气化问题汇总20090213.doc

气化问题汇总1 、气化反应中加入磨机的水有多少参加了反应 添加剂在反应后成分以什么形态存在 是不是随灰渣排出炉子？ 答：一般来说，对于水煤浆加压气化，可一般气化当成一个黑箱，不过过程怎么样，最终的总反应如下（为了方便，忽略其他微量元素）：(x+z+r)CHmOn+1/2(x+2z-y-2r+(1/2m-n)(x+z+r)O2+(y+2r-1/2m(x+z+r)H2O xCO+yH2+zCO2+rCH4水和煤的比例就是：(x+z+r)（12+m+16n）/18（(y+2r-1/2m(x+z+r) 其中，x、y、z为别代表煤气中CO、H2和CO2的含量，m、n 就是煤炭当中H和O的摩尔比例，例如：神府煤m=0.656597,n=0.107616, 甲烷含量可以忽略项目x (CO)y(H2)z(CO2)mn44.65%36.27%17.42%0.6565970.107616计算结果是：3.1198，也就是：3.1198公斤原料煤反应1公斤水，现在一般水煤浆是3：2，基本上也就是说大约50%的水参与反应，当然，这里的水还减去反应生成的水。目前气化水煤浆添加剂主要是阴离子型，有四大种类：1）木质磺酸盐系列，主要来源于造纸业的副产物，有造纸废液、木质磺酸钠、木质磺酸铵等；2）萘磺酸系列，来源于焦化厂副产物，从煤焦油中提出萘经磺缩合等反应制得;3）腐殖酸类，主要来源于风化煤经氢氧化钠溶解萃取、分离、浓缩制得；4）丙烯酸的共聚物，以羟基化合物为主要原料。 添加剂会提高煤浆的稳定性、流动性以及浓度，添加剂中含有碳、氧、氮、硫酸钠、芳香核、羧基、羟基、钙镁离子等会参加反应，以气态和固态两种形式排出气化炉。2 、气化投料时的大连锁各阀的开关时间是根据经验设定来保证投料的安全和成功的吗? 是不是这些时间必须精确 有点误差可以吗？ 答：气化的阀门开关时间除了经验，还是有具体要求的，大连锁各个阀门动作的时间是根据要保证煤浆和氧气同时进入气化炉，要根据煤浆、氧气流速和管道长度进行计算，一般在计算氧气时间时要在再加一个系数来保证氧气勿先进入气化炉。3 、气化炉激冷室的激冷环高度和还有小孔的数量排列结构怎么设计最有利于发挥激冷水的作用？ 答：激冷环的高度根据气化炉的大小定的，一般来说，气化炉的渣口确定了激冷环的直径，而气化炉的负荷又确定了激冷环的容积，激冷环的内部结构确定了激冷环的高度（也就是环管半径）见附图1、2： 图一，带喷射小孔的激冷环局部 图二 GE的激冷环上图分别是两种不同形式的激冷环，孔的数目根据激冷水量及开孔的大小来定的，目前有32和36孔的。现在常用的多喷嘴气化炉激冷环是带有孔环管、斜喷式的。4 、即使小幅度提高O/C比 和炉温 是不是对气化效率也有影响？ 但控制炉温必须考虑耐火砖的寿命 如果炉子内不过氧 不影响耐火砖寿命 提高温度 提高气化效率和维持相对低的温度 保证液态排渣正常进行 矛盾吗？ 答：气化讲气化效率主要有：产气率、有效产气率和碳转化率；产气率是指进入气化炉的单位质量的原料所生成的干基合成气在标准状况下的（0，1个大气压）体积。有效产气率：是指单位质（1千克干基原料）的原料生成的干基有效合成气（CO+H2）的在标准状况下的（0，1个阿大气压）体积。碳转化率是指原料中的碳元素转移到合成气中的质量分率。其中，有效产气率直接决定气化效率的高低。一般来说，炉温高的时候粗渣残碳低，也就是碳转化率高，但是由于涉及到气体成分的变化及计量方面的原因，气化有效气产率计算比较麻烦，调节O/C対气化效率影响一般来说无法计算。有效产气率在生产不好测定，但是，由于煤气中的气体成分测量是很准确和方便的，因此，根据煤气成分就可以判断出有效气的相对产气率，这一指标对于同一煤种来说具有很好的对比性。下面简要介绍一下相对产气率的概念和计算方法：一般来说，对于水煤浆加压气化，可一般气化当成一个黑箱，不过过程怎么样，最终的总反应如下（为了方便，忽略其他微量元素）：有效产气率定义CO+H2的生成量与煤消耗量之比，即：，由于CH4在煤气中比例很低。故可以忽略，则有效产气率改写为：。定义气体产物总量，各气体成分分别为：，。因此，有效产气率 也就是说，对于任何煤种来说，单位量的煤(CHmOn)的有效气量为，因此，在生产调节过程中，根据气体成分的变化计算出有效产气率即可判断气化炉状态的好坏。 气化炉温度操作原则是在正常排渣下低温操作，因为气化炉温度单从对炉砖影响上看，温度超过1300度时，气化炉温度升高气化炉炉砖使用寿命将大幅减小。5、保证不沉降 流动性好 粘度小的原则下 还有没有可能把煤浆浓度提的更高？答： 影响煤浆浓度的因素：煤质、添加剂、水量、磨机级配、负荷、磨机转速等，不能单一地考虑怎样提高煤浆浓度。除了上述原因，还要考虑经济稳定运行的问题。从目前燃料浆的经验来看，煤浆浓度可以提高到64-70%，但是消耗添加剂及电耗成倍增加。6、锁斗循环泵的设计流量和泵的压力 叶轮设计 和维护气化炉稳定运行有什么重要关系？