四喷嘴气化炉炉渣的优化控制对策

2023-02-14

引言

对于化工企业来说, 四喷嘴气化炉是其生产作业的重要设备, 在具体的运作过程中, 该设备常常是以纯氧和水煤浆作为原料, 运用气流床反应器, 在压力3.5—3.8MPa、温度1200—1360℃的条件下燃烧, 进而生成粗煤气, 在这时候, 粗煤气的主要组成部分为一氧化碳和氢气。粗煤气产出之后送往下一工段, 炉渣通过锁斗进行排放, 然后外卖。在炉渣中, 含有大量的可燃物, 对其进行充分利用能够获取更好的经济效益, 如果没有进行利用, 则会导致大量资源的浪费, 影响化工企业经济效益的提升。下面将结合化工企业的实际情况, 探讨分析四喷嘴气化炉炉渣的优化控制问题, 并提出相应的策略。

一、四喷嘴气化炉运行情况简介

某化工企业于2007年引进四喷嘴气化炉, 并于9月1日开车成功, 将其正式投入到运行当中。在开车初期, 设备运行中存在着一些问题与不足, 主要表现为炉渣可燃物高, 锁斗排渣存在不畅通的情况, 给设备最大效能的发挥带来不利影响。后来对气化炉进行改造, 对它的工艺运行参数进行调整, 使其性能得到了改进, 四喷嘴气化炉的运行变得更加稳定, 在实际运行中发挥着更大的效能。其中比较突出的表现是, 炉渣的可燃物降低至5%。同时, 对烧嘴也进行了相应的改造, 提高了烧嘴的性能, 延长了其使用时间, 其中, 单台气化炉烧嘴烧嘴连续运行了151天, 处于良好的性能和工作状态, 对整个化工企业的生产也带来了积极影响。

二、四喷嘴气化炉炉渣的优化控制对策

为了实现对炉渣的优化控制, 在具体工作中, 需要根据需要采取相应的控制对策, 结合化工企业的实际, 主要需要采取以下优化控制对策。

1. 煤浆的优化控制对策。

该项工作有着重要的左右, 主要包括煤浆粒度、煤浆灰分两个部分的优化控制工作。第一、煤浆粒度的优化控制对策。颗粒越大, 反应越差;颗粒越小, 反应更为充分, 转换率也会增高。煤浆粒度的影响因素包括原料煤硬度、钢球级配、生产负荷、入磨机原料粒度大小等。公司运用的是球磨机, 钢球与煤浆会发生摩擦碰撞, 进而钢球出现磨损现象。因而, 在实际工作中, 要充分认识这些影响因素, 应该根据生产的需要及时补充合适尺寸的钢球, 将煤浆粒度控制在合理范围内。同时, 入球磨机负荷大小会对煤浆粒度大小和分布产生影响, 负荷过大, 球磨机会出现大颗粒带浆现象。如果出现这种情况, 应该调整球磨机入料量, 将煤浆负荷控制在合理范围内, 确保煤浆粒度的合理分布。第二、煤浆灰分的优化控制对策。在气化炉原料煤选择的时候, 为了确保运行效果, 取得更好的工作效率, 要选用反应活性高的年轻烟煤。通常原料需要囤积一段时间, 如果存放时间过长, 原料煤与空气接触, 往往出现风化现象, 进而降低其反应活性, 反应后炉渣的可燃物含量会增高。另外, 如果煤种供应不及时, 操作工艺不当也会导致炉渣中可燃物含量增高。为避免出现这种情况, 在具体工作中应该采取以下控制措施:选择固定厂家供应固定煤种;及时分析入厂原料煤, 并将结果及时上报给相关部门, 根据具体的分析结果, 对工艺参数进行适当的调整;在原煤、精煤、库存煤选择的时候, 要根据适合的比例进行配煤, 以降低成本, 满足实际工作的需要, 实现对炉渣中可燃物含量的有效控制, 确保满足企业运行的具体需要。

