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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第8期·2426·化 工 进 展典型气流床煤气化炉气化过程的建模东赫1，刘金昌1,2，解强1，党钾涛1 ，王新1（1中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院，北京 100083；2九州大学电子和材料应用科学系，日本 福冈春日 816-8580 ）摘要：利用Aspen Plus 、基于热力学平衡模型对GSP 煤粉气化炉、GE 水煤浆气化炉及四喷嘴对置式水煤浆气化炉的气化过程建模。
根据煤颗粒热转化的历程，将煤气化过程划分为热解、挥发分燃烧、半焦裂解及气化反应4个阶段，利用David Merrick 模型计算热解过程，采用Beath 模型校正压力对热解过程的影响，选用化学计量反应器模拟挥发分燃烧反应，编制Fortran 程序计算半焦裂解产物收率，最后基于Gibbs 自由能最小化方法计算气化反应。
结果表明，采用建立的气流床气化过程模型模拟工业气化过程的结果与生产数据基本吻合，对GSP 煤粉气化炉、GE 水煤浆气化炉及四喷嘴对置式水煤浆气化炉等3种气化炉有效气成分（CO+H 2）体积分数模拟结果的误差均不超过2%，建立模型的可靠性得到验证。
关键词：气流床气化炉；热力学平衡模型；Aspen Plus中图分类号：TQ 546 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）08–2426–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.19Modeling of coal gasification reaction in typical entrained-flow coalgasifiersDONG He 1，LIU Jinchang 1，2，XIE Qiang 1，DANG Jiatao 1，WANG Xin 1（1School of Chemical and Environmental Engineering ，China University of Mining and Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ；2Department of Applied Science for Electronics and Materials ，Kyushu University ，6-1 Kasuga-Koen ，Kasuga ，Fukuoka 816-8580，Japan ）Abstract ：This paper presents a modeling method for the coal gasification process proceeding in GSP pulverized coal gasification ，GE coal-water slurry gasification and Opposed Multiple-Burner gasification based on the thermodynamic equilibrium with the aid of Aspen Plus. In the light of thermal conversion procedure of fine coal particles ，the coal gasification was interpreted as consisting of four stages including pyrolysis ，volatile combustion ，char decomposition and gasification reaction. Then ，the pyrolysis stage was calculated by the David Merrick model and the effect of pressure on the coal pyrolysis was corrected by means of Beath model. The volatile combustion stage was simulated by using Rstoic reactor and the yield of char decomposition products was calculated via compiling Fortran program. And finally ，the gasification reaction stage was simulated based on the Gibbs free energy minimization. The results revealed that the simulated values from the developed simulation model of gasification processes were in good consistent with the industrial field data. The deviation of simulated results of volume fraction of the effective gas (CO+H 2) of these three typical entrained-flow gasifiers were all less than 2%，which can validate the reliability of the coal gasification model.第一作者：东赫（1991—），女，硕士研究生。
四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制摘要：四个喷嘴水煤浆气化炉四将布置在同一水平面燃烧器煤泥和氧气在一定比例进入气化炉，德士古气化炉，流场是非常不同的，反应物在炉长时间，导致整个炉等温反应器，上部和下部温度50℃。
炉内分布有四对高温热电偶，用以指示气化炉内的温度。
在此基础上，主要讨论了四喷嘴水煤浆气化炉的温度控制问题。
关键词：四个喷嘴；水煤浆气化炉；温度控制1、确定气化炉的操作温度CWS和氧气按一定比例进入气化炉。
在煤种保持不变的条件下，氧煤比与炉温有一定的对应关系。
当氧气流量恒定时，煤泥浓度降低，气化炉温度呈上升趋势，反之呈下降趋势。
当煤泥浓度恒定时，氧气流量增大，气化炉温度升高，反之亦然。
不同的温度对应不同的气体成分，尤其是甲烷，这是最敏感的。
热电偶正常时，应及时绘制相应的甲烷含量与温度关系曲线，并根据工艺指标的变化及时调整气化炉。
之前确定气化炉操作温度在煤灰熔点+ 50℃，但近年来，由于煤炭原料供应短缺，一些原料煤供应商添加其他高灰熔点煤气化炉稳定运行的限制。
为了保证气化炉的运行稳定，基本以灰分的粘温特性作为确定运行温度的前提，并结合煤浆灰分的熔点进行确定。
为了延长耐火砖的使用寿命，气化炉的运行温度不宜过高，在液渣排放条件下，应尽量保持较低的运行温度。
2、气化炉运行温度因素2.1各类煤引起的温度变化气化炉温度是直接反映气化炉运行是否正常的重要参数之一。
因为每个组件在气化炉在1350 ~ 1500℃下可以获得理想的转化率，和稳定的温度可以大大提高耐火砖的使用寿命是昂贵的。
