論多噴嘴對置式水煤漿氣化技術進展及應用

牟連維

摘?要：多噴嘴対置式水煤漿氣化技術屬于我國自主研發的大型煤氣化技術，其核心就是實現煤炭的清潔化和高效化。基于此，本文從噴嘴対置式水煤漿氣化技術的應用出發，并分析氣化爐壓力控制、蒸發熱水塔結構優化以及運行狀態等技術的應用，借助多噴嘴対置式水煤漿氣化技術進展和應用分析，以期為能源高效化應用提供幫助。

關鍵詞：對噴嘴;対置式水煤漿氣化爐;壓力控制;熱水塔

多噴嘴対置式水煤漿氣化技術最開始由華東理工大學與袞礦集團共同開發，是我國“863”項目，同時在“九五”期間完成中試研究。此技術具有安全性高、操作靈活的特點，通過采用此技術與傳統煤種的引進水煤漿氣化技術相比，此技術能夠節約氧氣約11%，節約煤2.1%，由此可見多噴嘴対置式水煤氣化技術的應用對相關企業具有重要幫助。

一、多噴嘴対置式水煤漿氣化技術的應用

多噴嘴対置式水煤漿氣化技術從首套千噸級示范裝置，到現在單爐最大規模已經為3000噸級，目前單爐日處理煤量主要分為1000噸、1500噸、2000噸以及3000噸的規模系列化，其中操作壓力分為6.5MPa、4.0MPa以及1.5MPa等不同等級。多噴嘴対置式水煤漿氣化裝置金屬殼內徑也分為多種尺寸，其從2.80m至4.20m之間不等，其發展和更新速非常快，并且隨著技術的不斷優化，其日處理煤量也逐漸增加。

二、多噴嘴対置式水煤漿氣化技術要點分析

（一）氣化爐壓力控制

由于氣化爐在投產后高溫區距離拱頂較近，煤漿與氧氣對撞后會形成向上的氣流，拱頂耐火磚在受到高溫和氣流的沖擊后，引起拱頂耐火磚蝕損速度較快，從而造成使用壽命過短。對此相關技術人員需實施以下措施：首先，適當加大燒嘴的外環氧通道間隙，控制氧氣的噴口速度在100至110m/s之間，在保證霧化效果的情況下，適當降低上升氣流速度，從而降低對拱頂耐火磚的沖擊，達到延長耐火磚使用壽命的目的;其次，對氣化爐的負荷進行適當降低，并提高氣化爐的操作壓力，此操作便于將燒嘴外環氧氣的噴口速度控制在100至110m/s之間。同時操作人員還需要對壓力負荷等進行適當調整，從而保證設備的正常運行;最后，操作人員還需要對原料煤的質量和煤漿質量進行嚴格控制，確保原料煤的熔點以及煤漿濃度的穩定，避免對設備的正常運行造成影響。

（二）蒸發熱水塔結構優化

在多噴嘴氣化過程中蒸發熱水塔屬于渣水處理系統中核心設備，其主要工作流程就是將氣化初步凈化系統的渣水經過減壓后導入蒸發熱水塔的蒸發室中，為了使灰水最大程度的升溫，在工作中需要蒸發室中的蒸汽進入熱水室，并與循環灰水進行直接接觸，達到換熱的效果。在運行中極易出現填料段積灰以及帶水等現象，從而造成熱回收效率低下，并且還會存在停車檢修過程中填料清理困難等問題。對此需要采用以下措施進行處理：首先，將旋流流動、閃蒸相變以及直接換熱三個環節耦合在同一個塔器內，其優勢在于含渣黑水處理系統簡單、操作彈性寬等優勢，從而保證含渣黑水的熱量回收效率較高，將系統的熱量進一步綜合利用;其次，采用旋流閃蒸將粗合成氣的黑水液態水閃蒸為蒸汽，把黑水中的酸性氣體以及不凝性氣體通過閃蒸進行脫除，從而有效提高灰水水質。

（三）運行狀態

現階段多噴嘴対置式氣化技術多采用系統化運行方式，在生產過程中負荷一直在97%左右，并且考核期間原料煤指數與設計煤種指數相差不大，各項數據均處于正常狀態。詳見下表。在實際工作中，一般采用多噴嘴氣化技術實現一對燒嘴帶壓投料的優勢，從而保證切換過程中安全。氣化爐在生產中具有以下兩個特點：第一，氣化爐負荷，氣化爐屬于目前我國單爐處理能力最大的水煤漿氣化爐，其設計生產合成氣高達?118000m?3?/h，?其日產合成氨高達1300噸，并且實際生產中產能也能達到1300噸每天;第二，運行過程中系統穩定性比較高，并且具有操作靈活的特點。由于其采用四個進料系統，因此其抗干擾能力比較強;運行中帶壓連投技術的應用，若出現單個進料系統故障，則只需要停止一對燒嘴即可，另一對燒嘴不會受到影響，在解除故障后，則只需要停運燒嘴就可以實現在線投入運行，有效降低了整個系統的停運風險;同時還具有負荷調節靈活的特點，在煤漿進料過程中具有同步等量的優勢，同時操作人員還可以控制每個燒嘴的氧氣，從而起到調節作用。

三、結語

綜上所述，多噴嘴対置式水煤漿氣化技術經過最近幾年的推廣和應用，其技術成熟度、安全性、碳化轉化率等多種指標得到了明顯優化，其日處理煤量也得到了大幅度的提升。經過對上文分析可得，在使用多噴嘴対置式水煤漿氣化技術裝置過程中，相關技術人員需要適當加大燒嘴的外環氧通道間隙，同時對水塔結構進行有效，從而保證設備的正常運行;因此多噴嘴対置式水煤漿氣化技術進展及應用能夠充分應用到企業生產中來。

參考文獻：

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