煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響研究

張文濤

摘 要：魯奇氣化爐是煤氣生產(chǎn)的重要設(shè)備，在運(yùn)行中易受煤質(zhì)因素影響。文章分析了煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響，并提出了相應(yīng)的對(duì)策，為保證魯奇氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供了參考。

關(guān)鍵詞：煤質(zhì);魯奇氣化爐;煤氣化爐;經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;分析

0 前言

隨著人們生活水平的提高，對(duì)天然氣的需求量越來(lái)越大，企業(yè)必須加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)的研究。尤其要認(rèn)真分析煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化爐的影響，不斷采取優(yōu)化措施，以提高煤氣生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，滿足人們生產(chǎn)和生活的需要，同時(shí)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 工程案例分析

氣化廠采用魯奇早期加壓氣化工藝，生產(chǎn)城市燃?xì)夂图状肌⒍酌训然ぎa(chǎn)品。自從70年代引進(jìn)以來(lái)，我國(guó)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的掌握和應(yīng)用取得了很大進(jìn)展。而煤種、煤質(zhì)要求是魯奇氣化爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，對(duì)其性能也有一定的影響。近幾年來(lái)，由于煤價(jià)上漲、冬季煤炭緊張等因素，該廠原煤已達(dá)十余種，煤炭品質(zhì)的不穩(wěn)定，給設(shè)備生產(chǎn)能力和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大困難[2]。

2 煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響

2.1 灰熔點(diǎn)效應(yīng)

要保證魯奇氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行，必須控制煤的熔點(diǎn)，一般在1150℃～1250℃之間。過(guò)高的熔點(diǎn)會(huì)燒壞火爐的部件，過(guò)低的熔點(diǎn)會(huì)提高蒸汽的氧比，降低爐溫，導(dǎo)致水份增加，延遲氣化反應(yīng)速度，對(duì)制氣十分不利。

2.2 揮發(fā)性物質(zhì)的影響

煤氣的用途不同，對(duì)煤的揮發(fā)性要求也不同。如煤質(zhì)為燃料，則應(yīng)使用較高的煤質(zhì)，以獲取高熱值和含甲烷氣體。在工業(yè)生產(chǎn)中，可采用揮發(fā)分含量低的煤。魯奇氣化爐揮發(fā)分總體上表現(xiàn)為揮發(fā)分低、收率高、經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)揮發(fā)份高時(shí)，副產(chǎn)物中油和焦油的生產(chǎn)效率提高[3]。

2.3 灰與矸石的影響

煤中有大量的灰分和矸石，燃燒灰化和殘?jiān)自斐蔁釗p失，從而降低煤的熱效率。與此同時(shí)，為了避免氣化爐渣的產(chǎn)生，在生產(chǎn)中通常會(huì)降低氣化爐溫度，降低氣化強(qiáng)度，減少粗煤氣的產(chǎn)生。此外，灰分含量高還會(huì)影響反應(yīng)產(chǎn)物的熱擴(kuò)散速率，影響固體內(nèi)部和表面氣化反應(yīng)，增加碳核進(jìn)入灰區(qū)的幾率，提高灰鎖溫度，干擾反應(yīng)層的正常工作，影響氣化爐的正常運(yùn)行[4]。

2.4 煤粒度效應(yīng)

煤中粒徑超過(guò)50毫米的煤粉實(shí)際上會(huì)影響氣化反應(yīng)的進(jìn)展。當(dāng)煤粒小于12毫米時(shí)，小煤粒往往會(huì)填滿大煤隙，使小煤粒集中于中央，均勻度降低，局部阻力增大，影響了氣化劑的正常通過(guò)，造成氣體產(chǎn)量降低，爐體局部過(guò)熱，造成結(jié)塊、殘?jiān)惹闆r。結(jié)果表明，為了保證魯奇氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行，煤粒度和含煤量的指標(biāo)為：煤粒度5～13mm<10%、13～25mm為30%、25～50mm為30%、>50mm為30%。

