碎煤加压气化工艺操作难点及应对措施碎煤加压气化工艺操作难点及应对措施

王立群

（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）

［摘  要］针对煤制天然气项目碎煤加压气化炉炉壁腐蚀、气化灰层难建立、粗煤气带出物过多、粗煤气中CO含量低、初焦油不能完全分离等难点问题，进行原因分析，并探讨应对措施。

［关键词］ 碎煤加压气化；炉壁腐蚀；气化灰层；粗煤气带出物；CO含量；初焦油分离；应对措施

［中图分类号］TQ 546.2  ［文献标志码］B  ［文章编号］1004-9932（2015）03-0004-03

0  引  言

因碎煤加压气化技术粗煤气中甲烷含量高（18%左右，干基），被大多数煤制天然气项目（其工艺流程如图1）所采用。一般气化工艺选型为碎煤加压气化、碎煤加压气化+粉煤气化、碎煤加压气化+水煤浆加压气化，具体选择何种气化工艺，主要取决于煤质及环保要求。选择适宜的气化技术，是确保项目实现经济效益的关键。

图1煤制天然气装置工艺流程框图

碎煤加压气化技术（碎煤加压气化炉结构如图2）虽然已经应用很多年，但仍然不是十分成熟，存在一些技术难点尚没有好的解决办法，下面将笔者遇到的一些问题及应对措施与大家分享。

1 气化炉炉壁腐蚀

1.1 气化炉本体腐蚀的原因

碎煤加压气化炉本体一般采用13MnNiMoNbR制作，该材料在使用过程中经常发生腐蚀和磨蚀，据煤质分析和对国内同类型企业的考察，其腐蚀原因分析如下。

图2碎煤加压气化炉结构简图

（1）卤素与碱金属共同作用形成的腐蚀。碱金属是锂、钠、钾、铷、铯、钫6种金属元素的统称，卤素是氟、氯、溴、碘、砹5种非金属元素的统称。由设计煤种的元素分析数据（空气干燥基/干燥基：C 66.48%/72.26%、H 4.29%/4.66%、N 1.00%/1.9%、O 13.6%/14.1%、Cl  .12%/0.13%、As 0.8%/0.2%）及灰分分析数据（SiO₂ 54.%、Al₂O₃ 15.8%、Fe₂O₃ 11.8%、TiO 0.87%、CaO 3.34%、MgO 2.12%、K₂O 0.34%、Na₂O 6.26%、P₂O₅ 0.44%、SO₃ 2.65%）可以看出，煤中存在钠、钾碱金属，同时也存在氯离子；在这种情况下，碱金属与氯离子共同作用，形成对13MnNiMoNbR材料的腐蚀，而碱金属的金属性越强，其对合金钢的还原性越强，材料中铌含量过高（大于0.040%）时，加热容易引起纵向裂纹，加速气化炉夹套的腐蚀。因此，无论是气化炉的制造选材，还是煤种的选择，都会造成气化炉本体的腐蚀。

（2）细灰颗粒的磨蚀。煤的热稳定性不好，粗煤气中含灰量较高，细煤灰在流动过程中形成磨蚀，在纵向形成均匀的沟槽，加速了气化炉夹套的损坏。

1.2气化炉本体腐蚀的应对措施

（1）腐蚀控制措施：在气化炉夹套表面堆焊耐腐蚀材料。一些碎煤加压气化装置针对腐蚀情况，在气化炉夹套表面堆焊3～5 mm厚镍基合金NS336材料，目前已运行1 a多没有发生腐蚀现象。

（2）磨蚀控制措施：① 原料煤增加筛分系统，提高入炉原料煤粒径，控制入炉煤粉含量；② 控制气化炉负荷，降低气体流速。

更多内容请见《中氮肥》2015年第3期