生產(chǎn)異常時焦?fàn)t煤氣熱值下降情況分析

王志剛

摘 要：通過焦化廠煉焦系統(tǒng)的一次限產(chǎn)，探討分析焦?fàn)t煤氣熱值下降的原因，提出相應(yīng)的解決辦法，避免煤氣熱值下降給后續(xù)冶煉系統(tǒng)帶來風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；熱值；可燃成分；爐頂空間溫度

1 異常情況過程簡介

2015年中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年紀(jì)念活動期間，因環(huán)保壓力，9月1日開始某焦化廠響應(yīng)某市應(yīng)急預(yù)案實行悶爐限產(chǎn)。結(jié)交時間逐步延長到40h以上。9月4日開始逐步恢復(fù)生產(chǎn)，9月8日恢復(fù)到正常水平。其間，后續(xù)用戶都有不同程度的減產(chǎn)停產(chǎn)。

2 焦?fàn)t煤氣的取樣成分分析及比較

經(jīng)煤氣取樣化驗分析（參見表1），悶爐后焦?fàn)t煤氣熱值逐漸下降，到9月2日明顯下降。焦?fàn)t煤氣中的最主要成分之一甲烷最低值只有標(biāo)準(zhǔn)值的55%，氫氣含量最低值只有標(biāo)準(zhǔn)值的77%。由于兩個高熱值的成分少，焦?fàn)t煤氣熱值最低值只有 12222kJ/m3（正常值為17 228kJ/m3）。

3 焦?fàn)t煤氣熱值下降的原因分析

正常情況下：從每個炭化室逸出的焦?fàn)t煤氣的組分是隨結(jié)焦時間的不同而不同的，但因煉焦操作是一個連續(xù)過程，所以整座焦?fàn)t發(fā)生的焦?fàn)t煤氣的組分基本上是穩(wěn)定的，不會有太大變化。但如果煉焦生產(chǎn)操作發(fā)生異常，不能正常按計劃出焦、裝煤，其焦?fàn)t煤氣組成和發(fā)生量也會隨之發(fā)生變化。

現(xiàn)在，我們就從悶爐限產(chǎn)的情況來分析一下：

（1）因悶爐限產(chǎn)，不對焦?fàn)t進行出焦和裝煤的操作，導(dǎo)致焦?fàn)t煤氣在炭化室內(nèi)停留的時間延長，致使焦?fàn)t煤氣中的高熱值成分（如苯族烴、酚等）發(fā)生進一步分解，變相增加了焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量。同時，因爐頂空間溫度的升高，碳?xì)浠衔锖苋菀追纸?，使煤氣中的低熱值的CO含量增加，而高熱值的H2、CH4含量減少。煤氣中的 CO含量較高，苯族烴類含量偏低，由于苯族烴類的熱值高于CO，所以焦?fàn)t煤氣熱值呈下降趨勢。

（2）在悶爐期間，調(diào)整不好碳化室會出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，加上焦?fàn)t老化，爐頂空間溫度的升高爐墻石墨被燒掉，就會使燃燒室壓力高于碳化室，就會有大量的燃燒廢氣由燃燒室流入碳化室。其次，因爐門等處密封不嚴(yán)碳化室吸入空氣，使得部分焦?fàn)t煤氣在炭化室內(nèi)燃燒，這也會導(dǎo)致炭化室內(nèi)的溫度升高，同時焦?fàn)t煤氣被燃燒廢氣沖淡，使氮氣和二氧化碳的含量顯著增加，熱值下降。換句話說：焦?fàn)t煤氣中的可燃成分遇到氧氣燃燒掉了一部分，變成了低熱值的一氧化碳和廢氣、水等，導(dǎo)致煤氣中有效成分的含量進一步降低，氮氣和二氧化碳的含量增加。從表1中的煤氣分析數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)：二氧化碳和氮氣含量持續(xù)升高。

（3）在悶爐期間，碳化室焦炭到了成熟后期，煤氣發(fā)生量急劇減少。

4 在該市取消環(huán)保應(yīng)急預(yù)案后，焦化廠迅速組織恢復(fù)生產(chǎn)，并采取以下措施迅速提高焦?fàn)t煤氣熱值

（1）適當(dāng)降低煤氣風(fēng)機吸力，提高各焦?fàn)t集氣管壓力，從而使碳化室壓力高于燃燒室，杜絕燃燒室廢氣進入煤氣外送系統(tǒng)。

（2）提高裝煤量，強化裝平煤操作，降低爐頂空間高度，從而達到降低爐頂空間溫度的目的，減少焦?fàn)t煤氣中各高熱值組分在碳化室的分解。

（3）組織人員采取各種措施封堵焦?fàn)t爐體、爐門等，減少因密封不嚴(yán)進入系統(tǒng)的空氣。

（4）逐步提高爐溫，縮短結(jié)焦時間到正常水平，提高煤氣發(fā)生量。

采取如上幾項措施后，焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、熱值迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)，如表2所示。

5 結(jié)語

通過對焦?fàn)t煤氣熱值下降情況的分析，可以得出如下結(jié)論：

煉焦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，不能正常出焦和裝煤時，要及時對煤氣熱值進行認(rèn)真分析比對，及時調(diào)整焦?fàn)t加熱制度和壓力制度，保持爐頂空間溫度不高于850℃，保持炭化室為正壓，避免炭化室由加熱系統(tǒng)竄入廢氣和由于爐門等處密封不嚴(yán)而吸入空氣；恢復(fù)生產(chǎn)后應(yīng)及時采取相應(yīng)的措施，焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、熱值會很快恢復(fù)。

參考文獻

[1]蔣衛(wèi)剛.焦?fàn)t煤氣熱值下降成因分析與探討[J].冶金動力，2012，（4）：24-25.

[2]陳玉村，錢虎林，邱全山，等.降低7.63m 焦?fàn)t爐頂空間溫度的方法[J].燃料與化工，2010，（6）：12 -14.