德士古气化炉带水问题探讨

牛得草 王瑜

摘要：本文主要针对德士古气化炉组成部分和优势进行介绍，分析了当前德士古气化炉带水问题影响因素，并提出了一些应对策略，希望能够对相关人员有所帮助。

关键词：德士古;气化炉;带水问题;探讨

1.德士古气化炉组成部分及其优势

德士古水煤浆气化装置的核心设备是气化炉，其主要组成部分为激冷室和燃烧室，激冷室主要设计的构建有激冷环、下降管以及上升管等。

与普通气化炉相比，德士古气化炉有着以下优势：

（1）具有环保性

在具体生产中，由于气化炉有着较高温度，通常情况下，不会出现对环境产生危害物质，排出的氨氮等物质在处理上比废水更容易，而且有着较低成本。与此同时，气化系统能够实现水资源重复利用，有效降低废水量排放，降低了处理难度。此外，在对水煤浆进行配制时，可以使用工厂生产的有机废水，实现水资源循环使用。

具有安全性

德士古气化炉主要采用湿法对煤进行磨制，将煤、水和添加剂加入磨煤机，可以避免产生爆炸等情况，想对于传统干磨法，有着极大安全性。

2.德士古气化炉带水问题相关分析

以某公司现有德士古气化炉装置为例，其生产强度每小时为98000Nm3合成气量，激冷水气化产生的保护水蒸气每小时为62000Nm3，两者合并总气量为每小时16000Nm3，也就是德士古气化炉在1250℃与6.5MPa环境下，产气量为每小时16000Nm3。上升管与下降管环隙面积是0.799m2，合成气于两者之间流速每秒为21.75m，如图1所示：在实际运行过程中会出现一系列问题，本文主要以该案例为主，对相关带水问题进行分析。

2.1气化炉温度

德士古气化炉在实际运行过程中，要对温度进行有效控制。通常情况下，炉内温度提高能够确保气化反应有效性，实现反应率、转化率有效提高。但当温度超过一定标准，就会使得总气量与气流速度升高，从而使得激冷水中饱和水蒸气气量上升致使其热负荷出现增大现象。在炉内温度过低的条件下，就会提高粗渣含碳量，降低产气量，使得碳转化率无法达到正常标准，排渣系统出现堵塞。

2.2气化炉负荷

激冷室带水会受到气化炉负荷方面的影响，一旦气化炉负荷出现升高，就会使得实际压力与通气量增大，由于管道直径是固定的，压力增大，就会使得气流速度增加，超过相关参考系数后，将把液体带出激冷室，从而发生带水现象。由于受高温合成气影响，激冷室会产生沸腾传热，液体过热程度受到蒸汽温度与加热面问题产生的温度差作用，出现对流传热，主要表现在液体沸腾随着温度差变化而变化，如果只是轻微沸腾，那么温差就很小，如果沸腾严重，那么温差就很大。温差太大，会使得传热系数与热流密度升高，产生泡核沸腾传热想象，温差达到一定临界值，蒸气泡就会有明显提高，形成蒸气膜，这样传热系数就会很低，被称作膜状沸腾传热，在此过程中，就会产生激冷室带水现象。因此，气化炉带水问题主要是因为负荷较大，使得激冷室出现膜状沸腾传热情况，降低传热效果，导致较多水被带走。

2.3原料煤质量

影响带水问题除乐气化炉温度与负荷，也离不开原料煤质量，其主要包含原料煤黏温特性、反应活性以及灰熔点等，是带水问题得以解决的关键点。煤灰黏温特性对生产最终效果有着重要作用，而且在生产过程中，煤灰软化及流动温度都要符合具体标准，如果出现一些物质含量超标，会导致更多细灰出现，降低凝固速度，伴随着合成气进入下降与上升管空隙中，产生阻塞。比如：延长榆林煤化公司本部原料煤煤种变化较为频繁，原料煤灰熔点方面，波动比较大，会对气化炉温度造成一定影响，主要是会使温度波动范围变大，而掺烧的高硫煤成浆性较差，内水和灰分含量较大。需要在实际运行过程中，加强煤种变化的监督，及时调整气化炉实际运行工况。

3.德士古气化炉带水问题解决措施

3.1合理选择原料煤

该案例中，还要合理选择原煤料质量，虽然德士古气化炉在用煤上，有着广泛性，但是也要保证原料煤有着较稳定的灰熔点、良好的煤灰黏温特性与成浆性，进行配煤工作中，要格外注意煤灰熔点与可磨指数具有接近性等指标。

3.2扩大上升管直径

在对该德士古气化炉装置进行带水问题解决时，通过对上升管直径进行扩大，改变上升管与下降管之中的环形通道，可以有效缓解合成气对也像负面作用，使得气体流通速度下降，可以对夹带水动能进行限制，可以从本质上解决合成气带水问题。一般情况下，激冷室上升管都用螺栓紧固，更换容易且成本低，有利于设备改造。

3.3加大激冷室空间

激冷室空间的有效提升，在一定程度上有利于将其液面上部分离区域扩大，使夹带水回流进激冷室空间里，气流流速相同情况下，会使得气体夹带水动能相同，分离空间流速高于滴液带出速度，从而出现很多合成气带水。一旦相关设备运行过程中出现满负荷，就会使得气化炉和洗涤塔出现水平衡，这样夹带水回流就比较顺利，如果气化炉带水情况过于严重，就需要对液位进行控制，改變液面空间缓解带水现象。通过对本案例中激冷室空间进行改造之后，高负荷生产阶段带水现象会得到有效控制，并且激冷室顶部分离装置的设置，会降低激冷室环堵塞导致带水问题，延长了激冷环、下降及上升管使用期限，从而节约了劳动强度、检查及修理费用。

结语：

综上所述，德士古气化炉出现的带水问题是由于多个因素影响而产生，包括气化炉温度、负荷以及原料煤质量等方面，有着多样性和复杂性，为了促进其系统运行稳定与安全，相关管理人员需要对其进行具体分析和研究，根据实际情况，实事求是，采取有效措施，实现针对性解决，从而保证德士古气化炉高效运转。