櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
合格的硝酸铵，其氯含量为２ ３０％（以氯化铵的形式存在）。
西安近代化学研究所张为鹏等人就压缩机油、硝酸、氯化物等杂质对硝酸铵溶液热分解特性进行了系统研究。定性试验表明：引起硝酸铵催化分解的主导因素是氯离子，在氯化物存在时，硝酸铵溶液酸度对分解反应速率影响显著。不同温度下含杂质的硝酸铵溶液热分解放气量试验表明：当温度高于１７５℃时，压缩机油、酸、氯化物均可促进硝酸铵的分解；当温度低于１４０℃时，仅当酸和氯化物同时存在时反应明显。
因此，硝酸铵溶液的生产、贮存及运输温度应≤１４０℃，更关键的是要控制好硝酸铵溶液的ｐＨ及Ｃｌ－含量。
２ ２ ２ 硝酸铵溶液的贮存安全
某些硝酸铵生产技术研究单位提出“流动的硝酸铵溶液是比较安全的，静止的硝酸铵溶液是不安全”的观点。其认为硝酸铵溶液受到污染时变成硝酸铵－有机物体系（含氯离子和游离酸），在一定的条件下自热自催化，局部过热
导致硝酸铵溶液从局部开始发生爆炸，最终发生整体爆炸，而流动或动态的硝酸铵溶液能有效地防止局
部过热，因而相对安全。所以，硝酸铵溶液不宜长时间静止贮存，应间歇搅动。３ 结束语
节约资源和保护环境是我国的基本国策，随着经济社会的不断发展，液态硝酸铵直接应用于工业生产已是可行的生产方式，液态硝酸铵的生产及应用推广也将不断深入。川化作为硝酸铵生产企业，必须紧随市场需求，主动适应市场变化，不断优化完善液态硝酸铵的生产及销售，才能在竞争异常激烈的硝酸铵行业中立于不败之地。
［参考文献］
［１］张为鹏，赵省向，张亦安．杂质对硝酸铵溶液热分解特性
剖分轴承的影响［Ｊ］．化肥工业，２００１，２８（４）：１２－１４
［２］苏明阳．硝酸铵溶液运输和贮存过程的安全性研究［Ｊ］．
，２００９，３８（４）：３６－３９
ranth
［３］韩学军，刘延义，陈 静．直接使用硝酸铵溶液生产膨化
硝酸铵研究［Ｊ］．，２００９，３８（３）：１５－１７
苏 炼，刘志盛
（中煤集团煤化工研究院，北京 １００１２０）
［中图分类号］ＴＱ５４６ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００４－９９３２（２０１３）０５－００１５－０３
［收稿日期］２０１３ ０１ １４ ［修稿日期］２０１３ ０２ ２１［作者简介］苏 炼（１９８０—），男，陕西咸阳人，化工工程师。枸杞果糕
１ ＢＧＬ气化技术简介
ＢＧＬ（ＢｒｉｔｉｓｈＧａｓ Ｌｕｒｇｉ）气化工艺是在Ｌｕｒ ｇｉ气化工艺的基础上发展起来的，其最大改进是将Ｌｕｒｇｉ气化炉的干法排渣改为熔融态排渣，提高了气化炉的运行温度，从而改进了传统Ｌｕｒｇｉ气化炉的操作性能，提高了生产强度，使之更加适合于灰熔点低的煤和对蒸汽反应活性较低的煤。英国燃气公司（ＢｒｉｔｉｓｈＧａｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）从
２０世纪６０年代初开始开发固定床液态排渣气化炉。１９７５年，英国燃气公司与德国Ｌｕｒｇｉ
公司合作，在英国西田煤气厂将其中的１台气化炉（直径１ ８４ｍ）改为液态排渣形式，称为熔渣Ｌｕｒｇｉ炉。１９８１年，在英国西田１台直径２ ３ｍ的ＢＧＬ气化炉投入运行，试验了３种粉煤气化方式：加工成型煤经闸斗仓投入气化炉气化；干煤粉经喷嘴喷入气化；以水煤浆形式通过喷嘴喷入气化。１９９０年在英国贸工部（ＤＴＩ）的支持下，进行了ＢＧＬ用于发电的示范项目。２０００年，１台内径３
６ｍ的ＢＧＬ工业化气化炉在德国建成，专门对煤（占２０％）与固体废物（占８０％）混合
第５期 ２０１３年９月 中 氮 肥
Ｍ ＳｉｚｅｄＮｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＰｒｏｇｒｅｓｓＮｏ ５
Ｓｅｐ．２０１３
