煤化工氣化爐工藝技術(shù)在煤化工企業(yè)摻燒中的應(yīng)用

李浩（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

煤化工氣化爐工藝技術(shù)在煤化工企業(yè)摻燒中的應(yīng)用

李浩（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)煤炭資源的需求逐漸的增多，但是，燃煤所產(chǎn)生的廢氣、污染物和固體顆粒已經(jīng)嚴(yán)重污染了環(huán)境和大氣。因此，對(duì)不同種類廢棄物回鍋爐摻燒技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的研究和分析，對(duì)摻燒過程中遇到的問題進(jìn)行明確，并且對(duì)煤化工氣化爐工藝技術(shù)和煤化工企業(yè)的摻燒案例進(jìn)行有效的結(jié)合，從而提出有效的改進(jìn)方案和計(jì)劃，最大限度的減少對(duì)環(huán)境和大氣的污染。

煤化工氣化爐工藝技術(shù)；煤化工企業(yè)摻燒；應(yīng)用

煤炭清潔使用的新方向是制氣，并且存在著大量的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，被煤炭行業(yè)所重視。近些年來，煤制氣生產(chǎn)企業(yè)不僅僅需要對(duì)排放的污水進(jìn)行有效的凈化處理，而且還需要對(duì)副產(chǎn)氣固體廢棄物進(jìn)行綜合處理。直接將廢棄污染物進(jìn)行排放和填埋，不僅占用了大量的土地面積，并且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；如果直接將廢氣污染物放入熱動(dòng)力站的鍋爐中進(jìn)行燃燒處理，則有可能會(huì)影響設(shè)備的安全性。因此，如何有效的對(duì)廢氣污染物進(jìn)行有效的處理，是目前煤化工企業(yè)面臨的巨大問題，也是我國(guó)在發(fā)展中的關(guān)鍵性問題。

1 摻燒氣固廢棄物的技術(shù)難點(diǎn)

1.1 固廢棄物含塵焦油的輸送問題突出

熔渣氣化爐在對(duì)煤炭進(jìn)行燃燒之后容易產(chǎn)生焦油，焦油具有多種不穩(wěn)定因素，會(huì)使輸送泵和管道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，分離器底部沉降物料無法進(jìn)行排除，從而影響設(shè)備的正常工作。含塵焦油具有粘稠、含水量高、結(jié)團(tuán)等特點(diǎn)，無法對(duì)其進(jìn)行提煉和運(yùn)輸，并且也無法進(jìn)行摻燒。含塵焦油由于對(duì)溫度較為敏感，在70℃±5℃左右性質(zhì)保持穩(wěn)定，具有一定的流動(dòng)性；當(dāng)溫度低于60℃時(shí)，容易凝結(jié)并且流動(dòng)性差；當(dāng)溫度高于80℃時(shí)，流動(dòng)性良好但是容易發(fā)生碳化，放置48h后會(huì)有碳粒出現(xiàn)，碳粒以圓球狀的形式存在，具有一定的彈性，容易粘連在管道壁，會(huì)阻礙正常氣體的流動(dòng)。如果不及時(shí)對(duì)碳粒進(jìn)行清除，溫度繼續(xù)上升會(huì)加速碳粒碳化，從而會(huì)發(fā)生管道堵塞現(xiàn)象。因此，在對(duì)含塵焦油進(jìn)行處理時(shí)，流動(dòng)性和輸送能力是關(guān)鍵性的問題。

1.2 環(huán)境污染嚴(yán)重

煤炭燃燒之后產(chǎn)生的顆粒較小，并且顆粒之間較為緊密，具有一定的保水性，當(dāng)含水量超過一定數(shù)值之后，顆粒會(huì)具有流動(dòng)性，由于顆粒的粒度較細(xì)，有可能會(huì)出現(xiàn)沉積析水的現(xiàn)象，從而發(fā)生堵塞現(xiàn)象。對(duì)煤化工企業(yè)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一旦設(shè)備出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行疏通或停止進(jìn)行生產(chǎn)，這會(huì)大大影響煤化工企業(yè)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備管道清理的時(shí)間較長(zhǎng)，并且產(chǎn)生的廢棄物只能隨地排放，會(huì)嚴(yán)重影響煤化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。

