我國(guó)煤炭資源豐富，而石油和天然氣相對(duì)缺乏，在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)煤炭仍將是我國(guó)最主要能源。大力發(fā)展煤化工和煤化工產(chǎn)品的延伸是必是我國(guó)化工企業(yè)發(fā)展的必然選擇，而發(fā)展煤化工選擇什么樣的煤氣化技術(shù)成為發(fā)展煤化工關(guān)鍵所在。山東魯南化肥廠首次引進(jìn)美國(guó)先進(jìn)的德士古水煤漿加 壓氣化技術(shù)，如今德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)以成為我國(guó)煤化工行業(yè)采取的主要煤氣化技術(shù)。德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)采用的是氣流床連續(xù)氣化工藝，對(duì)于氣化爐溫度的選擇控制是整個(gè)氣化系統(tǒng)操作關(guān)鍵所在。
對(duì)于德士古氣化爐溫度的選擇，首先要對(duì)氣化用煤進(jìn)行分析，德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)采用的是煤渣熔融態(tài)排渣技術(shù)，要求氣化爐操作溫度要在煤的灰熔點(diǎn)溫度以上操作。一般德士古氣化爐操作溫度控制在煤的灰熔點(diǎn)50-100℃操作，煤的灰熔點(diǎn)分析測(cè)定成為德士古氣化爐操作溫度的重要依據(jù)。所以我們每天都要分析測(cè)定煤的灰熔點(diǎn)，根據(jù)煤的灰熔點(diǎn)制定氣化爐操作溫度，特別是煤種變化了要及時(shí)分析測(cè)定煤的灰熔點(diǎn)，根據(jù)煤的灰熔點(diǎn)的高低變化及時(shí)調(diào)整氣化爐操作溫度。
對(duì)于德士古氣化爐操作溫度的選擇我們不僅要考慮到煤的灰熔點(diǎn)溫度，還要考慮其它各方面因素的影響，以達(dá)到德士古氣化爐安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)周期運(yùn)行。
1、德士古氣化爐操作溫度對(duì)氣化爐工藝燒嘴的影響
德士古氣化爐工藝燒嘴工作氣化爐燃燒室內(nèi)，是整個(gè)氣化系統(tǒng)最為關(guān)鍵的設(shè)備，德士古氣化爐燃燒室內(nèi)高溫高壓，溫度高達(dá)1350℃、壓力達(dá)6. 5MPa。雖然在氣化爐工藝燒嘴頭部有冷卻盤管和水夾套的保護(hù)，但不能消除高溫氣體對(duì)氣化爐工藝燒嘴的灼燒和侵蝕。德士古氣化爐燃燒室溫度越高對(duì)氣化爐工藝燒嘴的灼燒侵蝕越強(qiáng)烈，由其是在氣化爐燃燒室溫度大幅度波動(dòng)時(shí)對(duì)氣化爐工藝燒嘴的灼燒侵蝕更為嚴(yán)重，所以我們?cè)诓僮鲿r(shí)盡量不要讓氣化爐燃燒室溫度有較大的波動(dòng)。在保證德士古氣化爐操作溫度控制在煤的灰熔點(diǎn)以上操作的同時(shí)，適當(dāng)?shù)慕档蜌饣癄t操作溫度，減緩工藝燒嘴的灼燒侵蝕，從而提高工藝燒嘴的使用壽命。
2、德士古氣化爐操作溫度對(duì)氣化爐耐火磚的影響
德士古氣化爐所用耐火磚價(jià)格昂貴，特別是向火面磚的高鉻磚，更換一次需要花費(fèi)很大的經(jīng)費(fèi)。雖然現(xiàn)在德士古氣化爐用磚早已被國(guó)產(chǎn)磚所代替，但更換一次爐同樣是一筆不小的經(jīng)費(fèi)。同時(shí)拆卸、筑 爐、烘爐、檢查要花費(fèi)半個(gè)月到一個(gè)月時(shí)間，嚴(yán)重影響備爐工作。所以我們?cè)谥t時(shí)要選用較好耐火磚，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，在使用過程中嚴(yán)格控制好德士古氣化爐的操作溫度，盡量延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命。德士古氣化爐操作溫度對(duì)耐火磚的壽命影響非常大，在正常生產(chǎn)條件下，耐火磚表面有一層煤渣層，實(shí)際上渣層是動(dòng)態(tài)的，溫度低渣層較厚，溫度高渣層較薄，適當(dāng)厚的渣層可以減緩高溫氣體和熔渣的沖刷。德士古水煤漿氣化爐對(duì)耐火磚的要求比以重油為原料的爐子對(duì)耐火磚的要求要高得多，其主要原因是熔渣對(duì)耐火材料的滲透和腐蝕。在更換耐火磚時(shí)我們發(fā)現(xiàn)滲透厚度達(dá)10-20mm，熔渣滲透后，其強(qiáng)度明顯下降。溫度高則侵蝕加劇。據(jù)有關(guān)資料介紹，特別是操作溫度超過1400℃時(shí)侵蝕作用成倍地增加。另外在氣化爐開停車的過程中由于更換燒嘴，會(huì)使冷空氣進(jìn)入氣化爐內(nèi)，造成爐內(nèi)溫度的急驟變化，在投料過程的短時(shí)間內(nèi)，爐內(nèi)溫度升得比較快，這也是難以控制的。這些情況對(duì)耐火磚是非常有害的，甚至?xí)?dǎo)致耐火磚出現(xiàn)開裂損壞，所以我們?cè)谏a(chǎn)過程中應(yīng)盡量做到穩(wěn)定生產(chǎn)，嚴(yán)格控制好氣化爐的爐溫，不要使氣化爐爐溫有較大的波動(dòng)，嚴(yán)禁超溫，減少開停車次數(shù)。
