煤種對魯奇爐氣化的影響

王智（伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧835000）

隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視能源方面的多樣化發(fā)展，科學合理的開發(fā)和利用能源能夠促進社會的可持續(xù)發(fā)展。魯奇爐以及加壓煤氣生產工藝得到了很好的發(fā)展。魯奇爐在研究早期是以褐煤為研究對象的，這類煤的品質是很高的，所以魯奇爐在研究成功之后，對煤的品質要求很高。這也成為了魯奇爐生產工藝中的一個弊端。

1 煤種和煤質對魯奇爐生產工藝的影響

煤種和煤質的概念是不一樣的，在原煤中有各種各樣的種類這是指煤種，在同種煤炭中包含有效成分的比例稱為煤質。在具體的生產工藝中不存在最好或者最差的煤種或煤質，因為針對不同的生產工藝對煤的要求是不同的。一些弱粘連性煤炭的價值是很低的，但是在魯奇爐生產工藝中它非常容易加工。煤的種類非常多，不同的煤在氣化爐中的反應也不盡相同，魯奇爐中常用的煤有褐煤、肥煤以及焦煤等。文章針對某些煤的幾項指標進行了分析。

1.1 煤炭的灰熔點

煤炭與純凈物不一樣，它不像純凈物一樣有固定的熔點，所以灰熔點的概念就出來了，灰熔點即煤灰的熔融性，它沒有固定的數值，而是在一定的范圍內。當煤炭中的無機物分解，并且煤炭發(fā)生變形融化，那么就達到了其熔點。熔點不同魯奇爐內的溫度也是不同的，所以魯奇爐的溫度要根據煤炭的灰熔點進行調節(jié)，其溫度的調節(jié)是至關重要的，一般情況下溫度是控制在煤灰變形和變軟之間。溫度過高或者溫度過低都會對魯奇爐產生不好的影響。如果煤炭的灰熔點高的話，就要采取降低汽氧比的措施來提高魯奇爐內的溫度，這時候如果溫度超過爐所承受溫度的極限，那么就會對爐內的設備有影響，甚至會損壞氣化爐，魯奇爐所能承受的最高溫度一般是1300℃。如果煤炭的灰熔點比較低，那么要采取提高汽氧比的方法來降低爐內溫度，這時候如果掌控不好溫度，煤炭殘渣就會由于溫度低而粘在爐內部。所以為了更好的適應魯奇爐的局限性以及更好的保證其正常運行，要精準的控制爐內溫度。煤炭的不同結構不同部位的灰熔點是不一樣的，所以在加壓氣化之前要事先對煤炭進行處理并且要時刻關注爐內的汽氧比例，根據不同的灰熔點對爐內汽氧比進行調節(jié)。

1.2 煤炭的揮發(fā)分

揮發(fā)分顧名思義是指煤炭內含有的易揮發(fā)物質的成分。揮發(fā)物質一般包括水分子以及氣體分子。煤炭在經過氣化爐之后，其揮發(fā)物質會有一定程度的減少。在經過氣化爐之后，由于其烴類以及有機物有所揮發(fā)，所以它存在一定程度的變質。揮發(fā)分與變質程度是成反比的。煤炭的揮發(fā)分與煤炭的灰熔點大同小異，都與煤種有聯(lián)系，煤種不同其揮發(fā)分不同。褐煤的揮發(fā)分范圍在40%～70%，而貧煤的揮發(fā)分在17%以下。根據煤炭的揮發(fā)分可以準確的判斷其用途，并且能夠很好的控制其生產過程。如果把煤作為廚房燃料，那么就要找含甲烷等熱量氣體的煤種，如果把煤作為工業(yè)生產用料，那么就要找含低揮發(fā)性物質的煤種。所以，對煤種的揮發(fā)分進行掌握和了解是至關重要的。

1.3 煤炭的灰分

煤炭的灰分與氣化爐中的爐渣有著直接聯(lián)系。煤炭燃燒過后剩余物質所占的比例即灰分?；曳种械某煞钟绊懼禾康娜紵阅?，如果煤炭的灰分增加、矸石含量增加，那么爐內的殘渣溫度就會很高，這是因為煤炭在燃燒時吸收熱量而造成的，這樣不利于保留熱能，甚至會造成熱能的損失。在爐內加入一些氣化劑、降低其溫度或者是提高汽氧比例都能夠有效的避免廢渣粘連在爐內部。由此可以看出，煤炭的灰分對爐內影響很大，所以要密切關注其灰分。

