殼牌煤氣化爐的設(shè)備特性及技術(shù)管理探討

夏正峰 孫中華（河南龍宇煤化工有限公司，河南 商丘 476600）

殼牌煤氣化爐的設(shè)備特性及技術(shù)管理探討

夏正峰 孫中華（河南龍宇煤化工有限公司，河南 商丘 476600）

國(guó)家的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新，殼牌煤氣化爐技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中產(chǎn)生了極大的積極影響作用。本文主要對(duì)殼牌煤氣化爐的應(yīng)用情況、相關(guān)面臨問(wèn)題等進(jìn)行闡述，著重說(shuō)明激冷氣壓縮機(jī)、飛灰過(guò)濾器及煤粉輸送系統(tǒng)的盤(pán)閥等關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，徹底改變了殼牌煤氣化裝置運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行周期短，設(shè)備損壞頻繁等制約裝置運(yùn)行的問(wèn)題。

殼牌煤氣化爐；設(shè)備特性；技術(shù)管理探討

殼牌煤氣化爐技術(shù)引入中國(guó)歷時(shí)已久，為相關(guān)的生產(chǎn)工作提供了巨大的支持動(dòng)力，但同時(shí)在其發(fā)展過(guò)程中也面臨著著諸多的考驗(yàn)與問(wèn)題，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的刻苦鉆研，特別是關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化讓殼牌煤氣化爐技術(shù)的發(fā)展有了新的征程，事物的發(fā)展是變動(dòng)的，殼牌煤氣化爐技術(shù)的引進(jìn)也經(jīng)歷了長(zhǎng)久的發(fā)展歷程，但在其改變的過(guò)程中不乏有技術(shù)的創(chuàng)新和升華，這離不開(kāi)相關(guān)研究者技術(shù)上的支持和研究。

1 煤氣化爐的相關(guān)類(lèi)型

1.1 固定床氣化爐

以煤或焦煤為原料，一般從氣化爐頂部加入，依次從氣化爐的底部加入氣化劑，其使用過(guò)程有固定和移動(dòng)兩種性能，所以也被稱為移動(dòng)氣化爐。固定氣化爐以其簡(jiǎn)單、可靠的使用特點(diǎn)被用于廣泛的生產(chǎn)使用過(guò)程中，但其耗能較大，排放量也居于前列，不適用于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的新時(shí)期。

1.2 流化床氣化爐

與固定氣化爐的生產(chǎn)及使用不同，流化床氣化爐的使用原料以水蒸氣和氧氣為主，氣化過(guò)程較為徹底，能夠在高溫作用下進(jìn)行快速的氣化反應(yīng)，同時(shí)經(jīng)過(guò)有效的過(guò)程后，可以進(jìn)行回收再利用，使用過(guò)程結(jié)果可以提高談的轉(zhuǎn)化率，排灰系統(tǒng)也較為方便實(shí)用。

1.3 氣流床氣化爐

氣流床氣化爐采用并流式的氣化方式，原材料有較大的提升，主要以水煤漿、干煤粉為主，隨著使用過(guò)程中顆粒的氣化過(guò)程，完成固體顆粒的“氣流輸送”過(guò)程，所以被稱為氣流床氣化。

殼牌干煤粉氣化技術(shù)原料為干煤粉，采用氣流床加壓氣化、液態(tài)排渣，其采用加壓二氧化碳?xì)怏w輸送干煤粉，氣化溫度約1400～1600℃，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上，與水煤漿氣化相比氧耗較低。

2 殼牌煤氣化爐設(shè)備特性

2.1 高溫高壓和保護(hù)作用

煤氣化爐的生產(chǎn)過(guò)程要保證基本的使用質(zhì)量，殼牌氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無(wú)耐火磚襯里，能夠承受高溫高壓的使用，維護(hù)量較少，體現(xiàn)了良好的工藝技術(shù)。同時(shí)，在使用過(guò)程中，殼牌煤氣化爐固化的熔渣層能夠?qū)γ簹饣癄t的內(nèi)壁起到很好的保護(hù)作用，防止被侵蝕。

