水煤浆水冷壁气化炉与耐火砖气化炉比较

李 娟（山西阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司临猗分公司 山西临猗044100）



水煤浆水冷壁气化炉与耐火砖气化炉比较

李 娟
（山西阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司临猗分公司 山西临猗044100）

山西阳煤丰喜（集团）临猗分公司有4套气化装置，日常生产中3开1备；其中前3套为清华大学、北京达立科开发的非溶渣-溶渣分级气化耐火砖炉，单炉日处理原煤750 t，分别于2006年1月、2008年5月及2010年6月一次性投料成功；第4套为水煤浆水冷壁气化炉，由阳煤丰喜集团、清华大学、北京达立科、北京航天十一所、华陆工程设计院、太原锅炉厂、西安核工业设备公司、盈德气体等各领域多方专家，通过多年开发、实践与施工，于2011年8月22日一次投料成功，单炉日处理原煤600 t，属于世界首台水煤浆水冷壁气化装置。各台气化炉运行压力4.0 MPa，粗煤气中φ（CO+H2）＞80%。

1　气化炉燃烧室的构造

耐火砖气化炉采用3层不同类型耐火砖隔绝外界与气化炉膛内的高温，日常满负荷运行中，气化炉表面热偶温度为240℃左右。耐火砖磨损大，需要定期更换，耗资、费时。

水冷壁气化炉采用列管状的水冷壁夹套（夹套列管中走热脱盐水）隔绝外界与气化炉膛内的高温，日常满负荷运行中，气化炉表面热偶温度为110℃左右，同时副产约1.2 t/h蒸汽。水冷壁夹套在停车后可自主检查、维修。

2　对煤质的要求

耐火砖气化炉要求烟煤灰熔点低于1 250℃、成浆性好、煤的粒度＜0.5 mm，否则气化炉炉温太高，耐火砖磨损严重；不可以使用三高煤（高灰分、高灰熔点、高硫），否则气化渣口容易堵塞。

水冷壁气化炉要求烟煤的灰熔点低于1 400℃、成浆性好、煤的粒度＜0.5 mm，可以使用三高煤。

3　装置的投料

3.1烘炉、投料

耐火砖气化炉投料前需用弛放气、蒸汽、空气烘炉蓄热约96 h。点火烘炉和换烧嘴为人工操作，而投料程序控制全自动化。换烧嘴时，停止烘炉，此时炉温下降较快，投料时间紧迫。

水冷壁气化炉投料前需用弛放气、氧气烘炉约1 h。采用独特的组合式一体烧嘴，点火与投料过程的逻辑程序自动切换，实现点火投料全自动化，确保炉温稳定。

3.2人员配置

耐火砖气化系统准备投料前，配置总控人员2人，现场工作包括换烧嘴、切水、置换倒盲板5块，换烧嘴1只；辅助开车人员10～13人。

水冷壁气化系统准备投料前，配置总控人员2人，现场工作包括倒盲板1块，不需换烧嘴、切水；需辅助开车人员2～3人。

3.3停车烘炉

耐火砖气化系统若遇外工段紧急停车，停车后无需重新烘炉，可快速连投。

水冷壁气化系统若遇外工段紧急停车，停车后需要重新烘炉，进行投料。

4　装置停车

耐火砖气化系统停炉后，炉膛需用蒸汽和预热水降温3～4 d，后方可进行常规检修。水冷壁气化系统停炉后，炉温会很快降下，即可停止所有运转设备，进行常规检修，不再有任何消耗。

5　安全系数

耐火砖气化炉烧嘴冷却水系统运行压力为2.0 MPa，低于气化炉系统运行压力（3.8 MPa）。若烧嘴泄漏，气化炉内高温火焰和合成气有可能外喷，造成人员伤亡及设备损坏。

水冷壁气化炉冷却水系统运行压力为4.2 MPa，高于气化系统运行压力（3.8 MPa）。若水冷壁系统、烧嘴及各盘管泄漏时，冷却水会泄漏进入气化系统内，并有安全保障，对生产基本没有影响。

6　挂渣情况

耐火砖气化炉挂渣分布较均匀，厚度较厚；水冷壁气化炉挂渣分布均匀，厚度较薄。

7　消耗不同

耐火砖气化炉比氧耗400 m3（标态），比煤耗550 kg，渣中可燃物质量分数在10%以下。

水冷壁气化炉比氧耗440 m3（标态），比煤耗550 kg，渣中可燃物质量分数在8%以下。

8　环保达标

耐火砖气化炉和水煤煤水冷壁气化炉系统黑水排放后都经过二级闪蒸处理，闪蒸气送往精馏系统和小区供暖系统利用，黑水经絮凝剂处理后回流循环利用，少量排放水经车间微涡流系统处理后，出口水中悬浮物≤50 mg/L，经污水处理厂生化处理后即可达到环保排放标准，基本都能达到三废零排放。

收稿日期（2015-01-04）