四噴嘴對置式水煤漿氣化裝置的優(yōu)化與改進

李帥 姚亞南 孫向峰（陜西未來能源化工有限公司，陜西榆林 719000）

四噴嘴對置式水煤漿氣化裝置的優(yōu)化與改進

李帥 姚亞南 孫向峰（陜西未來能源化工有限公司，陜西榆林 719000）

隨著科技的逐步發(fā)展，多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置也逐漸向更加良好的運行狀態(tài)，越加先進的工藝指標，愈加靈活的操作控制手段發(fā)展。但是，科技無止境，為了使該氣化設備可以達到更好的經(jīng)濟效益，擁有更高的工作效率，本文在該氣化裝置上關于預熱口封堵磚、工藝燒嘴頭部的保護、振動篩換型、過濾機換型等方面的優(yōu)化和改進做了進一步地探討。

四噴嘴對置式；水煤漿氣化裝置；優(yōu)化與改進

其實，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術以其潔凈高效的優(yōu)勢已然成為了許多行業(yè)的共性技術、龍頭技術和關鍵技術。但是，在該氣化裝置實際的投入使用過程中出現(xiàn)了拱頂超溫、燒嘴難拆等現(xiàn)象。本文將結合個別企業(yè)的工業(yè)示范，為四噴嘴對置式水煤漿氣化裝置的優(yōu)化與改進提出一些建議。

1 氣化流程分析

水煤漿氣化是在復雜的反應條件下，因流體流動以及其在傳遞過程中的規(guī)律而發(fā)生的化學反應的過程。在整個反應過程中，主要是氧氣與煤漿歷經(jīng)四個工藝燒嘴霧化在設備中發(fā)生了部分氧化反應，得到了粗合成氣產(chǎn)物、熔渣以及反應不完全的碳，后兩者之后再與洗滌冷卻水共同進入到氣化爐的洗滌冷卻室之中。但是，粗合成氣則是經(jīng)由冷卻以及初步的洗滌之后排出了氣化爐。最后，熔渣在固化之后定期的對其進行排出處理，并運輸至存儲界區(qū)，而粗合成氣經(jīng)過一系列的處理后送至變換、凈化系統(tǒng)。

除此之外，系統(tǒng)黑水在進入到蒸發(fā)熱水塔之前需要先經(jīng)過減壓，使閃蒸之后的蒸汽直接性的與灰水接觸，之后再經(jīng)由換熱以及分離燃燒等處理。已經(jīng)處理過后的黑水流入澄清槽中進行下一步的處理，即固液分離，固態(tài)物質(zhì)含量較少的灰水可以循環(huán)使用。而位于澄清槽底部含固較高的黑水經(jīng)由壓濾系統(tǒng)的處理之后，濾餅會運至界外，而濾液則成為煤漿的原材料。

2 氣化裝置改進前狀況

以以下部分為例，對氣化裝置在改進之前的工作狀況進行一系列的說明。

對于氣化爐頂部預熱口封堵磚而言，作為氣化爐耐火磚中最薄弱的環(huán)節(jié)，其使用壽命對于氣化爐拱頂磚壽命有著直接的影響，并且其效果制約著氣化爐安全穩(wěn)定的長周期運行。然而，在原本的設計中封堵磚被設計為圓柱體，密封面小，從而容易導致封堵磚破損脫落，引起了氣化爐頂部超溫的發(fā)生。

而工藝燒嘴作為氣化系統(tǒng)的關鍵設備，其運行狀況影響著整個氣化裝置的效益以及運行效果。燒嘴由于其惡劣的工作環(huán)境，使得其使用壽命較為短暫，而一般性的保護措施則是在頭部設置冷卻水系統(tǒng)。但是，即使這樣，燒嘴在裝置的運行過程中依舊遇到了困難。例如燒嘴冷卻水盤管遭遇腐蝕，燒嘴的拆卸不易執(zhí)行等。這些問題對燒嘴的霧化產(chǎn)生了一定的影響，甚至還有可能導致裂紋或外漏。

