摘要：德士古气化炉对我国煤炭洁净利用而言，会起到至关重要的影响作用，但在实际运用时会出现带水情况，这时就需要及时针对带水情况进行处理，从而确保气化炉正常运行。基于此，本文基于德士古气化炉结构与工艺流程针对其带水原因展开分析，进而制定出德士古气化炉带水有效处理措施，希望可以为相关人员提供参考帮助。
关键词：德士古气化炉；带水原因；处理
随着我国节能环保理念不断深入，促使现代煤气化生产也需要提高对于高效率、无污染技术与设备的运用，而德士古气化炉作为现代煤气化运行与生产主要设备之一，其相较于传统设备而言，气化效率更高、气化过程更加环保，但在实际运行的过程中，会出现气化炉带水的情况，这时就会对煤气化生产与设备运行造成影响。因此，如何控制德士古气化炉带水就成了目前相关技术人员所面临的最大问题。
一、德士古气化炉的结构与工艺流程
1.德士古气化炉的结构
循环硫化炉主要是由烧嘴口、浇注料、向火面砖、支持砖、绝热砖、电热偶温度计、吹氨口、出气口、激冷水入口、激冷水出口、再循环口、渣水出口等组成，这些系统掌管着德士古气化炉实际运作，同时也与煤炭气化生产息息相关，并且当任意部分出现故障情况时，就会导致整体德士古气化炉正常运行受到影响，因此只有严格控制各个系统正常运作，才可以确保气化炉可以实现正常运行。
2.德士古气化炉的运行原理
德士古气化炉在运作过程中，主要是将原料煤、水、添加剂等送入近磨机中，将其研磨为水煤浆，而后将水煤浆通过高压煤浆泵进行加压处理、高压氧气通过工艺烧嘴混合后，使其形成喷雾状态并将其喷入气化炉燃烧室中，并在燃烧室中进行较为复杂的气化反应，生产出的粗煤气与熔渣通过激冷环与下降管后进入气化炉激冷室中进行冷却处理，冷却后的粗煤气通过文丘里洗涤后进入洗涤塔，这时熔渣会落入激冷室底部等待冷却、固化后定期进行排放，而粗煤气会在洗涤塔中等待进一步冷却、除尘等，最终待粗煤气出洗涤塔后进入后续工序中[1]。
二、德士古气化炉带水原因
1.德士古气化炉出现带水的现象
一般情况下，德士古气化炉出现带水情况时，主要会表现出以下几个现象：（1）气化炉液位出现较大幅度波动；（2）文丘里压差出现较大波动，造成压差出现上升情况；（3）洗涤塔液位出现上升情况，而当降低进塔水量时，液位上升情况仍然出现无法控制的情况；（4）支撑板温度在带水作用下不断上升；（5）气化炉的黑水出量不断下降，气体洗涤效果也在不断下降。
2.气化炉出现带水问题的原因
目前，导致气化炉出现带水问题的原因主要可以分为以下几个方面：（1）炉温原因。当炉温较高时，气化炉激冷室内黑水就会出现蒸发情况，这时一旦出现超出正常蒸发量时，就会造成进洗涤塔中的气量急剧增大，由于激冷室内气体流通面积固定，气量急剧增大导致流速急剧增大，气体流速增大、动能增大、携带能力增加最终导致出激冷室气流携带大量液体，所表现出的现象即是气化炉液位出现下降，并且洗涤塔的液位也会出现上升的情况，最终造成气化炉底部的贮水量降低，从而导致出现带水问题；（2）液位原因。当气速一定是，一旦气化炉液位较高时，气流通过激冷的时间就会延长，这时气流对液体造成的分散作用也会不断提高，环流情况不断提高，最终导致气化炉出现带水问题；（3）负荷原因。因为生产的需求，气化炉在运作时需要处于高负荷的状态，这时炉内的压力、温度也会随着负荷不断增加，同时气量也会不断提高，但当气流未通过间隙作出改变时，气速会出现急速增加的情况，这时就会导致气化炉出现带水问题；当气化炉处在低负荷运行时，虽然炉内环境较为良好，但因气流分散时产生的液滴情况高于液滴沉降的速度，这时就会导致气化炉出现带水问题。此外，负荷的调节也与气化炉带水问题之间有着密不可分的关系[2]。（4）气化炉激冷室内上升管与下降管间环隙堵塞导致气化炉带水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为气化炉激冷水水质等原因导致上升管与下降管间环隙结垢堵塞，此时水煤气流通面积变小，若此时气化炉在高负荷工况下运行，气速会出现急速增加的情况，气流携带能力增加，气流夹带液滴速度高于液滴沉降的速度，这时就会导致气化炉出现带水问题。
