入爐煤質(zhì)對(duì)魯奇氣化爐產(chǎn)氣率的影響

張偉偉

摘 要：對(duì)于氣化產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益而言，煤的碳含量以及灰分是影響兩者的主要因素，在對(duì)煤種進(jìn)行搭配時(shí)，采用科學(xué)、合理的方式，盡可能減少煤的灰分含量，增加煤的碳含量，不斷對(duì)路線進(jìn)行優(yōu)化，加大對(duì)入煤粒度的控制力度，通過這些措施，可極大減少生產(chǎn)費(fèi)用，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，也能滿足時(shí)代發(fā)展的要求?；跉饣癄t，本文對(duì)入爐煤質(zhì)量的要求進(jìn)行了簡述，對(duì)影響氣化指標(biāo)的因素進(jìn)行了分析，對(duì)煤質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系進(jìn)行了探討，本人能力有限，希望能幫助到相關(guān)人士。

關(guān)鍵詞：入爐煤質(zhì);產(chǎn)氣率;氣化指標(biāo);固定碳

基于原煤情況的穩(wěn)定，為提高煤氣的生產(chǎn)量，可全面優(yōu)化參數(shù)得以實(shí)現(xiàn)，這些參數(shù)主要是魯奇氣化爐的參數(shù)，通過這樣的方式，有助于獲得更好的效果。對(duì)于生成有效氣體的反應(yīng)而言，其實(shí)質(zhì)上是分子量的降低，當(dāng)壓力加大時(shí)，有助于有效氣體氣體的形成，隨之形成較大的熱量，在此情況下，有助于減少原煤的氧化消耗。

1 魯奇氣化爐對(duì)入爐煤質(zhì)量的要求

魯奇氣化爐是一種煤氣化裝置，通過對(duì)移動(dòng)床進(jìn)行加壓，促使煤與氣化劑逆流。何謂煤的氣化，就是指在發(fā)生爐中添加一定量的原煤，在一定的反應(yīng)條件下（一般為壓力以及溫度），促使煤中有關(guān)物質(zhì)與水蒸氣、空氣形成反應(yīng)，比如煤中的灰分以及碳含量等，進(jìn)而產(chǎn)生一系列可燃性氣體的過程，這樣的氣體有氫氣、甲烷以及一氧化碳等。一般而言，氣化爐的種類有很多，原煤的類型應(yīng)與氣化爐的種類相符合，以獲取最好的效果?？晒┻x擇的原煤類型有很多，其中主要包括氣煤以及長焰煤等。

2 影響氣化指標(biāo)的因素

從化學(xué)反應(yīng)方面來看，在既定條件下，通過原煤可生產(chǎn)出煤氣，若要確保生產(chǎn)的煤氣符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需確保氧氣負(fù)荷處于合理范圍。若氧氣的負(fù)荷量大于正常值，極容易促使原煤被反應(yīng)成二氧化碳，進(jìn)而造成一定的損失。對(duì)于碳?xì)饣裕魵夂渴欠浅Ｖ匾?，要確保其處于合適的量。如果水蒸氣的含量過大，即便能確保氣化效率，然而，較多的水蒸氣在系統(tǒng)內(nèi)作用時(shí)，會(huì)進(jìn)一步加大水處理壓力，而且所需消耗的能量也隨之加大。對(duì)于影響氣化指標(biāo)的因素，本文主要從煤中水分對(duì)產(chǎn)氣率的影響、煤中灰分對(duì)產(chǎn)氣率的影響、揮發(fā)分對(duì)產(chǎn)氣率的影響、固定碳對(duì)產(chǎn)氣率的影響、原料煤粒度的影響等方面進(jìn)行分析，以供參考。

2.1 煤中水分對(duì)產(chǎn)氣率的影響

一般而言，對(duì)于氧氣的消耗來說，煤中所含水分對(duì)其的影響并不是很大。在所有的煤氣化原料中，水分是主要的原料之一，若煤中水分含量較多，將會(huì)極大降低產(chǎn)氣率，廢水含量隨之也會(huì)增多，在此情況下，導(dǎo)致生產(chǎn)成本費(fèi)用的上升。另外，當(dāng)煤中水分含量增加到一定程度時(shí)，極容易促使粉煤粘附在原煤上，進(jìn)而不利于煤塊的篩分，最終造成入煤粒度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符。所以，為確保產(chǎn)氣率，有效控制煤塊水分含量是非常重要的。

2.2 煤中灰分對(duì)產(chǎn)氣率的影響

在影響經(jīng)濟(jì)效益以及爐運(yùn)行情況的指標(biāo)中，煤中所含的灰分是主要指標(biāo)之一，具體而言，煤中灰分不僅能影響燃燒反應(yīng)，而且能決定氣固相反應(yīng)?；诿簤K表面而產(chǎn)生的氣化反應(yīng)，該反應(yīng)經(jīng)過多個(gè)物理過程以及化學(xué)過程，比如氣體狀態(tài)反應(yīng)物的擴(kuò)散、顆粒的吸附、生成物的擴(kuò)散以及一系列的化學(xué)反應(yīng)等。若煤中含有較多的灰分，將不利于反應(yīng)物以及生成物的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散速率因此而降低，而且能直接影響傳熱效果，導(dǎo)致整體反應(yīng)處于分散狀態(tài)，不利于顆粒氣化反應(yīng)的有序開展，在此情況下，床層之間的溫度得不到保障，極大降低整體反應(yīng)的速率。另外，因?yàn)闋t框處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，促使顆粒有機(jī)會(huì)進(jìn)入灰區(qū)，而這些顆粒屬于碳核類型的，促使煤中的碳與氧氣發(fā)生重燃，基于此，灰區(qū)的溫度相對(duì)較高，原煤的碳含量隨之增多，進(jìn)而沒有充分使用原煤，煤的氣產(chǎn)率因此降低。當(dāng)負(fù)荷一樣時(shí)，當(dāng)排灰量增多時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致熱量的大量損失。若進(jìn)入到氣化爐中的煤，含有較多的灰分，在一定條件下，能促使每個(gè)反應(yīng)的溫度增加，若情況嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)絮亂的現(xiàn)象，致使?fàn)t頭的溫度超出正常范圍，一般能到達(dá)550℃-650℃之間，在氣化爐的出口處，煤氣的溫度因此而上升，吸收掉大部分的熱量，進(jìn)而造成資源的損失。