1.3 含水率偏高

含塵焦油由于具有一定的含水性，不容易發(fā)生乳化，甚至?xí)霈F(xiàn)油包水的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外煤化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，一般要求焦油的含水量必須控制下4%以下，但是現(xiàn)有的設(shè)備無法滿足要求。只能借助焦炭過濾器或者氣浮除焦油器等設(shè)備來對(duì)含塵焦油進(jìn)行處理，但是無法達(dá)到要求，含塵焦油的流動(dòng)性和輸送能力依然無法得到有效的解決。細(xì)灰濾渣與含塵焦油具有一定的相似性，當(dāng)含水量達(dá)到一定的數(shù)值之后，細(xì)小的濾渣會(huì)以塊狀的形式存在，無法進(jìn)行正常的供應(yīng)，對(duì)燃燒產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

1.4 配煤難度大

配煤的比例需要嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行。稍有不當(dāng)就會(huì)使燃燒爐膛發(fā)生結(jié)焦，容易發(fā)生熄火現(xiàn)象。首先，需要將固體廢棄物作為鍋爐燃燒的固定煤種，確定摻燒比例。如果超過規(guī)定的比例，會(huì)出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象。其次，充分利用細(xì)渣和燃料煤的特點(diǎn)，按照合適的比例進(jìn)行摻燒；最后，細(xì)灰濾渣的發(fā)熱量較低，會(huì)導(dǎo)致鍋爐熄火，在細(xì)渣摻燒含量較大時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行密切關(guān)注，防止發(fā)生熄火現(xiàn)象。

1.5 煤氣水膨脹氣腐蝕問題

鍋爐廠和煤化工企業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行討論時(shí)，主要的焦點(diǎn)是廢氣中含有的 對(duì)燃燒爐膛受熱面和管道產(chǎn)生的腐蝕問題。對(duì)國(guó)內(nèi)外煤化工企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，對(duì)含有 的膨脹氣送入燃燒爐中進(jìn)行燃燒之后都是借助硫回收裝置來對(duì) 氣體進(jìn)行回收處理。膨脹氣是鍋爐燃燒過程中含塵氣氣化和含焦氣膨脹所產(chǎn)生的氣體，主要由二氧化碳、水、氫氣、一氧化碳、硫化氫以及甲烷組成，含有多種難以燃燒的物質(zhì)，摻燒會(huì)對(duì)鍋爐的燃燒效率產(chǎn)生一定的影響。

1.6 對(duì)其他設(shè)備的影響

以循環(huán)流化床鍋爐來舉例分析，對(duì)其進(jìn)行摻燒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在大量的問題：首先，基于物質(zhì)守恒定律，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)物料進(jìn)行增加，會(huì)使得煙氣中的物料增加，從而加劇對(duì)鍋爐受熱面的磨損力度；其次，摻燒比例的不斷增加，粉煤灰由于具有不穩(wěn)定的發(fā)熱量，容易降低鍋爐的燃燒效率；最后，細(xì)灰濾渣進(jìn)行燃燒之后產(chǎn)生的煙塵濃度大、粉塵顆粒細(xì)，對(duì)除塵器的效率有一定的影響；第四，細(xì)灰濾渣含有較多的灰分，難以進(jìn)行燃燒，影響鍋爐的燃燒效率。

2 細(xì)灰濾渣在鍋爐中的摻燒應(yīng)用

2.1 設(shè)法提高真空皮帶過濾器的脫水率

為了提高過濾器的脫水率需要將濾渣的含水量控制在15%以下，然后借助烘干系統(tǒng)來對(duì)其進(jìn)行干燥處理，將含水量控制在5%以下，待濾渣變成固態(tài)之后，直接摻雜到原煤中進(jìn)行燃燒或者進(jìn)行破碎處理，達(dá)到破碎要求之后在進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐膛中進(jìn)行燃燒。

2.2 在分離器下部安裝倉(cāng)壁振動(dòng)器，使濾渣能從倉(cāng)口順利排出

對(duì)濾渣管道輸送系統(tǒng)進(jìn)行選擇時(shí)，需要對(duì)輸送管道的能力、適應(yīng)力、故障發(fā)生率、投資費(fèi)用以及運(yùn)行成本等進(jìn)行綜合性的分析和比對(duì)。摻燒的比例需要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行確定。

