煤粉高压密相气力输送应用情况

高压密相气力输送在工业上常用于水泥厂物料输送、电厂粉煤灰输送、钢铁厂高炉煤粉喷吹系统等领域。近年来，煤粉高压密相输送逐渐兴起，应用于煤化工加压气化工艺领域，成为煤粉气流床加压气化工艺的核心技术之一。在干煤粉气流床加压气化装置中，煤粉被高压气体送入气化炉内，入炉的气体部分最终混合在产出的煤气中。

采用高压密相气力输送技术，提高了单位体积气体的输送能力，不仅降低输送成本，提高输送效率，而且提高了煤气品质。因此，国内外商业化的干煤粉气流床加压气化装置中一般采用密相气力输送供煤，在调节器和输送操作参数协同作用下来实现高压下煤粉稳定、连续与可控密相输送。
目前干煤粉加压密相气力输送的供煤系统主要有两种，一种是Shell方式，另一种是GSP方式。在气力输送技术上，两种均属于发料罐式输送。Shell系统如图2所示，采用下出料式发料罐及管路输送，高压氮气分两路进入发料罐，一路从发料罐上部补充进入，使发料罐的压力稳定在4.4～4.6MPa，为煤粉下料提供稳定背压。另一路从发料罐下部进入，作为煤粉流化气。煤粉在背压推动和流化作用下，进入输煤管道，然后通过管道连续地被送到气化炉中进行反应。Shell供煤系统中共有两套发料罐，每个发料罐可同时向气化炉的两个喷嘴供煤。一般通过调节发料罐的压力和输送气体流量来调整给煤量和固气比，输送固气比可达到480kg/m3，其产出合成气中氮气仅占约4%。如此高的固气比已经远超传统气力输送领域50～100kg/m3的范围。国内的多喷嘴煤粉加压气化技术也是采用该类型输送系统。GSP系统如图3所示，采用上出料式发料罐及管路输送，输送气流速度2～8m/s，输送固气比约500kg/m3，通过发料罐与气化炉燃烧室之间的压差控制，发料罐内呈流化状态的煤粉，通过煤粉输送管线密相输送至气化炉喷嘴，进行气化反应。在发料罐底部有一个气体分配盘，使煤粉呈流态化。国内的两段式煤粉加压气化技术也是采用该类型输送系统。
尽管上述两类输送系统被普遍采用，但仍存在给料不稳定、输送量波动较大等问题，这成为制约气化炉装置满负荷连续稳定运行的因素之一。究其原因，除了煤粉本身物性导致输送不稳定外，系统设计和运行控制也存在一些问题。
因此，需要从煤粉性质和输送装置改进方面出发，针对问题，分析可能的内在原因，并提出装置及控制技术改进方法，为保证煤粉气力输送系统的正常运行提供解决办法。