自晓东答：离心泵几个关系式：P1/P2 =(n1/n2)2、N1/N2 =(n1/n2)3、Q1/Q2 = n1/n2. 叶轮分为开式、半开式、闭式三种。效率逐步增加。具体可以参考化工原理相关内容。 锁斗循环泵的作用：在锁斗和破渣机之间建立水循环，使灰渣在水流的作用下顺利排出。7、可不可以考虑在气化炉排水口加分散剂之类的药品 减少排水结垢严重的问题？有什么办法改变这一现象吗？ 答：没必要，因为现在分散剂的高温性能已经大大提高，可以达到280度，在除氧槽和灰水槽中加分散剂就等于在整个水系统中加入分散剂了。同时，在正常情况下，即使排水管结垢在高压系统中，也会逐步达到平衡。如果在气化炉排水口加分散剂将增加分散剂泵的成本与日常维护与操作。8、烧嘴水夹套的向火面,可不可以由平面改为锥形.能不能降低向火面积减少龟裂的产生从而延长使用周期.答：其实烧嘴产生龟裂的位置主要集中在烧嘴中心，如左图，如果改为锥形，一个是冷却水无法达到。目前途中所绘位置主要也是因为冷却水分布不均造成的。另外，如果外环走的是水煤浆，这样的话倒是可以，因为有水可以冷却一下头部。9、蒸发热水塔的内部构造及除氧水和低压灰水与闪蒸气在其内部换热的同时有无直接接触将酸性气体溶解在灰水中造成系统水质的酸性化.答、蒸发热水塔结构：自下而上由黑水储槽、蒸发与旋风分离蒸发室、蒸汽上升管、灰水储槽、填料层、进水口均布器、旋流板除沫器组成。工作原理：在蒸发室通过黑水减压蒸发，使黑水中的灰渣绝大部分进入液相，随黑水进入低压闪蒸器，闪蒸出的蒸汽通过蒸汽上升管进入热水室与灰水、除氧水、变换冷凝液在填料层中进行热质传递，绝大部分冷凝液进入灰水，少量蒸汽、酸性气体和不凝性气体自塔顶逸出，灰水和冷凝液进入高温热水罐。酸性气体涉及到溶解度的问题，应该有小部分酸性气进入灰水，绝大部分已经被除去，不会影响到系统的水质。10、旋风分离器的内部结构.答：结构比较简单有筒体、下降管、排气管组成。旋风分离器是靠离心力实现气固（液）分离的设备。11、如使用石灰石会对耐火砖有很大的腐蚀吗?耐火砖只抗酸性吗?耐火砖的损害的主要原因是灰渣的冲刷吗?答：针对不同的外部条件和耐火砖损伤消耗的不同规律，气化炉耐火砖的损伤分为块状剥落、烧蚀损坏、冲蚀损坏、化学侵蚀等。石灰石是灰分的组成部分，灰分越多对炉砖冲刷越厉害。炉砖最里一层是热面砖（高铬砖），Cr2O3含量90%左右，耐腐蚀耐冲刷。 a)SiO2渗透; b)CaO侵蚀 c) FeO侵蚀 （Fe渗透为绿色，Si为红色，Ca为蓝色）从上图可以看出，FeNaCaSI对炉砖的侵蚀是由表及里逐渐加深的，所以Si对炉砖的侵蚀最为严重。13、工艺气中的H2对烧嘴盘管和热电偶有损害吗?为什么?答：没有，H本身没有腐蚀性。烧嘴盘管的损害主要是热腐蚀、安装时的损害。热偶的损害主要是热腐蚀、灰渣的冲刷。氢腐蚀是高温腐蚀的一种类型。主要发生在石油加氢、裂解等钢制装置中。高温高压下，气相中氢以氢原子形式渗入钢中，与钢中的碳结合生成甲烷，造成钢表层脱碳，使强度、塑性降低，严重时导致表面鼓泡或开裂。碳钢的抗氢腐蚀性能随钢中碳含量升高而降低；含有少量钛、铌、钒、钼等与碳有较强结合能力的元素的低合金钢，有较好的抗氢腐蚀能力。温度超过220度,氢分压达到1.4Mpa时,碳刚材料会有氢腐蚀.烧嘴的头部一般采用的材料不会造成氢腐蚀；14、文丘里为什么在1.5MPa时投用? 答：文丘里主要的作用是为合成气夹带灰尘增重，是灰颗粒和液体凝结在一起； 在压力较低的时候，气体流速非常大，在1.5MPa的时候，气体流速基本为正常流速的2倍，也就是20米/秒左右，这时候再混合，一是比较均匀，另外也不至于发生液击现象。下图为混和器图：15、碳洗塔为什么压力升到1.5MP时开始排水?是考虑到排水管线细,在压力低时防止杂质堵吗?答：主要原因还是以前工艺设计灰水系统为公用（如惠生），碳洗塔排水到同一套灰水闪蒸，必须克服后工序的压力（0.8-1.25Mpa）。所以开始时排往开工换热器的。至于1.5MPa，主要是和文丘里投用及热紧等工作相对应。目前我们公司工艺采用的是一对一，所以排水压力主要考虑到系统管道阻力就可以，具体数值大家可以提前考虑一下。16、我看过一些资料,关于煤浆的黏度,粒度和浓度的关系,但是说法并不是一致的,是不是现在这方面还不是非常明确?答：下面是实验分析，粒度分布对水煤浆特性的影响：图4 粒度分布对水煤浆粘度的影响在本部分实验中所用的分散剂为上海焦化厂生产的萘磺酸盐和腐殖酸的复合分散剂。在制浆中我们采用粗颗粒（粒径在40-200目）与细颗粒（粒径小于200目）不同比例配制水煤浆，结果表明粒度分布对水煤浆的特性影响很大，如图4所示。总的来看，随着粗颗粒含量的增大，水煤浆的表观粘度降低，而流动性和稳定性的变化不具有规律性。从表3.1中途绿色内容可以看到，综合粘度，稳定性和流动性来看，当粗颗粒与细颗粒配比为6比4时，所制得的水煤浆最好。所以接下来的实验都是采用这个配比。