另外，含水率和固定碳含量對(duì)魯奇氣化爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定的影響。煤炭由于含水率高，不僅會(huì)產(chǎn)生滯粉效應(yīng)，而且蒸汽氣化會(huì)增加耗氧量，增加污水處理費(fèi)用[5]。此外，煤中固定含碳量對(duì)魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響還有待于進(jìn)一步研究，以確定合理區(qū)間。

3 魯奇氣化器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保障措施

3.1按集中采購(gòu)和重熔地點(diǎn)分類堆放

針對(duì)魯奇氣化爐對(duì)煤的特殊要求，應(yīng)以煤灰熔點(diǎn)作為主要控制指標(biāo)，盡可能集中采購(gòu)熔點(diǎn)相近的煤。對(duì)于灰熔點(diǎn)不同且采購(gòu)困難的情況，應(yīng)在煤場(chǎng)按煤質(zhì)、灰熔點(diǎn)等進(jìn)行分類，進(jìn)爐前合理調(diào)配灰熔點(diǎn)相似的煤。在氣化爐中應(yīng)盡量避免頻繁地切換使用不同灰熔點(diǎn)的煤，以促進(jìn)氣化爐最佳氧比的選擇和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.2 降低次組分，增強(qiáng)選矸力

灰和石子沒(méi)有使用價(jià)值，增加了運(yùn)輸費(fèi)用。煤矸石的采購(gòu)應(yīng)按價(jià)格合理控制灰分，灰分含量越低越好。此外，選煤時(shí)要增加人力選煤能力，矸石含量過(guò)高，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的運(yùn)行周期，導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)頻繁，停機(jī)頻繁。氣化爐維護(hù)頻率的增加，將給企業(yè)帶來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工成本的費(fèi)用支出，同時(shí)氣化爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 嚴(yán)格實(shí)施灰分、水分控制

原煤按灰分和粒度分級(jí)存放，入爐前根據(jù)灰分指標(biāo)配制合適的煤種，破碎篩前降低灰分，入爐后控制灰分在15%以內(nèi)。長(zhǎng)焰煤水份高時(shí)，煤場(chǎng)儲(chǔ)存煤的自然脫水，入爐前采用蒸氣加熱與滾動(dòng)體相結(jié)合的方法，在降低含水率的同時(shí)，除去大量的煤粉，使入爐煤水份低于3%，滿足氣化作業(yè)的要求。煤渣含量高時(shí)，氣化爐的工作負(fù)荷增大，為了穩(wěn)定氣化爐的運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)排灰，在排灰系統(tǒng)中增設(shè)緩沖裝置，以縮短排灰時(shí)間，提高排灰系統(tǒng)的適應(yīng)性。

3.4 合理選擇熱值，確保煤的粒徑

為避免盲目追求固定碳含量過(guò)高、原料成本過(guò)高、氣化爐運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等情況，通過(guò)購(gòu)買固定碳含量或煤熱值來(lái)合理選擇魯奇氣化工藝煤。在采煤過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制塊煤的最低采煤量，使最終煤量盡可能少，同時(shí)在運(yùn)輸、裝卸、氣化爐進(jìn)入過(guò)程中，盡量減少不必要的沖突和擠壓，使塊煤發(fā)揮最大效益。另外，煤廠在雨雪季節(jié)應(yīng)加強(qiáng)原料煤的防水處理，可覆蓋雨水或存放在煤倉(cāng)，避免進(jìn)廠二次取水，滿足氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大，因此，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，掌握氣化路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)和規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，積極優(yōu)化相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。煤炭的回熔點(diǎn)、揮發(fā)分、灰分和矸石、煤粒度、含水率、固定碳等對(duì)魯奇氣化率運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有影響，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定對(duì)上述因素的最優(yōu)控制范圍，為煤炭進(jìn)入火爐前的處理提供依據(jù)。為提高魯奇氣化率運(yùn)行效率，更好地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)采購(gòu)過(guò)程的控制，充分考慮影響氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素，在條件許可時(shí)，采購(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)，采購(gòu)的煤要滿足氣化爐生產(chǎn)的要求。

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（伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司，新疆 伊犁 835000）