仇鹏
（中海油惠州石化有限公司，广东 惠州516086）
［摘 要］中海油惠州石化有限公司煤制氢装置气化系统设有2台多喷嘴水煤浆气化炉（一开一备，设计操作压力4.5 MPa），2023年3月投产以来气化系统运行情况较好。为考察气化炉对高灰熔点煤的适应性，于2024年1—2月对五种不同进料煤种（代号分别为SY2、SY3、JY2、DHR、TDH，其中，SY3、JY2为高灰熔点煤）进行掺配得到四种混煤，通过掺烧试验考察了四种混煤及100% SY2煤对成浆性能、烧嘴煤浆流量及雾化压差、渣口压差、粗合成气成分、气化炉炉壁温度、黑水灰渣含量等的影响。试验结果表明，多喷嘴水煤浆气化炉掺烧高灰熔点煤（SY3、JY2）可行，并通过实际生产数据及其变化趋势的分析与探讨得到了一些原料煤（尤其是高灰熔点煤）煤质对多喷嘴水煤浆气化炉运行的影响规律与调控经验。
［关键词］多喷嘴水煤浆气化炉；掺烧高灰熔点煤；成浆性能；烧嘴煤浆流量；渣口压差；粗合成气成分；气化炉炉壁温度；黑水灰渣含量
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）06-0013-05
0 引 言
中海油惠州石化有限公司（简称惠州石化）煤制氢装置于2023年3月投产，整体运行情况较好，2023年12月已实现达标达产。其主生产工艺为多喷嘴水煤浆加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗、PSA提纯，得到的氢气送至全厂氢气管网，PSA提纯系统产生的尾气送至燃料气管网；其中，气化系统设有2台多喷嘴水煤浆气化炉（一开一备），设计产能为水煤气140 km3/h[以有效气（CO+H2）计]，气化炉（单台）设计投煤量2 500 t/d，设计操作压力4.5 MPa（实际操作压力4.1 MPa）、设计操作温度1 200～1 350 ℃，投产以来气化系统运行情况较好。
目前，国内很多石油炼化装置配备了煤制氢装置，煤气化系统作为煤制氢装置的龙头，其稳定运行至关重要；气化炉作为气化系统的核心设备，其安全、稳定、长周期、优质运行的重要性不言而喻——实际生产经验表明，原料煤煤质与气化炉的匹配很重要，煤种变化对气化炉的运行影响较大，考察不同原料煤成浆性能以及对多喷嘴水煤浆气化炉运行的影响及其调控具有重要的意义。为拓宽原料煤适应范围、利于气化系统的经济运行，惠州石化进行了一系列尝试与研究。为考察多喷嘴水煤浆气化炉对高灰熔点煤的适应性，惠州石化于2024年1—2月对五种不同进料煤种（代号分别为SY2、SY3、JY2、DHR、TDH，其中，SY3、JY2为高灰熔点煤）进行掺配得到（质量分数）20% JY2+80% DHR、70% TDH+30% DHR、40% SY3+60% DHR、90% SY2+10% SY3四种混煤，考察了四种混煤及100% SY2煤对成浆性能、烧嘴煤浆流量及雾化压差、气化炉渣口压差、粗合成气成分、气化炉炉壁温度、黑水灰渣含量等的影响（相应分为五个阶段进行掺烧试验），通过对实际生产数据及其变化趋势的分析与探讨，得到了一些原料煤（尤其是高灰熔点煤）煤质对多喷嘴水煤浆气化炉运行的影响规律与调控经验。
1 多喷嘴水煤浆气化系统工艺流程简介
水煤浆制备好后，先由低压煤浆泵送至煤浆储槽，再由高压煤浆泵送至气化炉4个对置式烧嘴，烧嘴内的煤浆经高压氧气雾化后喷入气化炉内与气化剂发生反应；气化炉洗涤冷却室出来的粗合成气，分别进入一级混合器、旋风分离器、二级混合器和水洗塔，气化炉激冷室、旋风分离器和水洗塔底出来的黑水进入渣水系统蒸发热水塔，再经低压闪蒸器、真空闪蒸器三级闪蒸，真空闪蒸器气相送至硫磺回收系统与酸性气火炬，真空闪蒸器底部液相经澄清槽沉降，澄清槽上部的溢流清液部分经灰水除硬单元处理后回用，澄清槽底部渣水经离心机固液分离后，固体细渣送出厂外综合利用，液体则返回至澄清槽；水洗塔顶部粗合成气（尘含量＜ 1 mg/m3）进入热回收单元（回收余热并降低粗合成气之水气比），经热回收后一部分粗合成气送往变换单元、另一部分粗合成气送往非变换单元。
2 水煤浆分析测试方法及原料煤煤质分析数据
2.1 水煤浆分析测试方法
水煤浆浓度（质量分数）、pH、粘度、密度和煤浆粒度分别按照《水煤浆试验方法 第2部分：浓度测定》（GB/T 18856.2—2008）、《水煤浆试验方法 第7部分：pH值测定》（GB/T 18856.7—2008）、《水煤浆试验方法 第4部分：表观粘度测定》（GB/T 18856.4—2008）、《水煤浆试验方法 第6部分：密度测定》（GB/T 18856.6—2008）、《水煤浆试验方法 第3部分：筛分试验》（GB/T 18856.3—2008）等进行测定。另外，水煤浆稳定性的测定采用观察法，即对使用相同比例煤浆添加剂且为最大成浆浓度（滚筒筛开始“跑浆”时的浓度）的水煤浆静置24 h后观察有无沉淀。
2.2 原料煤煤质分析数据
更多内容详见《中氮肥》2024年第6期