物进行气化。对比传统的Ｌｕｒｇｉ炉，ＢＧＬ炉表现更佳。
（１）气化强度高，单台炉生产能力大。由于气化温度升高，液态排渣的ＢＧＬ气化炉比固态排渣的Ｌｕｒｇｉ气化炉气化强度高约５０％。
（２）水蒸气消耗量明显降低，蒸汽分解率明显提高。蒸汽用量与固态排渣的Ｌｕｒｇｉ炉相比减少８０％，蒸汽分解率可提高到９０％以上，废水排放量约为普通Ｌｕｒｇｉ炉的１／７。
（３）煤气的有效成分增加，煤耗下降。煤
气组成中（ＣＯ＋Ｈ
２）约占８８％，ＣＯ
２
约占５％，
有效气组成较Ｌｕｒｇｉ气化工艺有很大提高，相应降低了产品的煤耗。
（４）氧气消耗增加。液态排渣炉由于气化温度高，氧耗比固态排渣炉高１０％～１２％。但当采用活性较低的煤作气化原料时，２种气化工艺氧耗相近。
（５）煤种适应性增强。液态排渣气化炉对煤种的适应性在煤灰熔点、结渣性、反应活性等方面要好于固态排渣气化炉。
（６）取消了干法排灰的炉箅结构，采用特殊的排灰结构，使气化炉结构更加简单。
（７）气化剂进入方式不同于Ｌｕｒｇｉ工艺，采用喷嘴进气。
２ ＢＧＬ气化炉的结构及气化工艺流程
ＢＧＬ气化炉（如图１）炉体结构比传统的Ｌｕｒｇｉ炉简单，煤锁和炉体的上部结构与干法排渣的Ｌｕｒｇｉ炉大致相同，不同的是用渣池代替了炉箅。块煤通过顶部的闸斗仓进入加压气化炉，助熔剂（石灰石）和煤一起添加。在气化炉的下部设有４～６个喷嘴，喷嘴将水蒸气和氧的混合物喷入燃料层底部，喷口周围形成一个处于扰动状态的燃烧空间，维持炉内的高温，高温使灰熔化，并提供维持煤气化反应的热能。液态灰渣排到炉底渣池里，后自动排入水冷装置中形成玻璃态熔渣固体，然后排出。
与普通的Ｌｕｒｇｉ气化炉相比，ＢＧＬ气化炉单位截面积的产量增加了１～２倍，气化过程中蒸汽耗量仅为前者的１５％～２０％，气化效率明显提高，同时还降低了焦油等难处理副产物的产量。
ＢＧＬ气化工艺流程：原料煤通过煤锁从气化炉顶部加入到气化炉中，氧气、蒸汽通过气化炉下部的鼓风口连续吹入，反应生成的粗煤气从气化炉侧面引出；出炉粗煤气直接用水激冷，混合物流入废热锅炉底部，温度为１６０～１８０℃，含灰焦油与气流分离，焦油排入常压储槽；离开废热锅炉的煤气（饱和的水蒸气，温度１２０℃）去气液分离器，分离出的液体返回废热锅炉底部，出气液分离器的粗煤气去后工段；从气化炉底部排出的熔渣经过激冷室冷却后排入渣锁，通
过渣锁排入渣池。
图１ ＢＧＬ气化炉
３ 气化炉下渣口挂渣堵塞问题及原因分析
某企业的ＢＧＬ气化炉运行过程中，在通过下渣口视镜检查时，发现下渣短节上的堆积物（熔渣）像冬天房檐上挂的冰柱一样，慢慢地越积越多，伴随着挂渣越来越多，每次排渣量随之减少，喷渣时的渣流出现偏流，同时渣流越来越细，排渣口变得越来越小，直到最后连排渣口也看不见了，导致托举烟气的温度急剧升高，反应床层越来越高，最后只能停车“挖炉”，然后重新开车。同样问题引起停车的事故在系统开车后的开始３个月３台气化炉都出现过，３台炉的连续运行时间都不到１个月，可以说问题很严重。因为ＢＧＬ气化炉从停炉降温、挖炉、烘炉到再次开车运行需要２０多天，这样频繁的停炉不但影响了炉内耐火砖的寿命，更是严重影响后系统的正常运行，给企业造成巨大的损失。
气化炉下渣口堵塞后，立即对气化炉进行了停车处理，在炉子降温后对炉膛的煤和灰渣进行了清理。在清理的过程中发现，堵在下渣口的熔渣主要是铁和灰渣凝结在一起的混合物，质地非常坚硬，清理难度相当大。
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·中氮肥第５期
经过对下渣口堵塞物进行观察和分析后，认为造成下渣口挂渣堵塞的原因主要为以下两方面。
