德士古氣化爐渣堵機(jī)理探討

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1、德士古氣化爐渣堵機(jī)理探討朱冬梅，聶成元(山東兗礦魯南化肥廠滕州)2002-06-161?氣化爐渣堵現(xiàn)象??????根據(jù)目前德士古裝置運(yùn)行的實(shí)際情況來看，氣化爐的渣堵現(xiàn)象可以分為3類：???(1)熔渣堵塞渣口，使燃燒室的灰渣無法排出，堆滿燃燒室的底部。目前國內(nèi)德士古裝置還未出現(xiàn)這種類型的渣堵。???(2)熔渣逐漸積累到下降管內(nèi)壁上，直至掛滿下降管而堵塞氣體通道。這種類型的渣堵僅上海焦化廠報(bào)道過，其它廠家還未出現(xiàn)此問題。????(3)激冷后的大塊灰渣堆積在氣化爐鎖斗上部LHV—51閥的上部，鎖斗排渣無法順頃利進(jìn)行而造成渣堵。這種現(xiàn)象

2、較為普遍，本文主要對這種渣堵現(xiàn)象進(jìn)行分析。???生產(chǎn)中渣堵現(xiàn)象的具體表現(xiàn)如下：??????(1)渣堵時(shí)，氣化爐的渣口壓差變大，而且壓力波動(dòng)很大。??????(2)鎖斗循環(huán)泵的流量由正常的22.0m3／h銳減至10.0m3／h左右，嚴(yán)重時(shí)降至零，鎖斗系統(tǒng)無法運(yùn)行。??????(3)渣量由正常的3～5t／d降至極少，氣化爐排出物甚至出現(xiàn)清水。???(4)大量的細(xì)灰渣被帶入閃蒸系統(tǒng)，閃蒸罐及其管線出現(xiàn)渣堵，沉降槽底部排出的幾乎全部為細(xì)灰渣。??????兗礦魯南化肥廠自1994年氣化爐運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)能力后，至1997年渣堵現(xiàn)象并不明顯。1

3、997年后，由于B爐拆除了破渣機(jī)，渣堵問題逐漸暴露出來，每年均有數(shù)次嚴(yán)重渣堵，影響氣化爐的安全運(yùn)行。特別是在2001年1月至4月間，B爐出現(xiàn)20余次渣堵，致使氣化爐被迫減負(fù)荷。其中特別嚴(yán)重的渣堵有3次，鎖斗及閃蒸管線均被灰渣：堵死，致使氣化爐被迫停車處理。打開人孔檢查，灰渣已堆到氣化爐的入孔以上，并發(fā)現(xiàn)大量直徑在200～300mn左右的塊渣及20mm左右的渣塊，很難處理，嚴(yán)重影響廠生產(chǎn)。??2?渣堵的原因分析???2.1?爐渣的組成與分類??????根據(jù)渣的組成和生成原因，爐渣可以分為4類。?????（1）灰渣???灰渣為直徑0

4、.5～5.0mm的渣粒，主要來源于氣化爐內(nèi)煤漿顆粒在霧化燃燒過程中，微粒間碰撞燒結(jié)后，隨著氣流進(jìn)入激冷水浴，經(jīng)過激冷破碎而成。其主要成份見表1。???(2)塊渣??????直徑在5.0mm以上的為塊渣，但質(zhì)地較為疏松，主要來源于沿爐壁流下的熔渣。當(dāng)溫度低時(shí)，爐壁積累了厚厚的渣層，當(dāng)溫度突然升高時(shí)，大片的熔渣被燒下來，進(jìn)入激冷室，未能被完全激冷破碎。其主要成份與灰渣相同。???(3)疤渣?????疤渣為塊渣，但質(zhì)地較為堅(jiān)硬且致密。成因是熔渣的組份滲透熔解耐火磚的組份后，形成了低熔點(diǎn)化合物：當(dāng)熔渣的侵蝕作用加強(qiáng)、生成的低熔點(diǎn)化合物較

5、多時(shí)，就進(jìn)入激冷室。這種熔渣通常難以被激冷破碎，其主要組成包括Ca2SiO4、Ca2SiO5、CaAl2Fe2O7、CaO·Al2O3，SiO2、CaCrO3、CaZrO4等低熔點(diǎn)化合物，質(zhì)地較為堅(jiān)硬，大都呈熔融玻璃狀。?????(4)磚渣???磚渣主要是一些損蝕剝落的耐火磚碎塊：熔渣的主要成份逐漸沿著耐火磚的氣孔或裂紋侵入耐火磚內(nèi)，形成共熔物。開停車過程中，壓力、溫度巨變時(shí)，共熔物發(fā)生熱應(yīng)力膨脹，沿著氣孔或裂紋使磚分離、剝落，進(jìn)入激冷室成為磚渣。主要成份和耐火磚略為不同，見表2。?2.2?渣堵原因分析?????(1)原料煤種變

6、化的影響??????入爐煤中灰份含量的變化及灰渣組份的變化，也會影響到灰渣的熔融特性(即確定氣化爐操作溫度所需要測定的入爐煤漿的灰熔點(diǎn)T3)?；胰埸c(diǎn)過高或過低，均會使氣化爐溫度發(fā)生變化，影響氣化爐排渣。煤灰渣的組份又是灰渣粘溫特性的主要影響因素之一，其中A12O3、SiO2的含量過高均會使灰渣熔點(diǎn)升高，粘度變差，而灰渣中Fe2O3、CaO的含量也會影響灰渣的熔點(diǎn)和粘度。??因而，如果煤種的灰份含量增高，灰渣中的Fe2O3、CaO含量過高，將會導(dǎo)致灰渣的熔點(diǎn)過高，粘溫特性變差，灰渣的焦渣特性(即灰渣的粘結(jié)指數(shù))變大，容易形成質(zhì)地堅(jiān)

7、硬、體積較大的塊渣，造成渣堵。??????(2)耐火磚的損蝕過程發(fā)生變化??????在氣化爐的反應(yīng)區(qū)，熔渣會與耐火磚形成一層低熔點(diǎn)化合物。隨著外界因素如氣化爐操作工況、煤灰組份等的變化，會加劇灰渣對耐火磚的損蝕，使低熔點(diǎn)化合物逐層被剝蝕下來，形成大塊的疤渣。當(dāng)投料或壓力波動(dòng)較大時(shí)，也會使耐火磚沿裂紋剝落，形成大塊的磚渣，使鎖斗排渣困難，造成渣堵。這種渣堵一般較難處理，需停車處理。???另外，耐火磚的自身質(zhì)量及砌磚的整體質(zhì)量也是決定結(jié)渣快慢的一個(gè)因素。若耐火磚的含鉻量，高、氣孔率小、砌筑磚縫小、且灰漿飽滿，其相應(yīng)抵抗灰渣的侵蝕性也

8、強(qiáng)，不易結(jié)渣。???(3)氣化爐操作工況的影響??????氣化爐的操作工況較為復(fù)雜，其中操作爐溫是影響氣化爐渣堵的一個(gè)主要因素。???①由于外界工況如氧壓的變化，爐溫由高到低變化幅度較大時(shí)，爐溫低時(shí)掛在耐火磚表面的厚厚熔渣及低熔物脫落，在激冷室形成塊渣和疤渣。另