表3.1 水煤浆流动性和稳定性检测表（粒度分布）粗颗粒含量%表观粘度（mPas）流动性稳定性(h)201812C6301175A-24401601C650503A1660862A2470430B-1680425C617、假如锁斗的液位计指示不准时,可以通过冲压时间判断吗?为什么液位低时冲压时间长,反之短?答：锁斗液位不准可以看冲洗水罐的液位，有的厂家就不设锁斗液位计。因为冲压介质为高压灰水，为液态冲压，又因为气体是可以压缩的，所以锁斗液位满了才能把压力冲起来。18、水汽比偏低或偏高，通常采用什么方法调节？答：在压力一定的前提下，一般有水蒸汽分压系数有如下的一个公式： 分压系数=0.0000000004*t4.166/p 这个公式在6.0Mpa左右还是比较精确的，水气分压和温度、压力的关系一目了然，所以调节水气比的方法在生产中可以根据实际情况采取相应措施。一般来说，调节温度比较见效快点。19、对于四喷嘴，如何判断四个烧嘴的雾化效果？也是通过中心氧来调节吗？可是中心氧一般不调节?答：可以通过工艺气成分，灰渣质量来判断雾化效果。一般雾化效果好时灰渣颗粒均匀，渣中可燃物含量低（残碳）；发气量大，有效气体含量高，CO正常。 中心氧可以提高雾化效果，但在正常生产中用它来调节雾化效果不明显，它改变火焰长短效果可以。具体影响和负荷、压力等因素有关，但还没有很精确的定论。在生产中还是要根据有效气产率、细灰、粗灰的残碳、合成气成分含量等来确认。20、现在我对于四喷嘴的内部撞击,反应区等并不怎么了解,有没有这反面的资料?答：对置气化炉的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。对应左图为为气化炉燃烧室流场分布图。煤浆颗粒在气化炉内的气化过程经历了以下步骤：颗粒的湍流弥散；颗粒的振荡运动；颗粒的对流加热；颗粒的辐射加热；煤浆蒸发与颗粒中挥发分的析出；挥发产物的气相反应；煤焦的多相反应；灰渣的形成。气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的反应体系，可分为一次反应与二次反应。一次反应：进入该区的反应物有工艺氧、煤浆以及回流流股和折返流流股中CO、H2等。水煤浆入炉后，首先进行雾化，同时接受来自火焰、炉内壁、高温气体、固体物等的辐射热，以及回流流股及折返流流股的热量。煤浆瞬间蒸发，煤粉发生热裂解并释放出挥发份。裂解产物、挥发份及其他易燃组分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，放出大量热。这个过程进行得相当短促，主要发生在射流区与撞击区中，其结束的标志是氧消耗殆尽；二次反应：进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、H2O以及CO、H2等组分。这时主要进行的是煤焦、CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。这是有效气成分的重要来源。二次反应主要发生在管流区。一次与二次反应共存区：多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流股、回流区、折返流区共存，不时进行质量交换，再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区，导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。21、水煤浆与氧气在气化炉内具体是怎样反应的？主要分为哪几部分反应？一般需要多长时间反应在炉内？答： 一般气化炉燃烧室停留时间8-10S，根据炉子不同略有区别，时间很短促。 具体机理还是很复杂的，可以看看相关教材。一般都当黑箱处理。22、装置在运行时，怎样判断烧嘴雾化效果的好坏？答：见19题。23、运行中是否会出现激冷环喷水孔堵塞现象？为了避免堵塞管理上应加强哪些措施？答：激冷环有32个孔，直径为12mm，如果水质差，激冷水泵入口过滤器、激冷水管线过滤器滤网破损，结垢等都会造成激冷环堵塞。 杜绝此现象的措施：、定期清洗和更换过滤器滤网。、每次停车应冲洗激冷环。、正常运行时备用过滤器进出口阀应关闭。、激冷水水量不应太低，负荷越高激冷水量越高。、控制较好的水质。24、气化炉能否在不置换的条件下进行连投？答：从安全的角度来说，不可以，因为炉内有工艺气，在投料时一旦出现煤浆不入炉，氧气会形成爆炸性气体。但是在理论上说，只要在保证煤浆正常入炉，还是可以的。但要保证气化炉内明火或者炉温在煤浆着火点200度以上。25、高低压煤浆泵常见故障，原因及处理方法？答： 常见故障原因措施打量低 、隔膜破 、阀座磨损 、驱动液不足 、入口压力低 、阀座垫坏 、入口管堵、单向阀卡或隔膜室堵、停泵换隔膜、停泵换阀座、补充驱动液、提高入口压力、停泵换阀垫、敲打入口管道和阀座，再不行停泵处理连续补驱动液 、隔膜破 、驱动液油箱油位低 、排油阀关闭不好 、安全阀没有回位 、活塞室密封不好， 填料漏、停泵换隔膜、补充驱动液、关闭油阀、安全阀归位、停泵检修或更换填料隔膜破 、异物进入 、抽空 、驱动液室有气、停泵、补充驱动液、检查泄露补偿阀、检查泄露补偿阀出口压力波动 、单缸或双缸不打量 、出口压力缓冲罐预充压 力低、敲打单向阀、检查内置压缩机连续排液 、补液阀常开 、活塞室内漏严重。