降低成本，从研究、设计、制造及使用厂家各方面都进行了大量的研究工作。近2年来，在延长耐火砖的寿命方面取得了可喜的进步，特别是部分条件具备的厂家采用局部更换与修补的方式，大大延长了整炉砖的寿命[4]。表

4、4为装置的耐火砖寿命情况。表1德士古气化装置典型运行数据项目指标项目指标入炉水煤浆量/(m3·h-1)31.32气化炉压力/MPa3.95煤浆质量分数/%62.5气化炉温度/℃1320入炉干煤量/(kg·h-1)23098合成气流量/(m3·h-1)44849入炉氧气量/(m3·h-1)14900合成气温度/℃212CO45.50渣中残碳质量分数/%23合成气组分体积分数/%H235.20煤的产气率/(m3·kg-1)1.942CO218.20碳的产气率/(m3·kg-1)2.697CH40.02碳转化率/%95.3H2S0.

5、09冷煤气效率/%71.6N20.90单位体积CO+H2的氧耗/(m3·m-3)412O2+Ar0.08单位体积CO+H2的煤耗/(kg·m-3)638表2德士古炉运行台时年份1996199719981999200020012002台时/d452640660686692772941表3装置历年来故障停车原因比例原因空分煤浆供电操作黑水洗涤塔泵泄漏仪表其它比例/%11.8218.5013.796.705.917.489.4113.4012.99表4装置耐火砖寿命情况煤种华亭义马/华亭神府北宿混煤炉压/MPa6.54.04.02.

6、7炉温/℃1300132013201300寿命/h21200*15800*910014000**局部更换累计　　延长耐火砖寿命的途径主要有以下几个方面：　　(1)研究抗冲刷、抗侵蚀性能强的优质耐火砖。　　(2)砖结构的设计改造。特别是锥口砖、拱顶砖的砖形设计得好，有效地延长了炉砖的整体寿命，且大大有利于降低砖的成本，缩短检修周期。　　(3)提高砖的制造质量。　　(4)重视筑炉技术。筑炉技术对砖寿命的影响往往被忽视，对于耐火砖在冷、热不同状态时所发生的轴、径向位移应在筑炉时予以认真考虑，这将有利于砖寿命的延长。　　(5)使用低灰

7、、低灰熔点、灰中低钙铁的煤。煤质对砖寿命的影响是最重要的因素之一，但由于生产厂在建厂时受资源配置的限制，往往又是很难选择的。　　(6)在不影响正常运行的条件下，尽量降低操作温度，并减少开停车次数。在延长耐火砖寿命方面，各生产厂都做了大量的工作，但效果不一。笔者认为，在众多因素中，煤质是最重要的因素之一。1．2激冷环问题　　激冷环是激冷室内为冷却高温气体、保护设备而设计的一个关键部件，该设计沿用了油气化炉的设计。在油气化工艺中，该激冷环已暴露出一些问题，在条件更为苛刻的煤气化工艺状况下，其问题更加突出。主要问题表现在整体产生裂纹

8、、角焊缝产生裂纹、向火面处被连通孔进来的高速水流打穿孔、高温变形等。在问题最严重时，曾1～2个月就更换或修补一次激冷环，以致影响到锥口砖的使用寿命及激冷室的正常运行。近几年进行了多次改造，取得了可喜的成绩。改造经验主要有3点：①改变进水孑L的直径、形状及数量。②改变连通进水孔