1.4 煤炭的水分

水分顧名思義是指煤灰預處理之后所含的水分。其水分包括了內部、外部、煤粒中的水分。為了保證更高層次的干燥，在加壓氣化時，爐身的溫度要相對高一些，而爐內的溫度相對低一些。其溫度的高低都是相對于正常氣壓來說的。煤炭的水分在加壓氣化過程中是有積極影響的，首先，其水分起著一定的輔助作用，起床，其揮發(fā)性與水分有著很大的關系，揮發(fā)性好能夠保證其氣孔率大，從而保證氣化速度以及煤氣產生速度都加快，這樣就極大的保證了煤氣的質量。

1.5 煤炭中的固定碳

固定碳是存在于焦渣中，焦渣是煤氣化之后產生的。碳是煤炭所有成分中比較有效的一種物質。煤氣的高效生產離不開高含量的固定碳，固定碳的含量越高越能夠保證煤炭較低的灰分以及揮發(fā)分。煤炭固定碳的高含量固然是好，但是過高的固定碳可能會給生產帶來安全隱患。因為高含量的固定碳在加壓氣化過程中需要的氧氣比較多，這時候如果氧氣供給不足，那么就會增加其停留時間、增加其溫度和壓力，從而帶來安全隱患。除此之外，比較復雜的煤種由于其產生大量的廢水會導致治理廢水的成本增加。

1.6 煤的粒度影響

魯奇氣化工藝對煤的粒度有著一定的要求，如果煤的粒度過大就會導致反應進行不徹底以及耗能增加等。煤的粒度一般是控制在500mm以下，但是其粒度也不能過小。在具體加壓氣化過程中經常會出現床層不均現象，這會導致阻力不均勻從而影響氣體的產量和質量，并且由于其溫度不均勻還會造成結渣以及溝流等情況。造成上述現象的原因是顆粒不均勻、大小顆粒互相填充。

2 科學合理的選擇煤種

上述內容中的粒度適用于各種煤種，即所有煤種對粒度都是有一定要求的。小顆粒度的煤粉以及碎煤等是魯奇爐生產工藝中常用的煤，這些煤的粒度一般是在6～50mm 之間，這個粒度范圍的煤在魯奇爐生產工藝中比較容易加工，并且其粒度范圍比較大，從而比較容易控制粒度。對煤炭的粒度進行有效的控制，能夠保證其在床層上分布均勻，從而能夠有效的保證充分的燃燒，促進反應充分的進行，加快其反應和生產速率，最大限度的提高氣體的生產產量。煤炭粒度的不同會導致殘渣不同，即使是同樣煤種同種情況，也會有一定的差別。根據具體的操作實驗得出，當粒度大于50mm 時，其反應進行的不徹底，氣體產量不高，熱能消耗會比較大。如果粒度小于13mm，機會出現床層分布不均勻、阻力不均勻、粘連等情況，從而導致生產過程不能夠順利進行，甚至會損壞設備。煤種不同其魯奇爐的生產工藝也不同，所以在操作之前一定要對煤種進行選擇。首先要根據生產的需求來選擇不同的煤種，其次，在具體操作之前要對煤料進行預處理，并且要了解和掌握其灰熔點，這樣才能夠有效的調控汽氧比例，再次，要對灰分以及揮發(fā)分進行掌握，并且最大限度的降低灰分，提高揮發(fā)分，這樣才能夠提高生產效率、節(jié)省生產成本。最后，要確定其粒度，根據具體的實驗要求，確定其粒度并且確保均勻分布在床層。通過科學合理的選擇煤種，能夠極大的保證魯奇爐安全正常的運行。

3 結語

由以上可知，魯奇爐生產工藝對煤種有著一定的要求，有關人員在具體操作之前一定要根據要求選擇煤種，并且了解煤種的各種指標，這樣才能夠保證后續(xù)工作順利高效的完成。社會在不斷進步，科技在不斷發(fā)展，相信未來的某一天煤炭生產工藝會更上一層樓。