3、德士古氣化爐操作溫度對(duì)氣化爐合成氣有效氣體成分含量的影響
氣化爐燃燒室內(nèi)高溫高壓，氧氣和水煤漿的化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜。氣化爐合成氣的主要成分有一氧化碳、氫氣、二氧化碳、氮?dú)?、硫化氫、甲烷?還有少量的氬氣、硫氧化碳和氨。其中甲烷能較快的反應(yīng)氣化爐的爐溫，氣化爐合成氣中的甲烷含量隨氣化爐的爐溫的升高而降低，但甲烷受系統(tǒng)其它影響也較大。一氧化碳和氫氣的含量隨氣化爐的爐溫的升高而降低，雖然變化慢一些，但受其它因素干擾較小，且氣化爐的爐溫與一氧化碳和氫氣含量對(duì)應(yīng)關(guān)系較為確定，再現(xiàn)性較好，我們可以選定一氧化碳和氫氣的含量來標(biāo)定出氣化爐的爐溫。德士古氣化爐所用的氣化爐熱偶使用壽命較短，一般不超過二周就燒壞或指示不準(zhǔn)。因此我們選定一氧化碳和氫氣的含量來判斷氣化爐的爐溫在德士古氣化爐操作上有較為重要的作用。一氧化碳和氫氣是氣化爐合成氣有效氣體成分，一氧化碳和氫氣的含量的多少，影響著后續(xù)系統(tǒng)的產(chǎn)量。所以我們?cè)诒ＷC氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)適當(dāng)降低氣化爐操作溫度，使氣化爐合成氣中一氧化碳和氫氣的含量提高一些，增加氣化爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性。
4、德士古氣化爐操作溫度對(duì)灰渣含碳的影響
氣化爐所排灰渣碳含量的多少與氣化爐操作溫度有直接的關(guān)系，氣化爐操作溫度越高氣化爐所排灰渣碳含量就少，也就是說氣化爐操作溫度越高煤的碳轉(zhuǎn)化率就越高。但我們不能無限制的提高氣化爐操作溫度來?yè)Q取高的碳轉(zhuǎn)化率，而要考慮到提高氣化爐操作溫度對(duì)于其它方面的影響，使灰渣碳含量控制在一定的合理范圍內(nèi)。所以我們?cè)诘率抗艢饣癄t操作溫度選擇上要考到慮灰渣碳含量，做好灰渣碳含量的分析監(jiān)控工作，根據(jù)灰渣碳含量的變化和其它因素的影響及時(shí)調(diào)整氣化爐操作溫度。
5、德士古氣化爐操作溫度對(duì)氣化黑水和灰水系統(tǒng)的影響
隨著氣化爐操作溫度的提高，氣化爐所排黑水 溫度也在升高，黑水溫度的升高又使灰水的溫度在升高。黑水和灰水溫度的升高，使整個(gè)氣化系統(tǒng)水循環(huán)的熱負(fù)荷提高，從而加大了閃蒸系統(tǒng)和沉降分離系統(tǒng)的負(fù)荷，使黑水沉降分離效果變差。黑水沉降分離與黑水的溫度有關(guān)，黑水的溫度越低黑水的沉降分離效果就越好。氣化爐黑水和灰水溫度的升高，也易造成氣化爐和洗滌塔的帶水。我們要考慮到德士古氣化爐操作溫度的提高，會(huì)影響到閃蒸系統(tǒng)和沉降分離系統(tǒng)，也會(huì)造成氣化爐和洗滌塔帶水的問題。我們?cè)谔幚磉@些問題時(shí)不僅考慮要適當(dāng)降低氣化爐操作溫度，還要考慮用其它方法來解決這些問題。比如，在解決氣化爐和洗滌塔帶水問題上我們還可以采取，加大氣化爐和洗滌塔進(jìn)水和排水量，加大灰水槽新 鮮水的補(bǔ)充量，加大灰水槽外排灰水的量，從而使氣化爐黑水和灰水的水質(zhì)變好，又起到降低氣化爐黑水和灰水溫度的目的。
6、德士古氣化爐開停車對(duì)氣化爐爐溫的要求
德士古氣化爐投料溫度一般在1000℃以上，投料以后要求氣化爐溫度迅速達(dá)到氣化爐操作溫度1350℃左右，在這一階段由于溫差較大，對(duì)氣化爐工藝燒嘴和耐火磚侵蝕灼燒較為嚴(yán)重，為了減緩對(duì)工藝燒嘴和耐火磚的影響，德士古氣化爐一般采取半負(fù)荷投料，并且在投料以后迅速提高氣化爐的爐溫，使其達(dá)到正常的操作溫度。為了防止氣化爐在停車后爐壁的掛渣堵塞渣口，氣化爐在停車前要進(jìn)行必要的提溫清渣操作。
總的說來對(duì)于德士古氣化爐操作溫度選擇我們要考慮到各方面的因素，選擇一個(gè)合適的溫度進(jìn)行操作，在氣化爐工況發(fā)生變化時(shí)我們能夠及時(shí)調(diào)整氣化爐溫度。我們?cè)谥贫饣癄t工藝指標(biāo)時(shí)要考慮到這一點(diǎn)，把德士古氣化爐操作溫度盡量放寬松一點(diǎn)，使操作人員在操作氣化爐時(shí)有個(gè)可調(diào)節(jié)的范圍。
作者：王曉濱，包頭神華煤化工分公司甲醇中心