、补液阀归位、停泵检查26、气化炉在升温期间是否在不同温度时，有不同的恒温时间？答：新砖升温严格按烘炉曲线升温，不同温度有不同恒温时间，运行炉砖一般根据升温曲线进行即可。各厂家略有区别。27、张工我想问一下，我们万华的煤浆泵出口是采用一个总管然后再分为两路走。这样会不会造成出口流量的不均匀，还有这样能不能保持烧嘴压差的稳定，炉子运行起来会不会在这方面有什么影响。还有和我们德州的对比，两个缸对应一个烧嘴有什么优点。答：不会，因为两路是从煤浆泵出口独立出来的。两个缸对应一路。同时，使用的柱塞隔膜泵属于正位移泵，流量和管道阻力关系不大。不会造成流量不均。 烧嘴压差的稳定和烧嘴、煤浆泵出口压力的稳定情况有关。对四喷嘴气化来说影响不大。两个缸对应一路，主要的确定是煤浆波动较大，因此出口的缓冲很重要。不然容易引起管道的震动。这本来就是一个协调的方案，有点说不上。28、烧嘴的雾化对气化炉来说，是个很重要的方面。我想知道怎样判断其雾化的好坏，根据什么对其进行调节？答：见19题。29、在气化炉堵渣的情况下，对其进行反冲和反转破渣机无效的情况下，使用采取锁斗直接泄压，对气化炉的影响大不大啊？还有没有什么更好的方法。答：气化炉堵渣采取的措施有：、正反转破渣机 、反复反冲 、减负荷、加大锁斗泵流量 、泄压 、在锁斗接高压氮气反冲。 泄压这种措施不提倡用，因为有可能会造成炉砖脱落。在各种措施无效后。最好的办法就是停车检修。目前我公司已取消破渣机。30、在气化炉渣口压差高的情况下，别的情况都正常，怎么去判断是不是渣口堵或是挂渣，进行处理。答：看灰渣量和灰渣质量，有时气体成分也会变化。渣口堵一般慢慢升温可以消除，但是激冷环或下降管挂渣，很难消除。31、煤的可磨指数是根据一种煤的可磨指数为100而测量得出的，那是以什么煤作为标准，有没有国际标准？答：哈氏可磨性指数测定是以磨碎定律(磨碎煤粉所消耗的能量与煤粉产生的新表面积成正比)为理论依据，在GB 2565煤的可磨性指数测定方法(哈德格罗夫法)规定的条件下，将制备好的煤样进行研磨、筛分、称重，从由标准煤样绘制的校准图上查得哈氏可磨性指数，指数越大，表明越易磨碎。32、 德士古内混式的烧嘴有些人说是增加中心氧的量能使火焰的长度变长变窄，但是大部人说是使火焰变短变粗，具体是怎么样？答：因为气化炉当中是还原气氛，火焰的长度是和氧气的浓度和分布决定的，因此，烧嘴中心氧和外环氧的比例对火焰的影响还是有的，但是具体的还是要看相关因素来定，不能一概而论。33、 耐火砖由里到外的第二层惠生和李传勇说三氧化二铬的含量高（6070%，其余的为三氧化二铝），但是有些资料里说是三氧化二铝的含量高（占6070%，其余的为三氧化二铬）是不是厂家不一样成分也不一样啊？这两个问题可以在网上查的资料可以借鉴，如下。气化炉燃烧室共有三层耐火砖最里层的主要成分为 三氧化二铬（Gr 2O 3、85-90%），中层为 三氧化二铝（Al 2O 3）（87）、三氧化二铬（Gr 2O 3）（12），外层为三氧化二铝（Al 2O 3）（98.6）、二氧化硅（SiO 2）（0.7）。德士古气化炉耐火砖的价格是非常昂贵的，换一次向火面砖，拆卸、筑炉、烘炉、检查、试压就得花费一个半月到二个月时间，严重影响了备炉工作，所以必须选用质量较好的耐火砖，筑炉时严格把好质量关，在使用过程中严格控制气化炉操作温度，尽量延长耐火砖的使用寿命。根据美国伊斯曼的经验，每套耐火砖生产合成气的总量基本上是一个常量。生产负荷低些，耐火砖的寿命相对就长些，生产负荷高些，耐火砖的寿命相对就短些。影响气化炉耐火衬里寿命的因素很多，就使用而言，应注意以下几点： 1操作温度炉内温度对耐火衬里的寿命是非常重要的，所以要严格控制不要超温。在正常生产条件下，耐火砖表面有一层煤渣层，实际上渣层是动态的，温度低渣层较厚，温度高渣层较薄，适当厚的渣层可以减缓高温气体和熔渣的冲刷。水煤浆德士古气化炉对耐火砖的要求比以重油为原料的炉子对耐火砖的要求要高得多，其主要原因是熔渣对耐火材料的渗透和腐蚀。更换耐火砖时发现渗透厚度达10mm20mm,熔渣渗透后，其强度明显下降。温度高则浸蚀加剧。据有关资料介绍，特别是操作温度超过1 400时浸蚀作用成倍地增加。在运行过程中还曾发生过氧气负荷波动的情况，有时氧气调节阀会 造成氧气负荷变动，有时大颗粒会突然卡住高压煤浆泵活门，煤浆流量突然下降造成氧气量相对过量。氧气波动后直接造成炉温的波动，氧气波动范围有时为 500m3600m3，最大达到过1000m3左右。氧气突然升高后，造成炉温突然升高，会突然烧坏高温热电偶，这种情况对耐火砖的影响是很大的，应尽量避免。综合考虑各种因素，一般气化炉的操作温度应控制在1 350以下。