气化炉的温度是通过高温热电偶插入炉膛的室，如果气化炉的运行温度大于1350℃或更高，将导致高温热电偶测量值漂移和温度越高，漂移的更严重。
因此，应选择合适的运行温度，以保证气化炉的正常运行。
气化炉的运行温度是根据煤灰的粘温特性确定的。
渣的粘度在理论上控制在3 ~ 25Pa•s，实际粘度一般控制在10Pa•s左右。
粘度小于3Pa•s时，对燃烧器和耐火砖的使用寿命影响较大。
四喷嘴气化炉产气量的影响因素摘要：煤气化技术的发展和进步是推动洁净煤利用技术发展的关键因素之一。
四喷嘴对置式水煤浆气化炉属气流床加压气化技术。
某能源有限公司一期360kt/a 甲醇项目四喷嘴气化炉因原料煤调整后煤质不稳定，系统甲醇产量波动较大。
从煤中元素含量、粗煤气温度等方面入手，分析与探讨气化炉产气量及系统甲醇产量的影响因素。
关键词：四喷嘴气化炉；产气量；影响因素1前言某能源有限公司一期360kt/a甲醇项目，配套42000m3/h空分装置；该气化装置有两个四喷嘴气化炉，一个开、一个备，一个单炉，喷煤能力1500t/d，设计工作压力6.5mpa。
2014年3月，气化设备原料进行调整，气化煤质量波动较大（见表1），严重影响了气化炉出气和系统甲醇产量。
分析了四喷嘴气化炉煤气生产和甲醇生产的影响因素：表 1 原料煤煤质分析数据2四喷嘴气化炉设备介绍2.1气化炉烧嘴烧嘴作为水煤浆气化炉的核心设备，其运行工况直接影响气化炉的气化效率、炉壁温度及所造渣中碳的含量等。
烧嘴是通过氧气流股与煤浆流股的动量交换，以达到雾化煤浆的目的，从而为炉内的气化与燃烧创造条件。
四喷嘴水煤浆气化技术采用预膜式烧嘴，外混式雾化效果优于内混式烧嘴。
水煤浆通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的烧嘴，与氧气一起对喷进入气化炉内，在炉内形成撞击流，在完成煤浆雾化的同时，强化热质传递，促进气化反应的进行。
相对于其他气化工艺物料的平均停留时间更长，反应更加充分，渣中碳含量较低。
2.2耐火砖四喷嘴水煤浆气化炉燃烧室耐火材料主要有向火面砖、背衬砖、隔热层、浇注料、耐火毡等，向火面砖为高铬砖（CRB-90），背衬砖为铬刚玉砖（CRCB-12），隔热层为Al2O3空心球砖（ABB-98），浇注料为铬刚玉浇注料（CastPC-12）。
向火面砖直接与高温高压的合成气、灰渣接触，承受化学腐蚀、物理冲击、灰渣冲刷等磨损较快，为使用寿命最短的耐火砖。
四喷嘴气化炉由于具有特殊的气化工艺，整个燃烧室内的流场分成射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区、管流区等6个区域，其中拱顶与渣口砖由于遭受冲刷较为严重，使用寿命相对于其他部位的耐火砖较短。
四喷嘴技术优势及问题解释四喷嘴对置式⽓化炉技术优势及常见问题解释⼀、四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化技术的优势1、适合规模⼤型化根据四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化炉结构特点，在同⼀⽔平⾯上布置四只喷嘴，每只喷嘴仅需分担相对较⼩的负荷，便可达到整炉较⼤的处理能⼒，在规模⼤型化⽅⾯具有明显的优势，特别是在1500吨以上的⽓化炉投资及运⾏优势突出。
单喷嘴⽓化炉只有⼀只⼯艺喷嘴，加⼤⽣产能⼒需要增加喷嘴间隙，较⼤的喷嘴间隙影响雾化，造成碳转化率降低，因⽽提⾼⽓化负荷受到限制。
⽬前国内投⽤的单喷嘴⽔煤浆加压⽓化炉单炉⽇投煤量超过1500吨的数量很少，⽽四喷嘴⽅⾯⽬前已有12个装置34台（套）⽇处理煤量1500吨以上的⽓化炉在建设或运⾏，建设中最⼤的⽓化炉⽇投煤量达到2500吨。
2、有效⽓体成分(CO+H2)⾼，碳转化率⾼影响碳转化率的因素较多。
