水煤漿水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐比較
山西陽煤豐喜(集團(tuán))臨猗分公司有4套氣化裝置,日常生產(chǎn)中3開1備;其中前3套為清華大學(xué)、北京達(dá)立科開發(fā)的非溶渣-溶渣分級(jí)氣化耐火磚爐,單爐日處理原煤750 t,分別于2006年1月、2008年5月及2010年6月一次性投料成功;第4套為水煤漿水冷壁氣化爐,由陽煤豐喜集團(tuán)、清華大學(xué)、北京達(dá)立科、北京航天十一所、華陸工程設(shè)計(jì)院、太原鍋爐廠、西安核工業(yè)設(shè)備公司、盈德氣體等各領(lǐng)域多方專家,通過多年開發(fā)、實(shí)踐與施工,于2011年8月22日一次投料成功,單爐日處理原煤600 t,屬于世界首臺(tái)水煤漿水冷壁氣化裝置。各臺(tái)氣化爐運(yùn)行壓力4.0 MPa,粗煤氣中φ(CO+H2)>80%。
1 耐火磚氣化爐燃燒室的構(gòu)造
耐火磚氣化爐采用3層不同類型耐火磚隔絕外界與氣化爐膛內(nèi)的高溫,日常滿負(fù)荷運(yùn)行中,氣化爐表面熱偶溫度為240℃左右。耐火磚磨損大,需要定期更換,耗資、費(fèi)時(shí)。
水冷壁氣化爐采用列管狀的水冷壁夾套(夾套列管中走熱脫鹽水)隔絕外界與氣化爐膛內(nèi)的高溫,日常滿負(fù)荷運(yùn)行中,氣化爐表面熱偶溫度為110℃左右,同時(shí)副產(chǎn)約1.2 t/h蒸汽。水冷壁夾套在停車后可自主檢查、維修。
2 對煤質(zhì)的要求
耐火磚氣化爐要求煙煤灰熔點(diǎn)低于1 250℃、成漿性好、煤的粒度<0.5 mm,否則氣化爐爐溫太高,耐火磚磨損嚴(yán)重;不可以使用三高煤(高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫),否則氣化渣口容易堵塞。
水冷壁氣化爐要求煙煤的灰熔點(diǎn)低于1 400℃、成漿性好、煤的粒度<0.5 mm,可以使用三高煤。
3 裝置的投料
3.1 烘爐、投料
耐火磚氣化爐投料前需用弛放氣、蒸汽、空氣烘爐蓄熱約96 h。點(diǎn)火烘爐和換燒嘴為人工操作,而投料程序控制全自動(dòng)化。換燒嘴時(shí),停止烘爐,此時(shí)爐溫下降較快,投料時(shí)間緊迫。
水冷壁氣化爐投料前需用弛放氣、氧氣烘爐約1 h。采用獨(dú)特的組合式一體燒嘴,點(diǎn)火與投料過程的邏輯程序自動(dòng)切換,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火投料全自動(dòng)化,確保爐溫穩(wěn)定。
3.2 人員配置
耐火磚氣化系統(tǒng)準(zhǔn)備投料前,配置總控人員2人,現(xiàn)場工作包括換燒嘴、切水、置換倒盲板5塊,換燒嘴1只;輔助開車人員10~13人。
水冷壁氣化系統(tǒng)準(zhǔn)備投料前,配置總控人員2人,現(xiàn)場工作包括倒盲板1塊,不需換燒嘴、切水;需輔助開車人員2~3人。
3.3 停車烘爐
耐火磚氣化系統(tǒng)若遇外工段緊急停車,停車后無需重新烘爐,可快速連投。
水冷壁氣化系統(tǒng)若遇外工段緊急停車,停車后需要重新烘爐,進(jìn)行投料。
4 裝置停車
耐火磚氣化系統(tǒng)停爐后,爐膛需用蒸汽和預(yù)熱水降溫3~4 d,后方可進(jìn)行常規(guī)檢修。水冷壁氣化系統(tǒng)停爐后,爐溫會(huì)很快降下,即可停止所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備,進(jìn)行常規(guī)檢修,不再有任何消耗。
5 安全系數(shù)
耐火磚氣化爐燒嘴冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行壓力為2.0 MPa,低于氣化爐系統(tǒng)運(yùn)行壓力(3.8 MPa)。若燒嘴泄漏,氣化爐內(nèi)高溫火焰和合成氣有可能外噴,造成人員傷亡及設(shè)備損壞。
水冷壁氣化爐冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行壓力為4.2 MPa,高于氣化系統(tǒng)運(yùn)行壓力(3.8 MPa)。若水冷壁系統(tǒng)、燒嘴及各盤管泄漏時(shí),冷卻水會(huì)泄漏進(jìn)入氣化系統(tǒng)內(nèi),并有安全保障,對生產(chǎn)基本沒有影響。
6 掛渣情況
耐火磚氣化爐掛渣分布較均勻,厚度較厚;水冷壁氣化爐掛渣分布均勻,厚度較薄。
7 消耗不同
耐火磚氣化爐比氧耗400 m3(標(biāo)態(tài)),比煤耗550 kg,渣中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下。
水冷壁氣化爐比氧耗440 m3(標(biāo)態(tài)),比煤耗550 kg,渣中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%以下。
8 環(huán)保達(dá)標(biāo)
耐火磚氣化爐和水煤煤水冷壁氣化爐系統(tǒng)黑水排放后都經(jīng)過二級(jí)閃蒸處理,閃蒸氣送往精餾系統(tǒng)和小區(qū)供暖系統(tǒng)利用,黑水經(jīng)絮凝劑處理后回流循環(huán)利用,少量排放水經(jīng)車間微渦流系統(tǒng)處理后,出口水中懸浮物≤50 mg/L,經(jīng)污水處理廠生化處理后即可達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),基本都能達(dá)到三廢零排放。