当高温热电偶损坏或指示不准时，因为合成气中甲烷含量与炉内温度有一定的关系，一般可根据出口气中甲烷含量来进行控制。遇到这种情况，在实 际操作中，为了避免CH4含量分析结果的偏差，不但要观察甲烷含量，而且还要观察H2、CO、CO2等成分的变化，以及其他生产条件如煤浆浓度、流量、氧 气流量、出渣情况等的变化来进行综合判断，使操作温度与理论控制温度不要偏离太大。 2减少开停车次数在开停车的过程中由于更换烧嘴，会使冷空气进入炉内，造成炉内温度的急骤变化，在投料过程的短时间内，炉内温度升得比较快，这也是难 以控制的。这些情况对耐火衬里是非常有害的，甚至会导致耐火衬里出现开裂损坏，所以在生产过程中应尽量做到稳定生产，减少开停车次数。表1 耐火材料物性指标项目指标高铬热面砖铬刚玉砖氧化铝空心球砖最高使用温度,200019001800Cr2O3，86.1012.33- ZrO2，% 4.72- -Al2O3， 6.3686.21 98.31Fe2O3，%0.28 0.270.48SiO2%， 0.3- 0.17体积密度，g/cm34.263.361.4显气孔率 ，,% 15.57 16 60常温耐压强度，MPa123.9 125.4 8.6蠕变(0.2MPa,1500,24h) 0.38 0.49-导热系数，W/(mk) 10004.53.90.95热膨胀系数(常温1500) 1/6.7x10-67.2x10-6 7.7x10-6表2 陶瓷纤维压缩料物性指标项目指标陶瓷纤维压缩料长期使用温度, 1400Al2O3 ，% 45Al2O3+SiO2，%96导热系数，W/(mk) 5000.21 耐火砖损伤模式分析针对不同的外部条件和耐火砖损伤消耗的不同规律，我们把气化炉耐火砖的损伤分为块状剥落、烧蚀损坏、冲蚀损坏、化学侵蚀等。1.1块状剥落模式块状剥落是气化炉耐火砖损耗和对寿命影响最大的一种模式。减少或消除块状剥落就能大幅度提高耐火砖的寿命。当耐火砖表面出现深度超过1.5mm、且具有一定面积的块状形态凹坑时，即认为耐火砖的损伤以块状剥落为主；而小于1.5mm时，我们认为是由烧蚀为主引起的深层蚀损，引起块状剥落的原因有以下几个方面。1.1.1砖与砖之间的相对位移由于各层砖在气化炉升温或降温过程中，升降温速率不同以及在发生热位移过程中所受到的约束和阻力不同，将会使砖与砖之间发生相对位移。这种相对位移会在砖与砖的位移面上产生磨擦剪切力并具有局部撕开作用，导致耐火砖产生表面裂纹。这些表面裂纹在以后的每次位移中扩展，并由于熔融炉渣和还原性介质在裂纹中的侵蚀扩散，导致砖的表面剥落，砖的位移过程本身也加速炉渣在裂纹中的侵蚀。1.1.2砖缝及炉渣侵蚀耐火砖之间的砖缝，不但为运行状态下高温熔融态炉渣的渗入及侵蚀提供了通道，而且这种炉渣侵蚀本身也促使砖缝不断加大。这两种作用，都使炉渣与耐火砖侧面接触的表面增大，并使耐火砖在每一次由于热引起的收缩膨胀循环过程中，使耐火砖侧面遭受过度应力。炉渣在砖缝中不仅沿着径向，而且还沿着耐火砖的圆周方向对炉砖产生侵蚀作用。特别是在耐火砖侧面存在周向裂纹时，周向侵蚀速度更快，使耐火砖表面发生块状剥落。因此耐火砖周向裂纹比径向裂纹对耐火砖寿命的影响和作用都更大。1.2烧蚀损耗模式气化炉内的温度场是一个不均匀、不稳定、甚至不连续的温度场。产生局部高温的原因也较多，因此，很容易使Cr2O3 -Al2O3-ZrO 耐火砖表面受高温作用而烧蚀损伤，甚至产生局部过烧熔化。在正常情况下，这个烧蚀损伤过程是缓慢进行的，只有在极端异常的炉内高温和反应工况，烧蚀过程才会明显加速。根据观察分析，耐火砖的烧蚀可分为高温熔化型烧蚀和高温氧化还原性烧蚀。气化炉耐火砖的高温熔化型烧蚀主要发生在富氧区、火焰舔烧区和气化炉过氧工况。这三个区域/工况都属于气化炉内的局部高温区。耐火砖的主要成分是Cr2O3、ZrO和Al2O3，经高温烧制而成。在炉内正常温度条件下，它们具有良好的机械稳定性，而且通常在运行中，耐火砖表面都覆盖着熔化的炉渣，因此，炉内高温气流不会与耐火砖表面直接接触。但在局部富氧区和高温气流直接舔烧耐火砖表面的区域，耐火砖表面组织软化和强度下降，耐磨损冲刷性能和组织结合性能下降，部分结合相被直接烧损。耐火砖烧蚀的速率受到多方面因素的影响，诸如气化炉工况，包括氧煤比、烧嘴性能、渣口压差、原料煤的灰分含量、灰渣组成特性、拱顶砖的型状和气化炉的负荷等，同时，耐火砖中存在的低熔点杂质也会加速耐火砖的熔化烧蚀速度。1.3冲蚀损伤模式耐火砖在气化炉内除了要受到高温炉渣侵蚀外，还要受到高速气流和沿壁面流动的炉渣冲刷和磨损，使耐火砖损坏，由此引起的耐火砖损坏就称冲蚀性损伤。在德士占气化炉内，耐火砖的冲蚀损伤存在几种情况，主要有高速气流的冲刷，流动炉渣的磨损和气体炉渣混合物的冲刷。1.4 化学侵蚀由于耐火砖是由各种耐火材料颗粒锻压成型的，不可避免存在气孔，这些气孔的存在加快了耐火砖的化学侵蚀。