⼯艺(炉型)确定后，⽓化炉的操作炉温(受煤的灰熔点影响较⼤)、⼊炉煤浆粒度分布、⼯艺喷嘴的雾化效果、物料在炉内停留时间等成为主要因素，其中喷嘴的雾化效果和物料停留时间对其影响较⼤。
四喷嘴对置式⽓化炉采⽤预膜、外混式三通道喷嘴，三股物流射出喷嘴，煤浆的内外侧为⾼速流动的氧⽓，氧⽓通过⾼速剪切、振动等⽅式使煤浆实现初级雾化，初级雾化的物料再相互撞击形成⼆次雾化，避免了部分物料从喷嘴⼝直接运动到渣⼝形成短路，增强了雾化效果，提⾼了物料在炉内停留时间，增强了⽓化炉内介质的传质传热，有利于⽓化反应的进⾏，煤⽓中的有效⽓成份⾼、渣中可燃物含量低，⼀般在～5%。
⽽单喷嘴顶喷⽓化炉由于垂直下喷，物料在炉内停留时间相对较短，如煤浆颗粒较⼤或⽓化炉负荷过⾼，部分原料煤来不及完全转化便通过渣⼝排出燃烧室外，因此碳的转化率会相对低⼀些，炉渣中残碳含量会相对⾼些，⼀般在20～30%。
通过收集的数据对⽐，相同⼯况下的四喷嘴⽓化炉⽐单喷嘴⽓化炉有效⽓成份⾼2~3百分点，⽽渣中可燃物⼀般较相同⼯况下的单喷嘴⽓化炉低10~20百分点。
四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制探析摘要：气化炉安全、稳定、高产及长周期运行，直接影响后续装置的稳定。
控制好气化炉温度，气化装置的稳定、经济运行就能得到保证。
本文分析了四喷嘴水煤浆气化炉温度的影响因素，并详细阐述了四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制措施。
关键词：四喷嘴水煤浆；气化炉；温度；渣样；热电偶一、四喷嘴水煤浆气化炉温度控制概述水煤浆和氧气是按照一定的比例进入气化炉内，在煤种不变的情况下，氧煤比和炉温有一定的对应关系。
在氧气流量一定时，煤浆浓度下降，气化炉温度呈上涨的趋势，反之则呈下降趋势。
在煤浆浓度一定时，氧气流量增加，气化炉温度上升，反之则下降。
不同的温度对应不同的气体成分，尤以甲烷最为敏感，在热偶正常时应及时绘制出甲烷含量与温度的对应关系曲线，并根据工艺指标的变化及时调整气化炉。
以往气化炉操作温度的确定是以煤的灰熔点再加 50 ℃，但是近年来由于原料煤供应不足，有的原料煤供应商向煤内添加其他高灰熔点物质，这制约了气化炉的稳定运行。
为了保持气化炉的操作稳定，现基本上以灰渣的黏温特性作为确定操作温度的前提，同时结合煤浆灰熔点来确定。
为了延长耐火砖的使用寿命，气化炉的操作温度不宜过高，应在保证液态排渣的情况下尽可能维持较低的操作温度。
二、四喷嘴水煤浆气化炉温度的影响因素（一）高温热电偶在气化炉正常运行中燃烧室中的高温热偶是最能直接反应出燃烧室内部温度的仪表设备，但是因为气化反应温度较高，一般都在1300℃左右。
高温的烧蚀以及熔融状的灰对高温热偶的冲蚀，从而造成高温热偶在开车后的一周内左右就损坏了。
如果燃烧室温度越高、入炉煤灰分含量越高那么高温热偶的使用寿命就越短。
（二）灰渣形态在正常生产灰渣一般都是每半个小时通过锁斗排一次，所以说渣样反应出这半个小时的运行情况，因此判断也比较重要，它可以及时的对炉况进行调整。
正常灰渣应为粒度均匀、表面光滑、灰量适中，占总渣量的50％以上为宜。
若粗渣偏多，颜色呈现黄绿色，分析Cr2O3含量较高，此时炉温较高，应缓慢降低O/C，逐步降低操作温度；若渣有拉丝现象，渣量适中，说明渣的流动性变差，渣口出现堵塞，呈不规则状，应适当升温，提高O/C。
浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法发布时间：2021-07-06T11:22:01.877Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：梁国忠1 孙旭明2 [导读] 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
