杨 路

(中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司，广东 惠来 515200)

气化炉产物除水煤气外，还包含粗渣和细渣固态产物。不同的操作参数生成的渣样也不尽相同。碳元素在气化炉内生成CO、CO2、CH4等含碳化合物，而煤的灰分则在高温下熔融，附着在燃烧室内的耐火砖上，在重力的作用下流至渣口。同时，灰渣还会捕捉部分的碳颗粒，附着在流动渣层的表面，并随汽化炉离开燃烧室，经过急冷水激冷、破碎，在下降管导流作用下进入锁斗排出气化炉，被称为“粗渣”。在灰渣流动过程中，粒径、密度较小和停留时间较短的碳颗粒来不及被熔融的灰渣捕捉就离开燃烧室，一部分被激冷水黏附漂浮在黑水上进入闪蒸系统，另一部分被气流夹带先后经过旋风分离器、洗涤塔，被洗涤水洗涤后进入闪蒸系统，最终在澄清槽进行沉降分离，称之为“细渣”。通过对比工业装置，石油焦气化装置反应后形成的固体反应物与普通煤气化装置形成的固体反应物存在一定的差别。因此，研究气化炉内固体颗粒的孔隙结构及其在气化过程中的演变，将有助于认识气化炉内粗渣和细渣的形成机理，为石油焦气化装置的操作指导提供理论基础。

1 粗渣形成机理

1.1 气化反应对粗渣的影响

当煤浆进入气化炉，先后经过雾化、传热、蒸发、脱挥发分、燃烧、气化等6个物理化学过程。随反应深度加剧，炭颗粒在经历前5个反应过程后，在外扩散作用下，炭颗粒体积开始膨胀，表面形成若干可供气体进出的气孔。……