气化炉产生的气体主要成分为H2和CO，整个耐火砖的向火面会被这两种强还原性气体笼罩，气体沿耐火砖气孔、裂纹向内渗透，并与耐火砖中的SiO2、Fe2O3等氧化物进行反应，导致气孔或裂纹加大，破坏了砖的结构。其反应式如下2、防止耐火砖损伤措施（1）严格按照烘炉曲线进行烘炉，防止由于炉温变化过快引起耐火砖产生位移。（2）使用不含粘土的耐火泥进行筑炉，使砖缝不再成为一个薄弱易于侵蚀的地方。（3）控制适当的氧煤比、选择雾化效果好的烧嘴、控制好炉温，防止渣口结渣。选择灰分含量低、煤中CaO、FeO含量低的煤种。拱顶砖筑成半球型，气化炉负荷尽量不要太高等。（4）控制好炉温，使耐火砖表面能形成一层薄的熔渣，对耐火砖起保护作用。另外，控制恰当的氧煤比也有利于控制炉内的氧化还原性气氛。（5）耐火砖的改进。提高耐火砖中Cr2O3的含量，改善抗侵蚀性能。Cr2O3含量越高，抗侵蚀能力就越强。气化炉炉渣的主要成分为Fe2O3、Al2O3 、SiO2、MgO、CaO等金属氧化物。Cr2O3与渣中的Fe2O3、Al2O3、FeO、MgO反应生成复合间晶石(Mg、Fe)O(Al、Cr、 Fe)2O3，在耐火材料表面形成一个致密层，可以阻止炉渣的进一步侵蚀。（6）选择CaO含量较低的煤。炉渣中的CaO对耐火砖的侵蚀相对其他氧化物较为突出。且Cr2O3含量越高，侵蚀率越低，如图1所描述。所以提高耐火砖中的Cr2O3含量和选用CaO含量比较低的优质煤可以提高铬铝锆砖的抗侵蚀性。但煤中CaO含量低又会导致煤的灰熔点偏高，所以CaO含量也不宜过低。（7）增大耐火砖的体积密度，使气孔微细化，减少化学侵蚀的路径，从而提高抗炉渣侵蚀性能。通过调节耐火材料颗粒的颗粒级配，添加适量的超细粉，填充耐火材料颗粒之间的空隙，使气孔变少、变细，可以降低气孔率，减少熔渣及气体的渗透，从而提高耐火材料的抗渗透及侵蚀能力。（8）在不影响正常运行的条件下，尽量降低操作温度，并减少开停车次数。（9）控制好炉温对于气化炉来说相当关键， 合成气中甲烷含量调整的最大区间可根据各批煤种灰熔点的不同适当改变（以合成气组分及气化炉排渣状态为准）。一般情况下甲烷含量调整的最大区间为（8001200）106，甲烷含量控制的允许偏差为100106。 气化炉刚投料时甲烷含量先控制在900106，若合成气中CO含量连续24 h全部低于46%，且炉渣状态反应确实炉温偏高，则甲烷含量升100106操作；若CO含量连续24 h仍全部低于46%，则再升100106操作，直至CO部分数据达到46%以上为止。 合成气中CO含量连续4 h全部超过48%，则甲烷含量降100106操作。观察4 h，CO含量仍全部超过48%，则通知作业区及生产办讨论应对方案。 操作人员留意T3温度的变化，若偏高则注意合成气中CO含量的变化，炉渣状态及排渣情况，发现异常及时调整甲烷含量操作。34、 在气化炉内的反应是一个压力增大的反应，但是气化一般都是加压反应，所以是不是压力和灰渣中的碳含量、有效气含量、比氧耗以及比煤耗有什么关系？胡晓州答：气化是一个体积增加的反应，压力对气化反应的平衡含量是有一定影响的，但是目前气化反应远没有达到平衡，因此，对气体成分的影响有点，但是不大，这也就是同样煤种，在各压力等级气化中，成份变化不大的原因。但是对灰渣中的残碳量没有什么关系。至于比氧耗比煤耗，压力越高，消耗的能量也就越大，也就是说放热反应要增加。参与燃烧的煤就多。36、使用静态破渣的效果与惠生的会有何不同答：静态破渣机主要靠灰渣在气流的携带下落在带有锯齿的梯形破渣机上，在上面层层颠簸达到破渣目的，缺点：、静态破渣机锯齿横杆密集的话，容易使灰渣在上面堆积、架桥，如果太疏的话达不到破渣目的。、静态破渣机两边与炉壁夹角处易造成积灰，每次停车要清理。、不利于进炉检修。现在看来静态破渣机主要的作用还是用来拦截大的灰渣。37、从高压闪蒸到低压闪蒸到真空闪蒸都需要有一个类似缓冲罐的柱状容器，冲刷腐蚀的部位主要盲法兰中心区域，是否可以联系厂商将其作成凸状盲法兰，增加设备使用周期，是否可以达到降低成本的目的。答：柱状容器依靠水的缓冲来化解高压水对设备的冲刷，效果很好。冲刷厉害的部分不是盲法兰而是容器侧壁和阀门后扩张管处（主要为汽蚀）。38、气化炉反应后产生的煤渣运输是依靠汽车，在我们工业园旁就有水泥厂，是否可以用皮带传输，将煤渣排除。答：投入和维护成本太高。现场也较脏。39、汽化炉在升温过程中需要进行抽负压，激冷室液位要低于下降管出口，如果在液位没有淹没下降管出口时，液位的高低会对升温抽负有何影响吗答：一旦液位高于下降管口，会形成水封，抽负不成造成回火。升温液位一定不能高于下降管口，现在多采用通过锁斗直排，这样就不会造成水封。目前在气化炉旁边有个溢流水封，其主要作用就是在升温过程中使用的，但是有的单位已经基本不用了。40、当气化炉出现严重的带水问题时，一般都是气化炉热负荷太高，热量传递转变为低效的膜状沸腾传热，但是沸腾传热是指热量从壁面传给液体，使液体沸腾汽化的对流传热过程，怎么会变成沸腾传热呢？