大连恒力石化集团辽宁大连 116318 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
关键词：烧嘴压差；烧嘴；激冷环、下降管；角阀磨损。
一、煤制氢及气化装置概况恒力石化（大连）炼化有限公司介绍：恒力2000万吨/年炼化一体化项目位于辽宁省大连市长兴岛临港工业园区，是国家对民营企业开放的第一个重大民营炼化项目，也是新一轮东北振兴的战略项目。
为了满足重油加氢的需求，需建设最大能力为100万Nm3/h有效气的煤制氢装置，以港口来的原煤为原料，生产氢气，并制备一部分本项目所需的甲醇、醋酸等产品。
煤制氢煤气化装置技术采用国内自主知识产权对置式水煤浆加压气化技术，装置建设六套四喷嘴水煤浆加压气化炉,气化炉直径3.88米 ,5开1备模式运行。
气化炉操作压力6.5MPa，气化炉单炉投煤量3000吨/天（干基），单炉具备20万Nm3/h有效气的生产能力。
项目于2017年4月开工建设，2018年12月投料开车，2019年3月24日打通生产全流程，5月17日全面投产。
二、气化工艺原理及流程简述气化流程简述水煤浆气化气化工序配置6个系列，5开1备，分别布置在两个框架内。
空分装置来的纯氧经氧气流量调节阀、氧气切断阀进入工艺烧嘴。
氧气流量进行温度和压力补偿。
水煤浆经两台煤浆给料泵42121P102ABCD-602ABC加压送入气化炉42122R101-601气化室，在炉内与氧气（纯度≥99.6%）发生剧烈的气化反应，生成以CO、CO2、H2为主要成分的水煤气。
出气化室水煤气和溶渣，经过洗涤水分布环，由洗涤冷却管引入气化炉洗涤冷却室的水浴中。
大部分的灰渣冷却固化后，落入洗涤冷却室底部。
作者简介:高㊀翔(１９８６ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ主要从事煤化工生产技术管理工作ꎻａｂ￣ｇａｏｘｉａｎｇ＠１６３.ｃｏｍ壳牌下行水激冷气化技术的特点及工艺优化建议高㊀翔ꎬ陈元哲(陕西长青能源化工有限公司ꎬ陕西宝鸡㊀７２１４００)㊀㊀摘㊀要:阐述了壳牌下行水激冷气化技术工艺流程ꎬ分析了壳牌下行水激冷气化技术的主要特点ꎬ并与其他典型粉煤气化工艺技术进行了对比ꎻ同时ꎬ针对壳牌下行水激冷气化技术潜在的问题提出了工艺优化的建议ꎮ㊀㊀关键词:壳牌ꎻ气化技术ꎻ水激冷ꎻ工艺流程㊀㊀中图分类号:ＴＱ５４６㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６￣３５４８(２０１９)０９￣０００７￣０３㊀㊀煤气化装置作为现代煤化工产业链中的关键装置ꎬ具有投资大㊁可靠性要求高㊁对整个产业链经济效益影响大等特点[１]ꎮ目前国内外气化技术众多ꎬ各种技术都有其各自的特点和特定的适用环境ꎬ它们的工业化应用程度及可靠性不同ꎬ选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策[２]ꎮ陕西长青能源化工有限公司二期９０万ｔ/ａ甲醇项目是以陕西宝鸡郭家河煤为原料ꎬ采用目前成熟可靠的壳牌下行水激冷气化技术ꎬ生产以Ｈ２＋ＣＯ为主要成分的粗合成气ꎬ经变换㊁净化后作为生产甲醇的原料气ꎮ笔者分析了壳牌下行水激冷气化技术的主要特点ꎬ并针对其潜在问题提出了工艺优化的建议ꎮ１㊀壳牌下行水激冷气化工艺流程㊀㊀壳牌下行水激冷气化工艺流程见图１ꎮＵ￣１１００ 磨煤及干燥单元ꎻＵ￣１２００ 粉煤加压及进料单元ꎻＵ￣１３００ 气化单元ꎻＵ￣１４００ 除渣单元ꎻＵ￣１６００ 合成气洗涤单元ꎻＵ￣１７００ 