陈华
国能新疆化工有限公司 新疆乌鲁木齐市 831400
摘要：在水煤浆气化炉这一装置的运行过程中，出现合成气带水这一问题可以说是非常常见的。由于合成气在气化炉工作的过程中，会经过洗涤、冷却、分离这三个步骤，随后将洗涤后的冷却水带出气化炉，气化炉的液位就会出现明显的降低，但是洗涤塔液位却能看到升高，而且洗涤冷却水会和合成气一起进入后续作业中，如果情况严重，甚至会损坏催化剂，所以如何找到水煤浆气化炉合成气带水问题的解决措施是非常必要的。文章首先分析了合成气带水的原因，以及可能造成的危害，随后提出了合成气带水问题的有效应对措施。
关键词：合成气；带水问题；应对措施
引言
气化炉是水煤浆气化中的关键设备，其中涵盖了两部分环境，分别是燃烧室和激冷室。一般来说，气化炉的上部则为燃烧室，内有三层高强度的耐燃烧材料；下部分为激冷室，与燃烧室之间以锥底的形态互相隔开，二者的通道是渣口，渣口下方为下降管和激冷装置，外部是同心上升管，上升管往往固定在燃烧室与激冷室的隔离锥底。在日常的工作运行时，激冷室经常会出现合成气带水问题，给工作的开展带来很多困难，所以如何应对这一问题，是文章所探讨的重点。
1.合成气带水原因
1.1激冷室的气体流速
通过真实的模拟检测和数据分析能够发现，如果不断增多下降管内的合成气流通速度，那么下降管的液面高度也会随之下降，但是合成气对液面会增强其相反的冲击力，增加合成气带水动能，导致合成气离开水面时不断增多带液量。合成气会加快速度上升，进入到下降管和上升管之间的空隙中，如果流速依然没有得到有效控制，那么合成气增加的带液量就会增多动能，这部分液体很可能被带出气化炉。
1.2激冷室液位控制
若是激冷室的液位位置较高，那么气体经过液体表面过程中就会增加形成，这一现象就会造成气体和液体之间接触的时间增多，会使液体出现波动，进而产生气泡或者液滴。同时，激冷室的液位位置较高，还进一步说明激冷室的分离空间面积被减小。若是激冷室液位过低，甚至会引起气化炉故障，然而液位过高又会导致合成气中出现水，因此要设置一个相关参数来控制，避免激冷室的液位过高或者过低的问题。一般来说，激冷室的整成液位控制在45%-55%之间即可。
1.3气化炉热负荷过大
若是气化炉中的热负荷超过了所承受极限，那么传热过程中高效的膜状沸腾就会变成低效，合成气中会加大水珠的夹杂，造成液态水的增多情况。另外，气化炉中的灰水系统返回时，灰水的固体量增加，进入激冷室之后，水质会变得非常差，可能会在一定程度上影响激冷室的工作效果，出现合成气带水的情况。
1.4其他因素
除了气化炉负荷过大、激冷室出现问题等因素，还有一些其他因素也会导致气化炉中的合成气带水。例如气化炉老化，出现的阀门、阀位不准等情况，或者仪表计量不准等情况，一旦出现了这些因素，那么工作人员很难在第一时间判断气化炉装置的真实工作情况，如果在模糊的状态下进行了不当操作，那么就有可能造成合成气带水情况。另外，如果气化炉中激冷室水质发生了改变，激冷环结构出现变化、下降管水膜分布出现变化，那么都会使激冷室的换热效果达不到应有性能，进而出现合成气带水问题。
2.合成气带水危害
合成气一旦出现了带水问题，那么带来的危害是多方面的，不仅会给气化系统带来危害，也会给后系统带来不同程度的影响。