答：下降管的上半段传热过程非常激烈，合成气的大部分降温过程在下降管的上半段完成，因此下降管上半段的工作条件最恶劣，也最容易损坏，化工厂所出现的故障验证了这个结果壁面处与中心处温差较大液体沸腾传热是一个较为复杂的过程,根据液体沸腾传热理论,液体的过热程度取决于加热面的温度tw 和饱和蒸汽温度ts 之差t = tw - ts ,热负荷Q = F t , 则热流强度Q/ F = t 。当t 较小时, Q/ F 不大,液体仅为轻微的沸腾现象,此阶段为自然对流传热, 值也不大。当t 增加时, Q/ F 与值也随之增加,此阶段为泡核沸腾。当t 继续增加时,蒸汽泡生成增多,众多气泡汇成一片,在加热面上形成一层蒸汽膜,值急剧下降,其气相中随之夹带大量的水膜(即激冷室随之出现带水) ,此时的Q/ F 与值达到极值,称为临界值,此后阶段称为膜状沸腾。在沸腾操作中,膜状沸腾应以避免,否则会使高效率的沸腾传热遭到破坏。根据以上传热理论,为避免激冷室带水,应将激冷室沸腾状态控制在泡核沸腾下操作,即将激冷室内的热流密度Q/ F 控制在临界热流密度以下。 (1) 传热工况恶化是激冷室带水现象的主要原因,要消除带水现象应调整激冷室内传热工况。(2) 激冷室带水的防范措施有: 在激冷室设计时,随着压力与投煤量的增加,应加长激冷室尺寸,以保证激冷室内传热面积与气液的分离空间。在设计已定型的情况下,操作上可采用加大激冷水量或降低激冷水进水温度的手段,以减小t ,减轻工况的恶化。 保证锁斗的正常运行,避免激冷室液相含固量过高。实际生产当中具体的因素有：、气化炉激冷室操作温度过高、系统负荷过高，合成气量太大。、系统压力波动或后系统压力波动且偏低。、激冷室内件损坏脱落，如下降管、上升管变形。、激冷室液位过高或过低。41、氧气流量低低会造成气化炉连锁停车，但氧气流量高高对气化炉也不好，可能还会造成气化炉过氧，为什么不把氧气流量高高也纳入气化炉连锁停车的条件呢？答：理论上可以，在实际生产当中，没有必要。42、为什么国泰的氧煤比可以完全投自动串级控制？但是这样的话，氧气流量会波动很大，不利于气化炉的操作啊答：不能投用串级，国泰现在也不投用。原因：气化炉不允许氧波动，氧阀阀位调节单位是0.1%，而且有时流量计显示和阀位开关动作滞后，如果投用串级调节很容易造成过氧或缺氧。现在所有厂家都取消了氧气的串级调节。43、碳洗塔的灰水补水（高压灰水泵）温度应该控制在多少？过高或过低都有什么影响？个人理解温度过高的话，碳洗塔热负荷增大，水汽比增大，过小的话水汽比减小，是这样的吗？答：高压灰水的温度在德士古流程当中，是使用换热器来预热高压灰水的，温度一般和换热器的效果有关，变化有时候较大。但是采用高温热水塔直接化热后，高压灰水的温度不可以太高，以免发生汽蚀。塔洗塔只是一个洗涤净化过程，实际是煤气当中水蒸汽冷凝到碳洗塔当中，高压灰水温度高低对塔洗塔煤气出口温度影响有，但不是很大。具体温度控制应该根据高压闪蒸压力及高温灰水泵的汽蚀余量来定； 44、气化炉可以采用水冷壁吗？要是可以的话，那么气化炉的热量将损失很大，不利于气化反应，是吗？答：水煤浆气化炉可以采用水冷璧。但是有本身就要消耗一部份热量来加热煤浆当中的水，如果采用水冷璧会造成效率下降。有效气体产率下降，没有意义。干煤粉气化采用水冷璧主要原因是其技术自身存在缺陷造成的。它本身气化反应还需要加热蒸气。45、为什么气化炉的黑水PH值在5.0左右，而碳洗塔的黑水PH值在7.0左右，与黑水中的NH3溶解量和碳洗塔高温冷凝液补水有关吗？答：黑水的PH值得测量一般都有一个冷却器。因此，测量的结果会有偏差。两者的取样点及方式不同，产生了误差。再者，碳洗塔本身补水有一部分变换冷凝液，是有一定原因的。46、为什么灰熔点不能太低呢，与炉壁的灰渣保护层有关吗？答：如果灰熔点低了，整个气化炉温度就降下来了，这对保护炉砖很有利，正因为气化炉温度过高（灰熔点造成的），才要使炉砖上挂一层渣来保护炉砖。具体可以参考气化炉耐火砖的损耗模式。但是，因为灰渣当中的某些成分会对耐火砖产生侵蚀，主要有CaO，CaO过高灰熔点就会降低。任何炉子都不是万能的，过犹不及嘛！任何事都有这个道理；47、蒸发热水塔的具体结构是怎么样的？答：见第9题48、合成气在炉内的停留时间与合成气成分有什么关系？答：在气化炉中主要进行以下化学反应：同时还可能发生以下副反应： 以上反应，只有燃烧反应和甲烷的反应是瞬间达到平衡的，这也就是为什么可以用甲烷含量来判断气化炉温度的原因。但是其他的反应涉及到反应动力学，专业研究比较多。具体可参考专业书籍。在生产当中，停留时间对灰渣的残碳还是有一定影响的，时间长，残碳低。但对煤气成分影响不大。49，气化炉为什么有四层砖？答：三层炉砖一层可压缩纤维板。从里往外布局： 热面砖 - 铬铝锆（Cr-AL-Zr）砖，直接接触熔渣和高温气体，它耐高温熔融煤渣的冲刷腐蚀和高温转换气流的冲刷，能自由膨胀，立于托砖架上。 背撑砖 - 铬铝（Cr-AL）砖，自立于托砖架上，用于支撑拱顶热面砖，也有隔热作用。 隔热砖 - 纯氧化铝（AL2O3）砖，起隔热作用。 