（１）由于汽氧比不合理，在灰渣熔融区域形成了还原气氛，造成灰渣中的氧化铁被还原成单质铁。根据溶质的相似相容原理，单质铁很快聚集，由于铁的密度大于灰渣，很容易沉淀造成渣铁分离，形成了熔渣在铁水上漂浮的现象。在排渣时由于液态铁的黏度较大且流动性不好，在现有的压差条件下不能形成射流状态，而使得铁水顺着下渣短节的内壁呈膜式下落。由于下渣短节是铜制的而且外面有水夹套降温，铁的凝固点又较高，所以在排渣时含铁水的灰渣在流经下渣短节的过程中挂壁凝结造成堵塞，而且这种挂渣在托举烟气的托举之下越来越多，一旦挂渣堵塞后，想用火焰烧化基本是不可能的。所以一旦发现这种情况一定要尽早处理。
（２）由于下渣的频率没有把握好，下渣过于频繁或单次下渣的时间太长，造成熔融区储存的熔融态渣量太少，渣池的熔渣没有完全熔融，渣池的压差较小，在排渣时没有足够的渣量和动力使之形成熔渣射流，造成熔渣贴着下渣短节缓慢下流在下渣口，滞留时间过长造成凝结而堵塞下渣口。
４ 应对措施
对于氧化铁被还原造成的挂渣堵塞问题，主要的解决办法就是要精细化操作。要根据系统负荷严格控制系统的汽氧比，一般情况下根据出口煤气中的ＣＯ
２
含量可以间接地掌握汽氧比是否合理；再者就是一定要控制托举烟气过氧燃烧后底部烟气上升对渣池的扰动，利用过量的氧气将渣池中残炭完全氧化，并将铁单质氧化，形成低
电动升降机构
熔点的ＦｅＯ，与ＳｉＯ
２
无机抗菌剂
形成低共熔点的ＦｅＯ和
ＳｉＯ
２
混合物；另外，上升的烟气扰动可以使渣池中可能存在的铁和氧化铁均匀分散在熔渣中，形成悬浮状态，不与渣分离；还可以通过下渣口视镜观察火焰的颜，如果火焰发绿，说明温度过高，此时要及时通过调整氧量和及时下渣来平衡熔融区温度，保持渣池的熔渣是熔融态而不是液态。通过运行总结发现，挂渣现象多是发生在系统加减负荷的时候，因此在系统负荷调整的时候要缓慢平稳，严禁大幅度调整负荷。
对于下渣频率过高和每次下渣时间控制不好造成的挂渣，首先要解决的是计算好渣量。对ＢＧＬ气化
炉来说，下渣的频率是有严格规定的，保证渣口不堵的关键是按排渣程序正确操作，在每次开始下渣时泄压过程要快，２ｓ内完成泄压，压差从４９ｋＰａ降到１８ｋＰａ；排渣过程要尽可能短，控制在２０～４０ｓ。如果泄压和排渣时间太长，则铁的沉淀和冷却极易堵住渣口。如果下渣频率过高，会影响压差，并且时间间隔过短渣池中可能有部分灰渣没有完全熔化，在下渣过程中极易黏在下渣通道上。正常下渣熔渣应该是喷射状，速度很快地连续流动。在气化炉不同负荷下，只能调整下渣的频率，也就是２次下渣的间隔时间，而不允许调整每次下渣的时间，尤其是看到下渣口有挂渣现象的时候，一定要缩短每次下渣的时间，利用强力的下渣喷射力冲掉挂渣。
为了减少挂渣堵塞，运行操作中应该注意以下问题：
（１）严格遵守操作规程，不要轻易地改变操作程序，严格执行下渣程序和下渣时间规定；
（２）系统开停车和加减负荷的时候要平稳；
（３）避免出现喷嘴回火；
（４）根据入炉煤质情况，及时调整熔融区温度，确保熔融区灰渣完全熔融；
（５）助熔剂的添加要根据煤质情况及时增减，确保灰熔点稳定在控制区间；
（６）在停炉降温时要注意耐火砖的耐受能力，不能降温过快，以免造成耐火材料损坏；
（７）做好运行记录，及时总结和分析运行中出现的问题。
５ 建 议
ＢＧＬ气化工艺在我国应用时间还很短，还有许多方面的问题有待解决。建议选择该气化工艺的企业在生产运行中，除了加强日常的管理外，应注重运行经验的总结，兄弟企业之间也应多交流经验。
［参考文献］
［１］贺永德．现代煤化工技术手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１１
［２］汪家铭．ＢＧＬ碎煤熔渣气化技术及其工业应用［Ｊ］．化肥工业，２０１１，２９（７）：３４－３９
［３］王 鹏，张科达．碎煤加压固定床气化技术进展［Ｊ］．煤化工，２０１０，３８（１）：１２－１６防雨罩
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第５期苏 炼等：ＢＧＬ气化炉下渣口挂渣堵塞问题分析
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