朱立江1，金管会2
（1.国家能源集团煤焦化有限责任公司西来峰分公司，内蒙古 乌海016000；
2.上海昊汭科技有限公司，上海200136）
［摘 要］恩德流化床气化技术于1997年从国外引进，恩德炉本体与配套辅机、附件均进行了多次优化与改进，其技术经济指标有了较大提升;为适应日趋严格的环保要求，其粗煤气除尘方式由水洗改为布袋除尘后，出现了一些新问题。为此，分析与探讨省煤器列管冲刷磨损与低温化学腐蚀问题、过热器冲刷腐蚀与高温腐蚀问题、常规布袋除尘器滤袋使用寿命短问题以及省煤器换热面积增大之后出现的新问题，提出上述问题的应对措施，并展示新型材料除尘器的运行情况。总的来说，省煤器和布袋除尘器之使用寿命制约着恩德流化床气化系统的稳定、长周期运行，需从研发、设计、施工、运行管理等环节综合施策。
［关键词］恩德流化床气化；布袋除尘器；省煤器；冲刷磨损；低温化学腐蚀；过热器；高温腐蚀；应对措施
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）01-0013-04
0 引 言
恩德流化床气化技术于1997年从国外引进，国内煤化工与工业燃气行业在运与在建的恩德炉约50多台。无论是恩德炉本体还是配套辅机、附件，均进行了多次优化与改进，其技术经济指标有了较大提升。为适应日趋严格的环保要求，恩德流化床气化工艺粗煤气除尘方式由水洗改为布袋除尘之后，由于受制于除尘器入口气温度的限制及其自身的工艺特点，出现了一些新问题。以下就恩德流化床气化工艺存在的突出或典型问题及其应对措施进行分析与探讨，以期为业内提供一点参考与借鉴。
1 恩德流化床气化工艺的特点及优化情况
1.1 工艺特点
恩德流化床气化工艺，采取固态排渣方式，可根据目标产品气需求，分别采用空气、氧气、蒸汽或二氧化碳作为（混合）气化剂，制取工业燃气或粗合成气。其主要工艺特点为：① 原料适应范围广，可处理褐煤、长焰煤、半焦以及部分城市垃圾等；② 整个反应器系统温度较均匀，出口气温度约1 000 ℃，产品气中基本上不含焦油，只有微量的苯和萘，粗煤气净化较简单；③ 常压或低压操作，固体加料、排料，系统结构简单，操作方便、灵活；④ 整个系统设备造价低、建设工期短。
1.2 工艺优化情况
恩德流化床气化技术已在国内成功应用多年，积累了宝贵的经验，其工艺优化主要有三个方面：① 降低汽气比——原设计汽气比为2∶1，经多年摸索与工艺优化，现汽气比降至0.5∶1，180 kt/a的合成氨装置可节约蒸汽80 kt/a；② 提升有效气含量——对一次流化喷嘴和二次燃烧喷嘴的流速进行优化，并保证原料煤的干燥程度后，粗煤气中的有效气含量由原设计的70%提升至75%；③ 降低灰渣残炭——气化炉出口粗煤气中粉尘残炭率由原设计的30%降至20%，炉底排渣残炭率由原设计的10%降至5%以下，有条件的企业将回收的残炭送至动力锅炉再次燃烧，碳利用率可达96%以上。
2 省煤器运行问题及对策
以往恩德流化床气化工艺采用湿式除尘方法，已不能满足现行环保要求，鉴于这种情况，新建项目的除尘系统均采用布袋除尘器来替代传统湿式除尘设备。据布袋除尘器厂家的使用手册，布袋除尘器的操作温度范围为160～200 ℃；以往省煤器出口粗煤气温度设计为240 ℃，而实际温度在360 ℃左右。为保证布袋除尘器的入口温度，设计上增加了省煤器的换热面积，以带走更多的粗煤气显热，便于调节粗煤气温度。生产实践表明，增加省煤器换热面积后，省煤器出口粗煤气温度可调节至正常指标130～200 ℃（布袋除尘器厂家要求，粗煤气温度超过其露点即可），不仅回收了更多热量，而且为后续的工艺调节创造了条件。但与此同时，运行过程中发现省煤器列管的冲刷腐蚀、挂灰等问题比以往严重。现重点分析省煤器列管冲刷磨损、低温化学腐蚀问题。
2.1 冲刷磨损问题
恩德流化床气化工艺固有的缺点是，粗煤气中粉尘含量高，气化炉出口粗煤气中粉尘含量达200～250 g/m3，经回流旋风分离器和高温旋风分离器分离后，仍有粉尘约60～80 g/m3，飞灰残炭率15%～30%，灰尘粒径＜80 μm。据资料介绍［1］，高速、高温、高含尘煤气会对换热设备的换热管壁产生塑性变形和切削变形综合作用，继而引起废热锅炉和省煤器的列管冲刷磨损，这一问题基本上是当前国内外所有流化床气化工艺的通病。
应对措施：① 控制好入炉原料煤的粒径以及含尘量；② 调好流化床所需风量——-一次风和二次风用量及其比例；③ 强化高效旋风分离器的分离效率，以减少入废热锅炉粗煤气的含尘量；④ 省煤器列管采用特殊表面硬化材料进行热喷涂，对易冲刷部位进行保护；⑤ 严格控制入省煤器的煤气流速，一般不要超过13 m/s。
2.2 低温化学腐蚀问题
更多内容详见《中氮肥》2024年第1期