宁波中金石化有限公司气化装置采用对置式多喷嘴水煤浆加压气化工艺，以石油焦和原煤按一定比例配成水焦浆作为原料，制备芳烃装置所需的合格水煤气。相较于传统的合成氨（甲醇）或制氢装置来说，装置中没有变换和低温甲醇洗系统，而采用了成本低、流程简单的热回收（含废锅、换热器、水分离器等）和MEDA脱硫系统。实际运行中，芳烃装置多次出现合成气过滤器堵塞的状况，造成加热炉工况出现较大波动，带来较大的安全隐患。为此，我们对合成气除尘单元和渣水处理系统做了较大的改造，现简介如下。
1.合成气带灰的原因分析
（1）水焦浆雾化效果差，气化渣含碳量高
①石油焦与原煤掺烧比例的问题。石油焦与原煤按1∶1掺烧，石油焦反应活性较低，反应后生成的灰渣碳含量高达70%左右，这就增大了系统的灰量；另外，由于水煤浆供应比较紧张，掺烧的石油焦有时会达到90%，造成工况进一步恶化，气化渣含碳量一度达到80%。
②水焦浆粒度分布不合理。分析发现，我公司气化装置水焦浆中8目、14目、40目通过率100%（设计指标分别为100%、98%～100%、90%～95%），200目通过率85%左右（设计指标60%～70%），325目通过率78%左右（设计指标25%～35%）。与同类厂家煤浆粒度分布情况进行对比：新能凤凰8目、14目、40目、200目、325目通过率分别为100%、99.7%、93.8%、64.21%、36.25%；兖矿榆林8目、14目、40目、80目、200目、325目通过率分别为100%、100%、94.02%、78.64%、54.57%、40.46%；陕西兴化8目、14目、40目、200目、325目通过率分别为100%、100%、95.05%、53.44%、42.38%。可以看出，我公司气化装置煤浆粒度偏小很多。煤浆粒度小，可以增强雾化效果，提高物料接触面积，有利于气化反应的进行，但是如果其粒度过小，会造成物料未完全反应就被合成气带走。此外，公司气化炉压力只有1.5 MPa，会加重这种夹带作用。
③烧嘴压差低，氧阀开度小。气化装置4个气化烧嘴压差都在0.35 MPa左右，氧阀开度普遍在55%（负荷在90%），这就导致了煤浆和氧气流速低，外环氧不足，难以形成良好的雾化角度，改变了流场结构。通过对A炉1个月的运行观察，烧嘴平面基本完好如初，这也表明气化炉内撞击流股能量小，雾化效果差，烧嘴周围回流区不明显。
（2）系统水质差
原设计中，未设置压滤机，沉降槽的黑水排到动力站。但实际运行中，动力站无法接收黑水，只好新配1条去一联合焦池的管线，由于黑水含固量高且管线长，多次出现管线堵塞现象，黑水排不出去，系统水质劣化；装置灰水外排到四联合，受处理量和灰水过滤器堵塞的影响，排量一直在15 m3/h左右，远低于设计的40 m3/h。可见，整个系统水外排量少，补水量受到限制，造成系统内循环水水质特别差，合成气洗涤效果差，而排出的黑水含固量高，沉降系统负荷大，反过来又影响洗涤水水质，形成恶性循环。
（3）设备和工艺操作方面的问题
A炉运行期间，在6楼就会听到明显的晃动冲击钢板声，当时怀疑气化炉破泡条脱落，检修时拆开气化炉人孔发现确有3层破泡条脱落，同时发现水洗塔最底层浮阀塔盘脱落。设备存在的缺陷严重影响了合成气的洗涤效果，造成气化炉和水洗塔带水带灰。
气化装置产生的合成气通过管径800 mm的工艺管道专供芳烃系统加热炉使用，由于合成气热值比较低，加热炉会掺烧一部分液化气，因此受加热炉温度、液化气管网压力和气化装置自身工况（如水焦浆浓度、气体成分等）几方面的限制，不能严格遵照多喷嘴气化炉操作条件运行，造成气化炉操作压力极不稳定，氧气流速过快时气化炉拱顶易超温，氧气流速慢时喷嘴雾化效果不好且残炭高。此外，由于操作人员经验不足，操作水平不高，特别是在提炉温降残炭时，系统用热负荷高，气化炉极易带水带灰，若此时激冷水量、黑水排量和气化炉液位调整不及时，就会加重合成气带灰。
2.解决措施
（1）加强水焦浆质量管理，协调动力部门做到焦煤比1∶1，如有变动及时通知；同时调整动力站煤浆制备钢球配比和提高外购水煤浆质量，尽量做到煤浆粒度分布合理。
（2）针对烧嘴压差低的状况，与华东理工和设备厂家进行沟通，重新设计烧嘴尺寸。
（3）新增2台离心机，用于处理沉降槽黑水，同时加配灰水到水处理系统管线。
（4）加固2台气化炉破泡条；仔细检查水洗塔塔盘，未脱落部分出现问题一并处理。
（5）改造合成气混合器，将内置件改为文丘里管，以便形成以尘粒为凝结核的直径较大的含尘液滴；入混合器黑水喷管头部内部焊注弧形钢片，增强水的湍流雾化效果，以使黑水与合成气充分混合。
（6）高温热水泵出口配管线至混合器，既解决高温热水泵出口压力高造成进水洗塔仪表阀后管道磨损严重的问题，又满足混合器使用清洁水的要求；同时配一路高温锅炉水（2.2 MPa、120 ℃）管线至混合器作为备用。
（7）据研究，旋风分离器合成气入口下倾角度也不是越大越好，随着入口截面角的增大，旋风分离器的压力损失降低，分离效率会先升高后减小。根据计算，将旋风分离器合成气入口截面角由60°改为45°。
（8）合成气进脱硫系统前配2台过滤器，一开一备，防止MDEA溶液被污染。
（9）加强工艺人员业务技能培训，严格执行工艺指标，尤其是要严格执行多喷嘴气化炉的操作条件，并靠近最高负荷操作，以提高水焦浆的雾化效果和降低残炭。
3.结束语
气化装置通过一系列的改造，合成气带灰减轻，气化炉灰渣含碳量由最高时的80%降至20%左右；合成气水分离器冷凝液明显变清，合成气混合器混合效果良好；开车初期由于旋风分离器底部排黑水管线堵，为控制其液位，进混合器的补水只有10 m3/h，当时出界区合成气含尘量在几十ppm到上百ppm，而旋风分离器排水管线疏通后，混合器补水加到正常的40 m3/h后，出界区合成气含尘量就稳定在10×10-6左右了，基本满足了系统的要求。
（宁波中金石化 王德胜 丁盼盼）