2.3 CFB鍋爐摻燒濾渣應(yīng)采用鍋爐爐膛上部高位給料、異比重流化燃燒的方式

濾渣進(jìn)入燃燒爐必須具備切割風(fēng)，在濾渣下降的過程中需要對(duì)濾渣進(jìn)行干燥處理，蒸發(fā)水分。在爐膛濃相取，需要借助煤機(jī)來輸送煤研石來作為底料，確保濾渣可以進(jìn)行完全的燃燒。

3 廢氣在鍋爐中的摻燒應(yīng)用

①對(duì)廢氣的總量和成分進(jìn)行分析，摻燒的總廢氣量較少；②對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐來講，如果在鍋爐中加入一定量的石灰石來來進(jìn)行脫硫處理，則燃燒爐出口處二氧化硫的含量就明顯降低；③由于循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行的是低溫燃燒，所以在燃燒過程中不會(huì)產(chǎn)生含硫物質(zhì)，不會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生腐蝕。

因此來講，借助氣化裝置可以有效的對(duì)廢氣進(jìn)行燃燒處理。摻燒的廢氣可以借助氣槍進(jìn)入燃燒爐中，廢氣中含有的含硫物質(zhì)可以在爐膛中進(jìn)行充分燃燒。但是，煤氣水分離中產(chǎn)生的膨脹氣無法進(jìn)行充分燃燒，一部分排入空氣中，產(chǎn)生惡臭。鍋爐在對(duì)廢氣進(jìn)行處理時(shí)，直接使用管道送入燃燒爐中，無法對(duì)壓力進(jìn)行有效的控制，有可能會(huì)出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象，可使用氣體燃燒器將廢氣輸送到燃燒爐中，并且根據(jù)廢氣的特點(diǎn)來對(duì)入燃燒爐的高度和噴入口進(jìn)行確定。與此同時(shí)，需要對(duì)廢氣燃燒器的入口和細(xì)渣給料口進(jìn)行充分的主要，避免被風(fēng)機(jī)抽走現(xiàn)象的發(fā)生。

4 含塵焦油在鍋爐中的摻燒應(yīng)用

①在對(duì)煤加壓氣化爐工藝中含塵焦油的樣品進(jìn)行提取時(shí)，需要對(duì)樣品成分進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而來對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇，制定出符合的分離工藝；②選擇合適的設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，以提高含塵焦油的分離效果，提高焦油的使用率；③可借助工藝助劑來對(duì)焦油的表面張力進(jìn)行降低，增強(qiáng)焦油的分離效果。工藝助劑方法可以有效的降低焦油的粘度，有效的改善焦油的流動(dòng)性，提高分離效果，使設(shè)備管道上的沉積概率降低，提高輸送速度和質(zhì)量，減少設(shè)備管道的清理次數(shù)；④廢氣和固態(tài)廢棄物需要借助泵來對(duì)其脫水和雜質(zhì)過濾，避免發(fā)生堵塞現(xiàn)象；⑤含塵焦油脫水車間采用的是開放式操作，環(huán)境較為惡劣，氣味較重，為了有效的對(duì)含塵焦油和細(xì)灰濾渣進(jìn)行控制，需要配備有含塵焦油緩沖池或者收集坑。

5 結(jié)語(yǔ)

燃煤所產(chǎn)生的廢氣、污染物和固體顆粒已經(jīng)嚴(yán)重污染了環(huán)境和大氣。因此，對(duì)不同種類廢棄物回鍋爐摻燒技術(shù)必須進(jìn)行系統(tǒng)性的研究和分析，對(duì)摻燒過程中遇到的問題進(jìn)行明確，并且提出有效的改進(jìn)方案和計(jì)劃，最大限度的減少對(duì)環(huán)境和大氣的污染。

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［3］鮑衛(wèi)娜，祝亞榮，許敬剛.氣化爐鎖斗系統(tǒng)渣堵現(xiàn)象及處理方法［J］.化工技術(shù)與開發(fā)，2009，（09）.

李浩（1986- ），男，漢族，內(nèi)蒙古赤峰市，本科，主要從事企業(yè)用煤的輸送與管理。