2. 负荷的优化控制对策。

公司在实际工作中, 采用的是四喷嘴水平对置气化炉, 烧嘴位于气化炉中部。设备运行的过程中, 如果需要对负荷进行调节, 2个烧嘴会相应的同时加量或者减量。煤浆进入气化炉的时候, 不同部分煤浆所发生的反应是不相同的。负荷过低, 煤浆未能充分混合, 转化率会下降, 炉渣的可燃物上升。负荷过高, 可燃物含量也会上升。所以, 控制负荷显得十分重要。由于气化炉长期满负荷运行, 通过分析炉渣样可以得知, 可燃物含量宜控制在5%左右较为适宜。

3. 压力的优化控制对策。

气化炉设计压力为4.2MPa, 事实上, 提高压力会增强碳转化率, 从理论上来说, 压力越高, 气化炉越能够更好的运行。但压力越高, 制炉成本也会越高, 因此, 应该根据系统的具体情况, 合理设置相应的压力。通过对4次开车时不同压力下的炉渣进行分析, 结果表明, 压力3.4MPa时, 炉渣的可燃物随压力增加而下降, 压力大于3.4MPa的时候, 炉渣的可燃物含量变化不大, 维持在相对稳定的状态。根据设备的具体情况, 考虑系统运行的需要, 炉膛压力控制在3.7MPa的时候, 能够获得更高的碳转化率。

4. 氧煤比的优化控制对策。

在气化炉原始试车的时候, 炉渣中的可燃物比例相当高, 最高达60%, 平均每半小时出一车炉渣。而气化炉气体成分约为82%, 并且发气量偏低, 通过现场检查和分析, 存在的问题可能是氧气流量偏低, 为全面掌握这种情况, 根据具体工作的需要, 进行加氧试验。通过进行了四次加氧试验, 然后分析所得的数据和结果, 结果表明:氧煤比低的时候, 炉温较低, 炉渣的可燃物偏高。随着氧气流量和炉温增加, 粗煤气中的有效气体成分先降后升, 但是总体波动并不大, 可燃物明显降低。如果氧气流量继续增加, 炉渣可燃物为零, 有效气成分降低。通过上述试验可以得知, 提高氧煤比, 能够降低炉渣中可燃物的含量。因此, 为了促进化工企业生产正常运行, 获取更好的经济效益, 氧煤比宜控制在480左右, 炉渣的可燃物控制在5%, 有效气成分在82%左右。

5. 中心氧的优化控制对策。

在该化工企业生产中, 烧嘴最高的运行记录达到了151天。但由于烧嘴采用的是水平放置的方式, 因而下部的磨损现象比较严重, 比上部磨损要严重得多。运行后期出现更多的问题, 主要表现为烧嘴三环不同心, 雾化效果较差。另外, 烧嘴采用的是对置式的设置方式, 在运行过程中, 如果喷射角度出现偏移现象, 混合出现不充分的现象, 会引起气化反应时间波动, 炉渣中的可燃物也出现波动的情况。针对这种情况, 在优化调整的时候, 应该进行全面的检查, 考虑炉渣的可燃物、出口合成气的气体成分、气化炉炉壁温度等等, 对其进行全面细致的分析, 通过综合考虑, 然后调节烧嘴的雾化角度, 并对中心氧比例进行适当的调整, 从而确保气化炉更好的运行和工作。

结束语

根据上述的优化控制对策, 在化工企业生产运行的实际工作中, 对四喷嘴气化炉炉渣进行优化控制。同时, 严格按照规定进行操作, 优化工艺流程, 将炉渣中的可燃物含量控制在5%左右, 这样不仅减少了浪费现象, 实现了对炉渣更为有效的利用, 还有利于降低下游产品的成本, 促进化工企业生产效益的提高。因此, 今后在实际工作中, 应该重视该项工作, 根据具体需要, 采取相应的措施, 实现对四喷嘴气化炉炉渣的优化控制。

摘要：介绍了四喷嘴气化炉的运行情况, 结合化工企业运行的具体工作, 探讨分析了四喷嘴气化炉炉渣的优化控制的相关问题, 并提出相应的对策, 其中包括煤浆、负荷、压力、氧煤比、中心氧等内容, 希望通过这样的探讨分析能够引起人们对这一问题的重视, 能够为四喷嘴气化炉炉渣的优化控制的实际工作提供指导与参考。

关键词：四喷嘴气化炉,炉渣,优化控制,煤浆,氧煤比