2.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)技巧

殼牌煤氣化爐的設(shè)計(jì)要素較多，對(duì)設(shè)計(jì)材料的要求也有一定的標(biāo)準(zhǔn)。殼牌煤氣化爐是先進(jìn)的煤氣化設(shè)備，由內(nèi)件和外殼組成，外殼只承受高壓，不承受高溫。氣化爐內(nèi)件由燃燒室、下部渣收集室、頂部激冷室組成；氣化爐采用4個(gè)燒嘴對(duì)稱布置。采用廢熱鍋爐回收高溫合成氣顯熱，合成氣冷卻器內(nèi)部有多組水管式換熱器。氣化爐內(nèi)件要承受高溫高壓和粉塵的沖刷，為避免換熱器上的粉塵積累和結(jié)垢，安裝有氣動(dòng)振打除灰器。同時(shí)，殼牌煤氣化爐在生產(chǎn)過(guò)程中采用特殊的安裝方式，能夠使煤氣化爐的生產(chǎn)更加標(biāo)準(zhǔn)。

3 殼牌煤氣化爐技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

3.1 將殼牌煤氣化爐技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化

殼牌煤氣化爐技術(shù)的引進(jìn)已經(jīng)逐漸適合中國(guó)生產(chǎn)工作的研究，但總體來(lái)看依然有待研究的相關(guān)技術(shù)需要進(jìn)一步的創(chuàng)新。例如，將殼牌煤氣化爐技術(shù)向國(guó)產(chǎn)化方向發(fā)展，提升國(guó)產(chǎn)技術(shù)要求，生產(chǎn)相適應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)備，同時(shí)降低生產(chǎn)技術(shù)的投資應(yīng)用。1、提高激冷比。激冷比較低時(shí)，合成氣中的飛灰仍然帶有一定的粘性，粘附在合成氣冷卻器的表面，導(dǎo)致?lián)Q熱效果降低，出口溫度升高。確保在高負(fù)荷時(shí)有足夠的激冷比在1.2以上。2、飛灰過(guò)濾器濾芯國(guó)產(chǎn)化。由于陶瓷濾芯自身固有的缺陷，造成高溫高壓飛灰過(guò)濾器的運(yùn)行不確定性，且存在猝然失效的風(fēng)險(xiǎn)。將陶瓷過(guò)濾元件更換為Fe3Al過(guò)濾元件。Fe3Al金屬間化合物等具有優(yōu)良的抗氧化和耐硫腐蝕能力，它們?cè)?00～800℃條件下工6000h以上，仍保持完好。3、煤粉鎖斗到粉煤給料倉(cāng)控制閥的球閥更換為盤(pán)閥。盤(pán)閥是通過(guò)滑動(dòng)圓盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的一種快開(kāi)快關(guān)閥門(mén)。其設(shè)計(jì)針對(duì)帶有磨損、沖蝕性的物料，它能在惡劣的工況下連續(xù)長(zhǎng)期的正常工作，它的壽命要比其他閥門(mén)長(zhǎng)好幾倍。

3.2 提升殼牌煤氣化爐技術(shù)工藝手段

對(duì)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行更好的完善及創(chuàng)新。以往將氮?dú)庖肓廨斔图夹g(shù)中，雖然起到了一定的技術(shù)效果，但是結(jié)果會(huì)損失大量的有效氣體。所以新時(shí)期殼牌煤氣化爐技術(shù)氣力輸送中可以采用二氧化碳的加入，二氧化碳代替氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行氣力輸送，可以有效的完成力氣輸送作業(yè)，在一定程度上促進(jìn)節(jié)能減排工作的推進(jìn)，同時(shí)增加產(chǎn)量和能效。

4 結(jié)語(yǔ)

可以說(shuō)，殼牌煤氣化技術(shù)的引進(jìn)對(duì)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有里程碑的意義，同時(shí)，多年來(lái)殼牌煤氣化技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了我國(guó)煤化工及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展殼牌煤氣化技術(shù)運(yùn)行周期相對(duì)來(lái)說(shuō)較長(zhǎng)，也為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了良好的保證，但在其發(fā)展歷程中，會(huì)面臨更多需要解決的問(wèn)題，需要研究人員投入更多的精力來(lái)提升技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。殼牌煤氣化爐技術(shù)要想發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)，需要一定的理論支撐及科學(xué)研究，在新時(shí)期，為生產(chǎn)操作人員提供更加智能的服務(wù)是殼牌煤氣化爐技術(shù)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵一步。

[1]郭丹.殼牌煤氣化爐的設(shè)備特性及技術(shù)管理[J].化肥設(shè)計(jì),2014,03:29-32.

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