压缩层 - 可压缩纤维板可以吸收耐火砖径向和轴向膨胀量。 各层的作用可以参考相关文章，从目前技术来看，四层应该是最好选择，50、煤浆管线需不需要加个伴热管线，在温度零下几度的时候对水煤浆的流动有影响？答：不需要半热，在煤浆流动的状况下不会结冻，不影响煤浆流动，但在北方如果管道长距离暴露在室外时，应该考虑保温或加拌热。冬季停泵冲洗干净后要把水排干净防冻。煤浆的温度在正常生产时也不会降到零度以下。51、气化炉的耐火砖是否可以考虑使用其它的材质的耐火砖代替？答：可以，只要能起到现有材料的作用，但是现在还没有工业化应用实例，希望能看到既经济有耐用的耐火材料代替。52、四喷嘴的气化炉，两个对喷如果其中有个因为煤浆泵的因素造成一个喷嘴流量压力低，那会不会对这个烧嘴产生危害？答：对置安装的烧嘴，两个烧嘴流量之间可以有一定流量差余量，不会造成大的影响。压力基本不会低，隔膜柱塞泵的压力是和出口压力相关的，正位移泵，一旦出现压力降低而且又不是压力表的问题，那只好停车了。在生产过程中认真监盘，发现问题及时做调整，不会对烧嘴产生危害。53、破渣机有动态的破渣机和静态破渣机，据说静态破渣机容易堵，是真的还是假的？请问这是怎么回事？答：见36题，因此无论采用什么，必须精心操作，防止炉温大起大落。这样才可以避免破渣机堵。54、气化炉停车后，拔出的烧嘴上带有一些黑色的东西，请问是煤浆啊 还是一些煤灰啊，这是怎么产生的？周同征答：是燃烧后的煤浆灰渣在气流的卷吸下长时间一点一点积累下的细灰，不是煤浆。55、气化炉生产过程中，液位出现降低现象，关小气化炉排黑水阀，液位反而降得更快，原因？答：是因为水置换降低，水温太高气化了。在低液位的措施应该是加大激冷水量，关小排水量，必要时要减负荷。气化炉的激冷水量和排水量比只占20%左右，但是煤气温度每升高一度，带走水量就增加近2%。这些数据可以计算出来。希望大家把学到的知识用到实践当中。56、絮凝剂的添加对煤浆制备有何影响？如何解决？答：煤浆制备里决不允许加如絮凝剂，加入会使煤浆沉淀，稳定性、流动性变差。煤浆添加剂的本质是分散剂性质，和絮凝剂正好相反。以下实验室的测试结果：絮凝剂对水煤浆的影响见图4，絮凝剂对水煤浆有很坏的影响。即使絮凝剂的添加量为煤的1%，所制得的水煤浆也不符合标准。可见絮凝剂对水煤浆起着很大的副作用。图4 絮凝剂对水煤浆的影响 表2.4水煤浆流动性和稳定性检测表（母液）絮凝剂添加量%表观粘度（mPas）流动性稳定性(h)0862A240.11450B240.24461B+240.36692C2457、气化炉出口温度为何设计高高报警为280？可否改变？答：报警值得设定是根据工艺及设备的特点定下的。工艺气管道的设计温度就是275度，因此，高报选择一定余量的前提下，选择280度跳车。在一定范围可根据自身情况适当变动。例如，气化炉表面温度的超400度停车，也是因为SA387材料的高温强度在400多度后就不符合安全规范所致。58、锁斗压差低的原因？对系统有何影响？答：锁斗压差是气化炉压力减去锁斗压力，正常情况下压差就是低低，锁斗压差高说明排渣管道或阀门堵塞。59、四喷嘴工艺中其中一对烧嘴的带压连投操作要点？答：带压连投要点：、气化炉必须降压操作。、煤浆泵必须冲洗干净做水压试验。氧气放空管线需要增加调节阀增加阀后压力大于气化炉压力、气化炉必须检查各相关阀门位置及联锁的可靠性。、煤浆泵建煤浆循环时，需要将煤浆压力升高到高于气化炉压力。其他具体操作可参考国泰相关资料。但是，在万华的安全理念来说，背压连投存在很多危险因素，我们不提倡带压连投。60、变换系统可否设置自动退气连锁？如连锁条件为变换炉床层温度高高报答：没必要。对系统影响太大，直接造成气化压力，后工序等的大幅波动。61、激冷室液位高能否直接引起气化炉压差高？气化炉压差高的具体原因？解决方法？满春雷答：不能，虽然液位高会增加激冷室阻力，但这对气化炉压差影响不大。气化炉压差是燃烧室压力减去激冷室压力，一般激冷室测压点在管道上。 气化炉压差高报原因 措施 仪表失灵 校表 渣口堵或挂渣 升温或及时停车处理 后系统压力波动偏高 调节后系统压力62、气化炉激冷室为什么要对工艺气进行激冷，据南化资料上介绍是为了防止副反应的发生，除了这个还有什么作用吗？葛宝俊答：这种说法是不对的，对工艺气进行激冷的作用：、高温合成气进入激冷室后，与激冷水直接接触使得气流中夹带的熔渣固化后沉降在激冷室的底部，同时高温的合成气也得到冷却。、为CO变换系统提供饱和蒸汽（激冷水受热时产生的蒸汽）节省能源，这也是激冷流程的一大优点。属于工艺要求。就像壳牌使用废锅流程一样，不能说它就不防止副反应。63、锁斗循环泵，在自身打循环时，气化炉的压力高，而渣水为什么不会倒流回来呢？答：不会倒流的因素有：、首先锁斗循环泵出口有两道止逆阀。、锁斗循环泵出口压力高，即便有点渣水倒流一点也会向低压处流，通过回流阀流入泵的入口。这个好好看看流程图及现场，注意打循环时的压力变化；64、变换工段的变换反应，要控制适当的水汽比，怎么控制