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甲醇装置黑水系统产生结垢的原因分析及解决方案意见XXXX科技有限公司2014/5/26一、气化炉产生结垢的机理1、碳酸盐的生成煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应后，生成的工艺气中产生大量的二氧化碳与水形成HCO3-，HCO3-在高温下分解成CO32-与黑水中的Ca2+、Mg2+等离子产生CaCO3、MgCO3而析出，从而附着在炉壁或管道上形成结垢。
2、酸性物质的存在。
气化炉急冷室的水相中一般存在如干种酸性物质，按照酸性物质的强弱顺序依次为：盐酸（HCL）、甲酸(HCOOH)、碳酸(H2CO3)、氢硫酸（H2S）.由于煤中含有CL-、SiO2，以及煤浆燃烧、裂解反应后产生的CO、CO2、H2S等气体，在气化炉高温气化反应或急冷条件下，产生如下反应：2NaCL2+2SiO2+H2O=2NaSiO3+2HCLCO+H2O=HCOOHCO2+H2O=H2CO3H2+S=H2S因此，气化炉炉内的黑水呈强力酸性。
在酸性条件下，原煤中含有的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+与SiO3生成硅酸盐及硅酸盐晶体聚合物，形成沉淀析出，导致结垢形成。
二、气化炉结垢原因的分析1、工艺流程示意图去高压闪蒸在正常情况下，水系统的流向为：来自高压灰水泵的灰水及下游变换来的工艺冷凝液进入碳洗塔，碳洗塔水相中较澄清的灰水经激冷水泵进入气化急冷室，对高温灰渣激冷和工艺气进行初步洗涤后，从激冷室排出，与碳洗塔排出的黑水一同排往黑水处理闪蒸系统。
由于工艺冷凝及灰水的PH值均在8以上，因此在碳洗塔内对工艺气洗涤后所形成的黑水不易形成聚硅酸盐难溶性结垢，所有成垢物质均为在高温、碱性条件下产生的碳酸盐、硫酸盐结垢，而此类硬垢阻垢分散剂能有效阻止并延缓其结垢速度。
在碳洗塔上部较澄清的灰水，其PH值在7以上，作为气化炉的激冷水进入气化炉，对工艺气激冷及洗涤后，其PH值因酸性介质的影响而发生下降，随着气化炉运行时间的延长，黑水的酸性进行积累，其PH值始终维持在5以下，因此，在酸性、高温、高压条件下，煤中燃烧、溶出的二氧化硅氧化成硅酸、硅酸在酸性条件下产生聚合并与水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等生成类似于长石的硬垢。
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。
多喷嘴对置式气化炉因窜气炉壁超温的探讨摘要：兖矿集团、华东理工大学共同承担了国家“863”重大课题“新型水煤浆气化技术”，进行多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化示范，论文介绍了因窜气炉壁超温，为多喷嘴对置式气化炉安全稳定长周期运行奠定了基础。
关键词：超温窜气压差一、引言多喷嘴对置式水煤浆气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备；分级净化的煤气初步净化工艺；蒸发分离直接换热方式渣水处理及热回收工艺，气化装置二开一备，气化压力4.0MPa，日处理1000吨精煤，每小时生产150kNm3煤气，合成气中有效气成分（CO+H2）高达84.9%，比其它类型煤浆气化炉高2～3个百分点，碳转化率高，渣中可燃物、气化效率、有效气成份、单耗各等方面均优于德士古技术。
但多喷嘴对置式气化炉运行期间的因窜气导致的炉壁超温，影响到整个生产系统的长周期运行。
二、操作温度的影响1.操作温度过低操作温度的选择在保证液态排渣的情况下，尽可能选择稍低温度操作，达到“以渣抗渣”，保护和延长耐火砖使用寿命又做到经济运行。
近几年，我厂炉况运行稳定，2012年3月初因系统煤种试烧更换频繁，煤种较多灰熔点波动较大，首先捞渣机渣量大，中控捞渣机电流较高，造成捞渣机脱轮，四小时后发现压滤机滤饼带细渣，沉降槽耙料器电流随之升高，渣口压差由0.02mpa升至0.05mpa，紧接着炉壁超温最高达到350℃，并且超温点八层九层分布不均，灰熔点分析滞后，操作经验不足是导致炉壁超温的直接原因，在实际操作过程中，窜气多发生在煤质出现波动（主要指高灰熔点煤的混入）之后。
高灰熔点熔渣在较低的操作温度下流动性极差，会使气化炉渣层出现凹凸不平等极不规则的形态，部分合成气会垂直冲刷向火面，原低灰熔点渣层被很快熔掉，合成气具有的动能使通道两端的微弱压差得以实现，造成窜气，气化炉操作温度一般控制在超过灰熔点50-100℃，才能保证煤充分气化、熔渣能顺利排出。
2.渣口堵渣温度过低，渣口压差大了渣口小了产生了阻力压差，灰渣不能顺利排出，造成渣口堵塞，在正常操作时，应保持压力稳定，避免压力波动，由于操作温度过低灰渣粘温特性差，液态渣在流动过程中随着温度的降低，粘度直线上升、灰渣流动性减弱，形成挂渣，堵塞渣口，在正常生产的过程中，如果出现CO含量增大，CO2含量减少，CH4含量上升，就可以判断炉温偏低，应及时调整工况，在现实操作中，长时间渣口压差大就会造成窜气。
四喷嘴气化炉带灰原因分析及处理措施摘要：渣口压差作为气化炉一项重要监控工艺指标，该指标反应气化炉压力与合成气出口压力之差。
当该值升高时，应引起操作人员的注意，分析判断该值指示的是否为真实值，根据不同工况做出相应的工艺处理，保证气化装置的稳定运行。
关键词：渣口；压差；熔渣；措施1前言煤炭气化是以煤或焦煤为原料，通过化学反应将固体煤或焦煤中的可燃部分转化为气体燃料的化学过程。
在众多煤炭利用方式里，煤炭气化因其较高的碳转化率和能量转化率，已经成为仅次于煤炭直接燃烧发电的使用量。
煤炭气化技术不仅可以提高煤炭的利用率，还可以进一步提高燃料的安全性。
2煤炭气化技术的种类及其应用按气固相间相互接触的方式不同，气化技术主要分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术等，每种气化技术都因其特有的技术特点具有各自的优缺点。
2.1固定床及移动床气化技术该技术主要包括常压固定床气化、加压固定床气化。
具有代表的炉型有两段炉、UGL型水煤气炉等。
常压固定床气化技术主要在一些中小型化肥厂中使用，约生成中国合成氨产量的60%以上，但合成氨也会给工程的安全带来不利的因素，对钢材的腐蚀性较高，也会削弱设备的机械性能。
随着新型煤气化技术的不断开发，该种炉型已经被发改委列为非鼓励技术。
常压固定床气化技术未来的发展方向应不断提高自身的使用效率、减少污染。
而加压固定气化技术相较上一种技术来说，其应用效果非常客观。
其具有高气化效率、可使用较高灰分和高灰熔点的煤等优势特征，因此在大型煤化工制油、化工品等基地中，加压固定床气化技术得到广泛应用。
2.2流化床气化由于流化床气化工艺可以使用小粒度块煤，煤种限制小，气化强度大，因此有较高的生产效率，降低生产成本。
常见炉型主要有鲁奇炉、U-gas以及现在具有超高市场占有率的科达炉。
流化床技术主要包括常压流化床技术和加压流化床技术。
该种技术在中小煤化工厂以及氧化铝行业中具有较好的使用效果。
其在生产燃料和合成氨等方面对煤的适应性较好。