初步水处理单元图１㊀壳牌下行水激冷气化工艺流程㊀㊀原料煤和助熔剂石灰石在磨煤及干燥单元经研磨㊁干燥之后ꎬ得到合格的煤粉ꎬ通过旋转和螺旋给料机送至粉煤加压及输送单元ꎬ常压的煤粉经并联的２个锁斗间歇充泄压后加压到气化所需的压力ꎬ然后通过４条煤线将煤粉送至气化单元ꎮ在气化单元ꎬ加压的煤粉与氧气㊁蒸汽混合物通过对置的４个煤烧嘴喷入气化炉的反应室ꎬ在高温㊁高压下瞬间发生反应ꎬ生成高温的粗合成气和熔渣ꎮ粗合成气和熔渣经激冷环㊁水喷嘴和下降管进入激冷室内被激冷降温ꎬ降温后的粗合成气被送至合成气洗涤单元ꎬ进一步洗涤除尘后送出界区ꎻ冷却的熔渣进入除渣单元ꎬ通过渣锁斗间歇充泄压后进入沉渣池ꎬ后经捞渣机排放至界区外ꎮ气化㊁排渣和洗涤单元的黑水送至初步水处理单元ꎬ经减压㊁降温㊁过滤㊁热量回收后ꎬ大部分工艺水回用至各排放单元ꎬ少部分排至界区外ꎬ以维持系统要求的固含量ꎻ黑水中所携带的细灰以滤饼的形式排放至界区外[３]ꎮ２㊀壳牌下行水激冷气化技术的主要特点２.１㊀多烧嘴设计技术特点２.１.１㊀成渣率高４个煤烧嘴采用带有一个小角度的水平对置布置ꎬ在气化炉膛内创造了一个气体旋转流状态ꎬ有效保证了生产的合成气和大量渣灰的分离ꎮ因此ꎬ在壳牌下行水激冷流程中能够得到一个非常高的成渣率(质量分数ȡ９０％)ꎬ粉煤灰组分中９０％(质量分数ꎬ下同)以上都以大渣块的形式排出ꎬ只有１０％以细渣和飞灰的形式进入黑水处理系统ꎻ而其他单烧嘴的干煤粉进料气化炉技术的成渣率一般都在５０％~７０％[４]ꎮ高成渣率意味着粗合成气中夹带更少的飞灰ꎬ即降低了下游水处理单元的负荷ꎮ２.１.２㊀运行可靠相比单烧嘴设计ꎬ多烧嘴能够避免气化炉由于一个烧嘴跳车而导致停车ꎬ从而保证更高的运行可靠性ꎮ如果一个烧嘴跳车ꎬ也可以通过调整其他烧嘴的负荷来控制气化炉的温度以及水冷壁的蒸汽产量ꎬ快速重建气化炉膛的稳定状态ꎮ只要能维持气化炉温度在设计允许的范围内ꎬ三烧嘴的长期运行也是可以的ꎮ三烧嘴运行能够保证接近于设计负荷的合成气量ꎬ当然ꎬ重新点燃跳车的烧嘴来重新恢复四烧嘴的运行也是很好操作ꎮ２.１.３㊀易于大型化多烧嘴设计也便于设备的超大型化ꎬ并可显著降低投资ꎬ节省成本ꎮ２.２㊀气化炉水激冷系统技术特点(１)壳牌通过特殊设计ꎬ将激冷环 藏 在水冷壁的后方ꎬ形成安全的 屏障 ꎬ确保合成气充分被冷却ꎬ防止工况波动时激冷环被损坏ꎮ(２)下降管的保护采用 三重防护系统 ꎬ主要包括:①通过激冷环在下降管的内侧生成一定厚度的液膜ꎬ形成对下降管的基本防护ꎻ②下降管内设置水喷嘴ꎬ对合成气进行冷却㊁液膜修补和飞灰捕集ꎻ③下降管采用水夹套结构ꎬ当下降管在非正常工况下运行形成局部干区时ꎬ能够有效地冷却ꎬ防止出现下降管变形及损坏ꎮ３㊀五种典型粉煤下行水激冷的气化技术对比㊀㊀目前ꎬ典型的粉煤下行水激冷气化技术有壳牌炉㊁航天炉㊁神宁炉㊁科林炉㊁东方炉ꎬ五种气化技术工艺原理大致相同ꎬ但在烧嘴结构㊁设备布置㊁设备选型和工艺设计方面各有差异(见表１)ꎮ表１㊀气化技术对比项目壳牌炉航天炉神宁炉科林炉东方炉烧嘴型式㊀四喷嘴对置(点火㊁开工一体化)㊀组合烧嘴顶置(点火㊁开工一体化)组合烧嘴顶置多烧嘴顶置(３＋１)组合烧嘴顶置点火方式负压点火负压点火正压点火负压点火负压点火水冷壁形式列管盘管盘管盘管列管㊀气化炉内壁浇筑料是否埋敷热电偶㊀无有无无有是否有长明灯无无有有无火检装置可视化可视化三合一三合一三合一副产蒸汽中压饱和蒸汽中压饱和蒸汽低压饱和蒸汽低压饱和蒸汽中压饱和蒸汽洗涤塔内件㊀上面填充鲍尔环填料ꎬ下面四层格栅板式塔盘ꎬ丝网除沫器ꎬ无下降管㊀六层固阀塔盘ꎬ旋流板除沫器ꎬ无下降管㊀三层泡罩ꎬ三层浮阀塔盘ꎬ旋流板除沫器ꎬ有下降管㊀两层泡罩ꎬ三层固阀塔盘ꎬ丝网除沫器㊀三层泡罩ꎬ三层固阀塔盘ꎬ旋流板除沫器ꎬ无下降管粉煤锁斗数量２１２２２给料罐出料方式下出料下出料侧出料下出料下出料合成气洗涤系统文丘里＋碳洗塔㊀文丘里＋旋风分离器＋碳洗塔㊀一级文丘里＋分离罐＋二级文丘里＋碳洗塔㊀文丘里＋旋风分离器＋碳洗塔㊀文丘里＋旋风分离器＋碳洗塔文丘里型式管式管式管式㊁可调对夹式对夹式４㊀壳牌下行水激冷气化技术工艺优化建议４.