煤漿振動篩作為在整個工藝設計中保障煤漿質(zhì)量的最后一道屏障，同樣需要一定的改進來優(yōu)化設備的整體效果。由于在煤漿中較大顆粒的存在，所以極易導致高壓煤漿泵跳車、氣化爐停車現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而造成經(jīng)濟損失，也減緩了工作進程。

壓濾機作為固液分離的主要設備，主要功能就是對黑水進行固液分離，但是，同時也是渣水處理的重要組成部分，其工作質(zhì)量對設備的環(huán)保排放產(chǎn)生了一定的影響。改進前的設備多數(shù)都需要在使用過程中使用大量的絮凝劑，同時還會經(jīng)常有濾布跑偏現(xiàn)象出現(xiàn)。

3 氣化裝置的改進以及改進后狀況

針對封堵磚所存在的隱患，對其進行再一次的設計，可以通過變更封口磚原本的圓柱形為圓錐形，由自由沉降式代替原本的固定式的密封形式這兩種方法，來有效的減少串氣現(xiàn)象的出現(xiàn)。并且，隨著材料學的發(fā)展，封堵磚的性質(zhì)也已經(jīng)有了更好的改變，所以我們同樣也可以通過改變封堵磚的材質(zhì)來增進其性能。在對封堵磚進行改進之后，封堵磚已經(jīng)不再對設備的長周期運轉(zhuǎn)構成威脅，縮短了氣化設備的工作進程，對公司的工作效益也有一定的影響。

對于燒嘴現(xiàn)階段所存在的問題，可以在其頭部包裹一層材料，從而延長其使用壽命，同時也可以憑借燒嘴室的大小來調(diào)節(jié)其尺寸，來確保燒嘴頭部與耐火磚之間的縫隙盡可能減小，從而減少間隙中飛灰的存在，除此之外，隔絕爐內(nèi)腐蝕性氣體的腐蝕傷害也會減輕。對于燒嘴冷卻水拆卸困難的問題，可以通過減少其盤管的圈數(shù)來實現(xiàn)，同時還可以有效的防止因外力影響而對水室端蓋角焊縫造成損傷現(xiàn)象的發(fā)生。在對燒嘴進行改進之后，會發(fā)現(xiàn)錐底積存的固態(tài)顆粒數(shù)量明顯下降，從而減輕了系統(tǒng)的清理工作量，減少了人工勞動，離實現(xiàn)全機械化發(fā)展更近一步。

對于振動篩暴露出來的問題，可以通過轉(zhuǎn)變機型來達到更理想的工作效果。通過考察發(fā)現(xiàn)，可以將振動篩轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)篩，以確保其運轉(zhuǎn)能夠更加穩(wěn)定，從而達到更好的經(jīng)濟效益。在對煤漿振動篩進行換型工作之后，可以有效的避免由于煤漿質(zhì)量而導致的氣化爐停車和煤漿波動等現(xiàn)象的發(fā)生，從而有效的減少了經(jīng)濟損失，也提高了工作效率。

從經(jīng)濟效益和生產(chǎn)需求的角度考慮，可以用真空過濾機代替原本的過濾機的機型。真空過濾機從經(jīng)濟和生產(chǎn)這兩方面看來，相比較原本的機型，有著更大的優(yōu)勢。但是在其使用時間過長之后，卻會出現(xiàn)過濾機機架被腐蝕、濾布跑偏、打皺等現(xiàn)象，所以還需進行更合理的改進與優(yōu)化。

4 結語

此次對于四噴嘴對置式水煤漿氣化裝置的優(yōu)化與改進的研究，雖然在一定程度上減輕了原有問題，但是，也隨之暴露出來一些新的難題，所以對于工藝管理上的探討是沒有止境的，只有更好的設備，沒有最好的設備。當然，經(jīng)過以上的初步改進之后，該氣化裝置有了一個更好的工作狀態(tài)，工藝指標也有了質(zhì)的飛躍，操作以及控制手段也更加的靈活先進，同時也確保了運轉(zhuǎn)的安全性與穩(wěn)定性，增強了設備的經(jīng)濟效益。