2.3 揮發(fā)分對(duì)產(chǎn)氣率的影響

對(duì)于氣化爐的運(yùn)行工況來說，煤中揮發(fā)分對(duì)其影響并不是很大，即便增加原煤中的揮發(fā)分，也沒有多大影響，但是對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有一定的影響，具體而言，在增加揮發(fā)分之后，促使焦油產(chǎn)率增加，氣產(chǎn)率減少，而這種焦油是副產(chǎn)品，在此情況下，不利于液體分離，反而加大了裝置的負(fù)荷，最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的降低。

2.4 固定碳對(duì)產(chǎn)氣率的影響

在燃燒與氣化反應(yīng)的過程中，固定碳是重要物質(zhì)，固定碳含量與產(chǎn)氣率有著很大的聯(lián)系。當(dāng)固定碳含量增加時(shí)，產(chǎn)氣率隨之提高，爐運(yùn)行的效果也很好，在此情況下，有著較高的經(jīng)濟(jì)性;當(dāng)固定碳含量減少時(shí)，爐運(yùn)行效果隨之降低，經(jīng)濟(jì)性隨之下降。所以，為獲取較好的產(chǎn)氣率，應(yīng)盡可能提高原煤的固定碳含量。

2.5 原料煤粒度的影響

當(dāng)增加原煤粒度時(shí)，能促使限下效率得以提升，在整個(gè)生產(chǎn)過程中，若氣流中含有較大的粉煤，將直接造成原煤的損失，而且極容易引起一系列問題的發(fā)生，比如排放管線存在堵塞現(xiàn)象，積煤得不到有效冷卻等，若情況嚴(yán)重，不僅能引起管束的堵塞，而且能造成積碳的堵塞，在此情況下，將極大減少設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間，維護(hù)設(shè)備所需的費(fèi)用因此而增加，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提升。

3 煤質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

針對(duì)于原煤組成指標(biāo)而言，在影響經(jīng)濟(jì)效益的因素中，煤中所含的灰分是最主要因素。本文以3.8億m3的煤氣舉例，在確保原煤中粒度以及所含水分大致相同的條件下，對(duì)煤中灰分的變化與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系進(jìn)行分析，詳情如表1所示。

從表1中的數(shù)據(jù)可以得知，當(dāng)煤氣產(chǎn)量相同時(shí)，當(dāng)灰分含量增加時(shí)，入煤含量隨之增加，氣產(chǎn)率隨之降低。具體而言，當(dāng)灰分增加至3%時(shí)，煤氣生產(chǎn)成本隨之增加大約為0.04元/m3，以年煤氣產(chǎn)量為3.8億m3來計(jì)算，每一年提高的生產(chǎn)費(fèi)用大概為1120萬。所以，為有效控制生產(chǎn)成本費(fèi)用，為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)采取行之有效的措施，來降低煤中所含的灰分含量。

3.2 采取的措施

通過上文研究得知，在影響產(chǎn)氣率的指標(biāo)中，灰分含量的影響是最大的，因此，要積極使用現(xiàn)有資源，采取科學(xué)、合理的方式，來減少入煤的灰分含量，具體可以參考以下內(nèi)容：在生產(chǎn)過程中，充分利用配煤，有效搭配上、中層煤，提高煤礦資源利用率，以促使產(chǎn)氣率得以提升;通過有效匹配褐煤以及長焰煤，在很大程度上，能有效減少煤中的灰分含量，有助于提高煤的碳含量，有助于提升經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)氣率也能隨之得以提高;有效控制煤的粒度，比如，可使用脫水的方法，來減少煤中的水分含量，不斷強(qiáng)化篩分環(huán)節(jié)等，以確保煤的粒度不超過6.4mm。

4 結(jié)論

通過以上的分析可以得知，當(dāng)固定碳含量增加時(shí)，產(chǎn)氣率隨之提高，爐運(yùn)行的效果也很好，有著較高的經(jīng)濟(jì)性，因此，為獲取較好的產(chǎn)氣率，應(yīng)盡可能提高原煤的固定碳含量;若煤中水分含量較多，將會(huì)極大降低產(chǎn)氣率，廢水含量隨之也會(huì)增多，導(dǎo)致生產(chǎn)成本費(fèi)用的上升，因此，為確保產(chǎn)氣率，有效控制煤塊水分含量是非常重要的;在生產(chǎn)中，充分利用配煤，有效搭配上、中層煤，提高煤礦資源利用率，可促使產(chǎn)氣率得以提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭慧冬，劉明銳.原煤質(zhì)量對(duì)魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響[J].化工管理，2019（04）：56.