作者/來源：李亞東，王洪進(jìn)，王可運(yùn)(鶴壁煤電股份有限公司煤化工氣化廠，河南 鶴壁 458000) 日期： 2012-04-13 點(diǎn)擊率：1778
摘 要：介紹Shell粉煤氣化工藝中飛灰的形成過程及其特性，對(duì)煤灰的熔融性進(jìn)行探析并提出穩(wěn)定氣化爐運(yùn)行的操作建議。煤灰的熔融特性不僅與灰的成分有關(guān)，還與燃燒過程中灰中各成分之間的相互作用有關(guān)。灰熔融性溫度主要取決于煤中的礦物組成、其氧化物的成分和配比及燃燒氣氛等。
關(guān)鍵詞：Shell粉煤氣化；煤灰；熔融；結(jié)垢
Shell粉煤氣化爐相對(duì)其他的爐型有碳轉(zhuǎn)化率高、煤種適應(yīng)廣、有效氣比高、環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，最近幾年得到國內(nèi)化肥、甲醇、發(fā)電行業(yè)的推崇。但由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)少，設(shè)計(jì)上還有不完善之處，造成現(xiàn)已開車的多套裝置運(yùn)行周期短，經(jīng)濟(jì)效益受到影響。各生產(chǎn)廠通過技術(shù)改造、經(jīng)驗(yàn)交流，陸續(xù)解決了像飛灰過濾器濾芯損毀、燒嘴罩燒蝕、激冷氣壓縮機(jī)故障等諸多問題。目前來看，合成氣冷卻器積灰結(jié)垢、排渣口堵塞問題愈來愈突出，成為制約長(zhǎng)周期運(yùn)行的最大障礙。深入理解影響原料煤灰分熔融性的因素，控制煤灰成分，避免結(jié)垢堵渣，是各家殼牌爐用戶亟待解決的問題。
帶壓的煤粉、氧氣和水蒸氣通過4個(gè)徑向均布的煤燒嘴進(jìn)入氣化爐反應(yīng)室，在1500～1700℃的環(huán)境里發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成合成氣、爐渣和飛灰。爐渣在與水冷壁接觸時(shí)，最先靠近的部分因溫度低而固化，附在水冷壁上形成固化渣層。附在固化渣層外的爐渣因溫度高呈液態(tài)，在重力作用下向下流至氣化爐底部的渣池，被水淬激成細(xì)小的顆粒排出。合成氣攜帶部分質(zhì)量較輕的爐渣液滴，在氣化爐頂錐出口，經(jīng)與200℃的激冷氣混合，合成氣溫度降至900℃，這部分爐渣液滴固化成飛灰。通過輸氣導(dǎo)管和合成氣冷卻器進(jìn)一步冷卻，合成氣溫度降至340℃左右，進(jìn)入下一工序進(jìn)一步去除飛灰。
1 煤灰熔融性
煤灰熔融性是煤灰在高溫下達(dá)到熔融狀態(tài)的溫度，主要包括4個(gè)溫度值：變形溫度(DT)、軟化溫度(ST)、半球溫度(HT)和流動(dòng)溫度(FT)。在Shell粉煤氣化爐設(shè)計(jì)中，采用FT作為灰熔融性溫度，以保證灰渣能以熔融狀排出。煤灰的熔融特性不僅與灰的成分有關(guān)，還與燃燒過程中灰中各成分之間的相互作用有關(guān)�；胰廴谛詼囟戎饕Q于煤中的礦物組成、其氧化物的成分和配比及燃燒氣氛等。為了實(shí)現(xiàn)控制煤灰熔融性溫度的目的，以適應(yīng)液態(tài)排渣方式的粉煤氣化反應(yīng)、擴(kuò)大煤種的適用范圍，對(duì)其進(jìn)行深入研究顯得尤為重要。
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