三、德士古气化炉带水的有效处理措施
1.气化炉液位控制
在针对液位进行控制过程中，可以将控制过程分为以下几个方面：（1）高液位控制阶段。粗煤气在经过较长时间的洗涤、降温后，温度有所下降，使蒸发的气量有所减少，从而可短暂的减缓带水。在高液位运行期间，由于带水情况稍有减弱，洗涤塔所补高压灰水。会略微增加，对置换气化炉水质有一定的实际意义。（2）低液位控制阶段。相较于煤粉气化炉而言，德士古气化炉液位控制约占整体液位30%——50%左右。当激冷水量出现不足时，需要及时增加液位控制，可采取激冷水泵双泵满频率运行或是打开冷高压灰水直接进激冷室调节阀来保证气化炉液位，避免因液位低低导致气化炉跳车。也可采取降低气化炉负荷来减轻带水量，但在低负荷的范围内，需要调整液位到适当值。一旦当气化炉处在低压负荷时增加液位，就会导致炉内温度出现较高的波动，因此，在进行液位控制的过程中，需要根据炉内实际温度与气化炉的负荷情况来决定。
2.气化炉的负荷控制
当德士古气化炉处于低负荷运行状态时，其上部颗粒的浓度较低，辐射出的传热量也会出现增加的情况，当德士古气化炉处在最低负荷运行状态下时，其辐射传输的热量约占总体传热量的90%——99%。因此，当气化炉内部的负荷出现变化时，就需要及时转变温度的控制方式。小液滴作为一个质点在液面上运动时，受到气体的推动力和自身重力这两个力的作用，合成气 中夹带的小液滴要以流化状态被带出气化炉，有一个带出速度的问题。我们以合成气夹带直径 3mm 的小液滴为例来计算，其带出速度为 2.31m ／s，以德士古装置现在的生产强度，合成气量为 40000m ／h，加上由激冷水气化产生的饱和水蒸气量（为合成气的 1.4 倍），总气量为 96000m ／h，换算成气化炉操作工况下的气量为 5688.8m ／h，即 1.58 m ／s，激冷室下降管与上升管环隙的面积为 0.391 m，因此实际合成气在 下降管与上升管环隙中的流速为 4.04 m／s，远大于 φ 3 mm 液滴的带出速度 2.31 m／s。
3.气化炉炉温控制
德士古气化炉的炉温控制属于一个动态过程，在启动的过程中，静置常温下的原料煤会转变为气化的状态。在针对这一状态下的炉温进行控制时，因为炉温的限制较多，就需要通过人工控制的方式来实现。随着近年来气化炉的不断使用，可以将整体气化炉炉温控制过程分为多个不同的阶段，具体主要包括：（1）原料煤、水与添加剂送入磨机研磨阶段；（2）气化炉启动阶段；（3）气化炉正常运行阶段。在这三个阶段中，进料阶段需要将煤浆提供热量，并且当达到一定的温度，需要确保炉内燃料全部达到气化状态，促使气化炉内的炉层可以达到均匀的状态。在启动操作初期阶段时，因为炉温较低，这时就需要尽可能降低一次液位，从而可以有效加速升温。此外，在启动的过程中也需要保证氧煤比，以便确保启动操作可以顺利完成[3]。
结束语：综上所述，当德士古气化炉在运作的过程中，会因负荷、炉温、液位等因素造成出现带水问题。而为了有效处理带水问题出现，就需要及时针对处理措施展开研究，通过上述对德士古气化炉液位控制、气化炉负荷控制、气化炉炉温控制等方式，可以有效实现对带水问题的处理，为煤炭气化的生产起到良好的帮助作用。
参考文献：
[1]樊君谊，张飞龙.德士古气化炉带水问题探讨[J].天然气化工（C1化学与化工），2018，v.43；No.240（3）：78-81.
[2]张彦海，俞彬，李敬元，等.德士古气化炉气化废水预处理工程实例[J].工业用水与废水，2017，48（2）：70-72.
[3]丁友刚.德士古水煤浆气化炉堵渣现象原因及预防方法[J].山东化工，2017，46（19）：106-108.
作者简介：
甘金春（1986.1.2）性别：男名族：汉籍贯：甘肃：学历：大专 单位：神华新疆化工有限公司
论文作者:甘金春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
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