(安徽淮化股份有限公司,安徽 淮南232038)
[摘 要]为了控制环境污染,安徽淮化股份有限公司环境污染清洁工艺综合治理工程(合成氨厂)采用了多元料浆气化工艺。本文引用相关运行数据,讨论了配煤掺烧带来的典型问题,并提出了相应的解决思路。
[关键词]多元料浆气化;配煤;氧煤比;带水;灰水
[中图分类号] TQ 546[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2011)
我公司1830项目(合成氨二厂)采用的是Texaco水煤浆加压气化工艺,环境污染清洁工艺综合治理工程(合成氨厂)采用的是此工艺改进后的多元料浆气化工艺。多元料浆气化工艺经各生产厂家及研究单位逐步完善,现已成为国内主流煤气化工艺之一。多年的生产实践证明该工艺具有生产连续性强、气体压缩功耗低、环境压力小、控制系统先进可靠、煤种适应性广等优势。但考虑到气化工艺的经济性,对煤种还是应有所选择。
1多元料浆气化工艺对原料的要求
1.1对原料煤的要求
(1)由于物料在气化炉中停留时间相当短(一般7 s左右),反应物接触时间短,故要求使用反应活性高、变质程度较浅的年轻煤种。
(2)由于多元料浆直接同纯氧接触反应,耗氧成本在总成本中占的比例较大。相同量的煤,煤的热值越高,耗氧就越少,其经济性也越高,故宜使用较高发热值的原料煤。
(3)从气化操作及气化炉本身来看,要求使用黏温特性好、灰分低、灰熔点低的煤种。
(4)为减少电耗和减轻设备磨蚀,要求使用可磨性好的煤种。
1.2对多元料浆的要求
(1)较高的料浆浓度,一般在60%~70%。料浆浓度太低,进入气化炉的水分增多,为维持炉温,氧耗就会增加;浓度太高,料浆易发生沉降或分层,也不利于泵送。
(2)较好的流动性。为泵送方便,工艺要求在保证料浆浓度的前提下,料浆黏度尽量小,以获得较好的流动性。实际生产中采用加入具有分散作用的添加剂来降低黏度和提高浓度。
(3)稳定性好。为防止料浆在静止和低流速下发生分层、沉降,堵塞阀门或管道,影响装置运行,要求料浆的稳定性好。稳定性与煤的粒径分布和亲水性有关:小粒径煤的亲水性强,小粒径煤占的比例大,则料浆的稳定性好,但同时料浆黏度会增大,流动性变差。
2气化用煤情况
基于多元料浆气化工艺对原料的要求,合成氨厂设计采用河南义马矿务局提供的粒径最大为150 mm、灰分17.57%左右的义马煤为原料,在温度1 400 ℃下,其灰的黏度为25 Pa·s,哈氏可磨指数HGI在56~64(正常值为58)。在实际生产中,由于运输等各方面的问题,义马煤不能稳定供应,加上其质量很难满足系统正常运行的需要,因此不得不扩大原料来源。借鉴已有经验和兄弟厂家的经验,采用配煤掺烧,原料由灰分高、灰熔点高的义马煤改为义马煤掺配华亭煤、蒙煤、榆林煤、新疆煤等,且取得了成功。但由于近期原料供应压力增大,因此逐渐提高了灰分相对低的蒙煤的配煤比例,甚至一度将其作为单一的气化原料。
3配煤掺烧带来的问题及解决思路
配煤掺烧不但可以使原不能用于多元料浆气化的煤种可以气化,拓宽了气化的原料来源,而且保证了系统的长周期稳定运行,但由于配煤与设计煤种相差较大,且配煤具有不确定性,也给系统操作带来了不少问题。