１㊀磨煤及干燥单元为了移走磨煤系统热循环气中的水分ꎬ达到系统合格的露点ꎬ将体积分数为２０％左右的热循环气放空ꎬ然后通过稀释风机补入新鲜空气ꎬ维持磨煤系统的循环气量ꎮ通过考察多家工厂后发现空气的不断补入ꎬ增大了磨煤系统热循环气中的氧体积分数ꎬ甚至触发联锁导致磨煤系统跳车ꎬ同时还存在煤粉自燃和爆炸的隐患ꎮ而空分系统运行时ꎬ精馏塔上塔上部引出的污氮气经过冷器㊁高压板式换热器㊁低压板式换热器复热出冷箱后将放空ꎬ并且氧体积分数小于３％ꎬ压力大于３０ｋＰａꎮ为了综合利用此污氮气ꎬ同时节省稀释风机的投资ꎬ降低热循环气中的氧体积分数ꎬ建议取消稀释风机ꎬ使用污氮气替代稀释风机和空气的引入ꎮ４.２㊀除渣单元壳牌煤气化技术除渣单元在气化炉激冷室与渣锁斗之间设计了渣收集罐ꎬ在渣锁斗进行泄压排渣时ꎬ气化炉产生的粗渣就先储藏在渣收集罐中ꎬ等渣锁斗排渣充压完成后ꎬ打开渣收集罐与渣锁斗之间的阀门ꎬ与气化炉连通ꎮ通过对多个壳牌运行工厂实地考察ꎬ当气化炉发生垮渣的异常情况时ꎬ在渣收集罐底锥处经常会出现堵渣ꎬ因为没有有效的在线处理方法而只能停车处理ꎮ通过对比发现ꎬ其他气化炉ꎬ如ＧＥ炉㊁航天炉㊁科林炉等气化技术ꎬ均未设计渣收集罐ꎬ即使发生堵渣现象时也能及时采用高压水反冲㊁倒转破渣机等有效手段进行在线处理ꎬ避免因堵渣而导致气化炉停车ꎮ因此ꎬ建议扩大气化炉激冷室的体积ꎬ取消渣收集罐ꎬ保证生产稳定运行ꎬ同时可减少框架高度ꎬ减少投资ꎮ４.３㊀初步水处理单元气化黑水经过闪蒸㊁冷却处理后流入澄清槽ꎬ在澄清槽内加入絮凝剂ꎬ黑水经过浓缩㊁沉降后ꎬ澄清槽底部灰浆被送至灰浆贮槽进一步浓缩ꎬ最终通过泥浆泵送出进行固液分离ꎮ建议取消灰浆贮槽ꎬ为了满足灰浆的浓缩时间ꎬ可适当将澄清槽扩大ꎮ这样做的好处有:(１)减少设备从而减少了投资和维护ꎻ(２)送往卧式螺旋离心机的灰浆不能太稠ꎬ太稠容易堵塞管线ꎬ会引起泥浆泵打量差和卧式螺旋离心机进料波动大而跳机ꎮ４.４㊀真空袋式过滤机壳牌以往均推荐使用真空袋式过滤机对澄清槽底部灰浆进行固液分离ꎬ通过考察近几年真空袋式过滤机的运行情况ꎬ发现真空袋式过滤机的滤布使用周期太短ꎬ平均每１.５个月就需要更换一次滤布ꎬ而且现场环境差ꎻ运行期间除盐水用量也比较大ꎬ一方面增加了气化污水的处理负荷ꎬ另一方面也增大了污水的处理成本ꎮ现有好几家壳牌运行厂家已完成了对气化黑水处理方式的改造ꎬ即采用卧式螺旋离心机对气化黑水进行处理ꎬ处理完成后的煤泥排至煤泥场ꎬ滤液回收至澄清槽ꎬ经沉降㊁澄清后再利用ꎮ为了降低运行成本和改善现场环境卫生ꎬ建议采用卧式螺旋离心机替代真空袋式过滤机对灰浆进行固液分离ꎮ５㊀结语㊀㊀通过分析壳牌下行水激冷气化技术的主要特点ꎬ并与其他典型粉煤气化工艺技术进行了对比ꎬ发现壳牌气化技术具有碳转化率高㊁粗渣和滤饼残碳含量低㊁成渣率高㊁多烧嘴对置易大型化等优点ꎮ同时针对壳牌下行水激冷气化技术潜在的问题ꎬ提出了工艺优化的建议ꎬ希望对今后设计类似装置有所帮助ꎮ参考文献[１]㊀许世森ꎬ张东亮ꎬ任永强.大规模煤气化技术[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２００６.[２]㊀唐宏青.现代煤化工新技术[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２００９.[３]㊀葛秀文ꎬ辛呈钦ꎬ李勇斌.惠生－壳牌下行水激冷气化技术及其首套商业装置的运行状况分析[Ｊ].煤化工ꎬ２０１５ꎬ４３(５):４￣７.[４]㊀田靖ꎬ李勇斌.惠生－壳牌下行水激冷气化炉的数值模拟[Ｊ].天然气化工(Ｃ１化学与化工)ꎬ２０１７ꎬ４２(２):９０￣９３ꎬ１２８.(收稿日期㊀２０１９￣０７￣０５)。
