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2012年4月第35卷第2期
氧大
Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry
Shell粉煤气化炉堵渣机理初探
盛新
(中国石化安庆分公司，安徽安庆246002)
Apr.2012 Vol.35 No.2
摘要：针对中国石化安庆分公司Shel粉煤气化炉运行中出现的堵清间题，对刘二矿煤进行了工业分析，结果
表明：刘二矿煤质波动大，煤灰在高温弱还原性气氧下，生成大量莫来石，致使灰熔点高，无法直接用于气化；添加石灰石助熔剂后，灰渣能达到气化炉液态排查要求，但其黏温曲线随温度区间平移变化趋势不明显；大量钙长石晶体的迅速生成，是导致气化炉间或发生堵渣的主要原因。
关键调：Shell粉煤气化炉刘二矿煤石灰石堵渣机理
概述
Shell粉煤气化技术属气流床、液态排渣工艺，
为目前世界上先进的现代洁净煤气化技术之一，相比水煤浆气化技术，该工艺具有干煤粉进料、气化温度高、热效率高、煤种适应性广等技术特点[1]。中国石化安庆分公司为了扭转其轻油型化肥生产严重亏损的局面，促进公司整体发展，于2000年5
月启动了化肥油改煤工程
“引进Shell煤气化
技术，利用丰富的煤炭资源，替代昂贵的轻油作化肥生产原料”[2]。气化炉设计和使用煤种均为皖北刘二矿煤，该煤种变质程度较高、活性低，可磨性指数在75左右，灰熔点高达1500C以上，灰渣黏温特性较差。自2006年底油改煤装置建成投料以来，一直需在原料煤中添加一定量的石灰石助熔剂低煤灰熔融温度至1400℃以下，以满足Shell粉煤气化炉液态排查要求。但是，运行中还是时常发生气化炉排渣不畅现象，甚至导致气化炉堵渣停车，严重制约着油改煤装置的安全稳定运行和工程项
表1
煤样刘二高灰煤刘二中灰煤刘二低灰煤
水分 1.21 1.27 0.72
工业分析(质量分数)，%
灰分 29.86 24.94 17.82
目效益的实现。
对高熔融温度煤种用于液态排渣气化炉，一般采取加人助熔剂[3-5]或配煤(6-7]的方法来降低熔融温度。文献[8]表明，在添加较大量的钙系助熔剂后，当灰渣温度低于某一值时，其黏度将急剧增大，致使熔渣凝聚，不易流动。以中国石化安庆分公司Shell粉煤气化生产装置为背景，探讨Shell粉煤气化炉堵渣原因和机理。
2Shell粉煤气化炉原料煤基本参数
选取Shell粉煤气化炉使用的3个批次皖北刘二矿煤样，依照灰分不同，分别以刘二高灰煤、刘二中灰煤和刘二低灰煤表示。
2.1
煤样的工业分析和灰熔融温度
煤的工业分析主要项目为水分、灰分和挥发
分，煤灰熔融温度用变形温度、软化温度和流动温度表征。煤样的工业分析结果和弱还原性气氛下煤灰熔融特征温度如表1所示。
煤样工业分析和灰熔点数据
煤样的灰熔点/℃
挥发分 14.22 10.21 10.30
从表1可以看出，不同批次所取得的煤样，水
分和灰分波动较大。灰分低的仅为17.82%，而灰分
高的则接近30%。对比煤灰熔融温度可知，刘二高
万方数据
变形温度 1460 1450 1400
软化温度 1480 >1500 1 420
流动度 >1 500 >1500 1450
收稿日期：2011-12-12；收到修改稿日期：2012-03-23。
作者第介：盛新，男，教授级高级工程师，1982年毕业于华东
理工大学无机化工专业，现任中国石化安庆分公司副总工程师。联系电话:05565374086;Email;shengxin.aqsh@sinopec.com。