主要表现在五个方面，第一：气化炉中合成气出现带水状况后，激冷室液位在短时间内下降，液位越来越低，加大激冷水的水量，很难保证液位回复，所以就要及时降低负荷，影响现阶段的生产效率。第二：如果把气化炉底部的黑水水量关小，那么气化炉进入闪蒸系统的黑水量就会呈现明显的减少情况，不仅会使黑水中的灰渣超标，还容易堵塞气化炉中闪蒸系统的黑水管线，进而影响闪蒸系统的正常运行。第三：气化炉出现合成气带水之后，激冷室中的黑水会在短时间内被带入洗涤塔中，两个装置内的灰含量不断增加，不仅会影响合成气出入洗涤塔时的清洁度，还会影响激冷水水质，如果长期以这种状态运行，那么激冷环就会在短时间内结垢，给后续的生产工作带来困难。第四：如果洗涤塔在高液位情况中只增不减，那么可能会引发洗涤塔合成气带水，影响后系统工作的正常运行。第五：气化系统如果夹杂了大量的水，那么黑水进入到合成气中，就会加大合成气中灰和水的含量，同时带入后系统，不仅会出现系统压力频繁出现波动的情况，甚至会影响到气化炉的使用寿命。
3.合成气带水问题的应对措施
3.1调整氧气和煤的比例
如果气化炉因为热负荷过大，出现了合成气带水的情况，那么就可以考虑调整氧气和煤的比例来解决这一问题，同时控制好气化炉的温度，加大炉内激冷水的流量，以及出炉黑水排放量，使激冷水和黑水在短时间内带走气化炉产生的超高热量。这种方法有效控制合成气带水，并控制好激冷室液位。
3.2完成激冷室的改造
如果激冷室气体流动速度较高，那么可能是因为其中富含了大量的液态水。这时，工作人员可以采用加大气化炉中激冷室的结构面积，来增加上升管和下降管之间的缝隙空间，不仅能有效降低气体流动速度，还能让更多合成气中夹带的水，返回到激冷室中。在进行激冷室改造过程中，相关人员首先要考虑的就是改造技术、改造难度和改造时间，通过加大上升管的直径，不仅能降低合成气流速，还能起到很理想的减少合成气带水。因此，在未来的气化炉设计过程当中，广大设计人员可以首先考虑激冷室的结构面积，随后加大激冷室上部的间隙。虽然这种方式能够对气化炉合成气带水问题形成有效控制，但是增加激冷室尺寸可能会带来很多成本上的投入，需要相关人员进行仔细考量。
3.3加大激冷水量和排水量
气化炉一旦带水，那么气化炉中的激冷室液位会迅速下降，这时，工作人员可以采取加大激冷水量以及加大排水量的方式，来合理、科学的控制液位。这种加大激冷水量和排水量的方式不仅能在一定程度上降低气化炉负荷，还能控制气化炉液位，等到液位逐渐恢复后，再慢慢提高气化炉负荷。值得一提的是，如果增加气液分离器装置，那么也能在一定程度上起到减少合成气带水的问题。主要就是在气化炉的合成气出口管进行加设，这种方式不仅简单便捷，还能减少洗涤塔震动。
3.4降低气化炉温度
在气化炉的工作过程中，要想有效避免合成气带水这一问题，那么就必须要控制好气化炉的温度。如果能在气化炉工作时维持较高的温度，那么对气化环节反而是非常有利的，有效气体的成分会不断增高。同时，这种方式也会带来很多弊端，例如炉温温度在升高的过程中，激冷水中的饱和水蒸气也会随之增多，气量越来越大，很可能引起合成气带水的情况，所以工作人员应该把气化炉的温度控制以灰熔点为基础上的50℃-100℃左右。
结语
总之，合成气出现带水问题的主要原因就是气流大、负荷高、温度高、液位高等因素。因此，必须要对合成气带水的原因有一个深刻的认知，同时认识到合成气带水会给系统造成的危害，随后采取相应的解决应对措施，使气化炉能够长期稳定、安全的运行。
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