五環(huán)爐在煤化工技術(shù)應(yīng)用方面的綜合評價

摘 要：隨著技術(shù)的不斷革新，五環(huán)爐煤化工技術(shù)在技術(shù)改造中處于改革的風(fēng)口浪尖，一直以來通過五環(huán)爐煤化工技術(shù)，創(chuàng)造出了不小的經(jīng)濟收益和技術(shù)成果。根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù)，通過五環(huán)爐在煤化工方面長期運行，整理其相關(guān)的參數(shù)，可以明顯的可以得出：在進行五環(huán)爐煤化工技術(shù)改進后，設(shè)備的各項運行指標(biāo)達到了、甚至超過了預(yù)定設(shè)計指標(biāo)，這表明五環(huán)爐在煤化工技術(shù)改造中發(fā)揮著重大作用。隨著新型煤化工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，五環(huán)爐技術(shù)的高速發(fā)展，進一步促進了國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)。僵硬的提升了整個化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)運用水平，節(jié)約了運營成本，為將來的化工生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)，為當(dāng)下創(chuàng)造出更大的利益。就當(dāng)下來說五環(huán)爐技術(shù)非常適用于煤化工技術(shù)的改造，用新型的五環(huán)爐技術(shù)可以高效的完成煤化工的各項指標(biāo)，達到預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：五環(huán)爐;煤化工技術(shù);技術(shù)改造

在現(xiàn)代化工程應(yīng)用領(lǐng)域中煤化工技術(shù)處于舉足輕重的地位，推動煤化工技術(shù)的發(fā)展，也相當(dāng)于推動現(xiàn)代化工程發(fā)展。就煤化工技術(shù)領(lǐng)域來說，其最重要的核心地位就是煤氣化技術(shù)。我國掌握煤氣化技術(shù)的核心過程經(jīng)歷了很長一段時間，從發(fā)展初期在國外引進技術(shù)，到現(xiàn)在國內(nèi)能夠自己掌握、獨立攻關(guān)相關(guān)的煤氣化技術(shù)，其中付出了無數(shù)人的心血。隨著我國工藝水平的不斷提高，研發(fā)了一系列煤化工新產(chǎn)品。在當(dāng)前國內(nèi)開發(fā)的煤氣化技術(shù)中，有航天爐、晉華爐、清華爐、東方爐、神寧爐以及五華爐等等，其中五環(huán)爐是中國五環(huán)工程有限公司與河南能源化工集團共同研制、共同開發(fā)的，與其他煤氣化技術(shù)產(chǎn)品相比，五環(huán)爐更為具備自主的知識產(chǎn)權(quán)。五環(huán)爐一經(jīng)研發(fā)，就被廣泛應(yīng)用于煤化工產(chǎn)業(yè)。最初的煤炭設(shè)計處理量為1097t/a煤，在運行成果調(diào)研中五環(huán)爐成功達到預(yù)定目標(biāo)。在五環(huán)爐試運行過程中，不斷進行相應(yīng)的技術(shù)改造，經(jīng)過2017年五環(huán)爐經(jīng)過技術(shù)改造之后，在實驗運行周期上表現(xiàn)出色，最長運行周期已達100天以上，滿足生產(chǎn)的需求。另一個方面煤化工技術(shù)是發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的核心之一，在整體氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、煤化工產(chǎn)品技術(shù)、新型燃料電池等領(lǐng)域，五環(huán)爐都有應(yīng)用，運行的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)表明：五環(huán)路在其技術(shù)發(fā)展上有著特定的優(yōu)勢，可以大量推廣應(yīng)用，改變整個化工領(lǐng)域的面貌，推動煤化工技術(shù)的發(fā)展和革新。

1 五環(huán)爐的高性能

1.1 五環(huán)爐相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與預(yù)定指標(biāo)的對比

在設(shè)計初期，五環(huán)爐到預(yù)定指標(biāo)為碳的轉(zhuǎn)化率要達到98.5%以上，五環(huán)爐中氣體有效成分（CO和H2）要達到90%以上，預(yù)定的比氧消耗量為300m3，比煤消耗量為512kg。在實際運行的過程中，五環(huán)爐出色達到了預(yù)定目標(biāo)，其中有效氣體成分高達92.5%，比氧消耗料和比煤消耗量均優(yōu)于設(shè)計值。在不斷推行的技術(shù)改造中，一氧化碳和氫氣的比值也有所降低，意味著在后續(xù)的煤化工轉(zhuǎn)化工作中，受的壓力更小，轉(zhuǎn)換效率更高，能夠產(chǎn)生較大利益。

1.2 五環(huán)爐與其他爐型的比較

根據(jù)批量的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)五環(huán)爐其他爐型相比適應(yīng)進料范圍更廣，處理能力更強，適合當(dāng)下煤化工技術(shù)的廣泛運營。在溫度、壓力、煤顆粒數(shù)據(jù)比較中，五環(huán)爐提供的數(shù)據(jù)遠遠超過了其他爐型的數(shù)據(jù)。這表明五環(huán)爐在技術(shù)層面上具有更高的地位，相關(guān)技術(shù)更加優(yōu)化，應(yīng)用性更強，實施范圍更廣。在數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)五環(huán)爐能夠承受較大范圍的溫度變化，以及較大范圍內(nèi)的壓力變化，是氣化爐型中的佼佼者。

1.3 五環(huán)爐技術(shù)改造前后對比

新興發(fā)展的五環(huán)爐存在缺陷，運行一段時間后經(jīng)過改造，改良了原先工藝，使得工程更加優(yōu)化。原有的五環(huán)爐技術(shù)的技術(shù)是氣流床氣化工藝，采用的工藝方式為干粉氣化與濕法激冷洗滌法組合。該項技術(shù)在運行過程中，工藝問題較多。雖然該五環(huán)爐實現(xiàn)了濕法激冷洗滌，但是產(chǎn)生的成品--粗煤氣中富含大量飽和水汽，這些水汽能為下游轉(zhuǎn)換裝置節(jié)約蒸汽，雖然能夠節(jié)約資源，但是在后續(xù)運行過程中，五環(huán)爐的激冷盒上部構(gòu)件空間內(nèi)有一定量的積灰，合成后的成品積灰嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量以及工作的效率，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)和系統(tǒng)長周期的運行。經(jīng)過改造后，新型五環(huán)爐的技術(shù)特點是氣流床氣化工藝，相對于原本的濕法激冷洗滌變?yōu)榱孙柡痛置簹饧だ湎礈臁Ｔ擁椆に嚲C合了濕法激冷的一些優(yōu)點，并對它的不足和缺陷進行改良。整合優(yōu)點方面產(chǎn)品粗合成氣中的水蒸氣含量并沒有降低，這樣就可以保證下游變化裝置水器的需求量。相對于改造之前工藝流程新型五環(huán)爐增加了合成氣壓縮機及有關(guān)合成器洗滌設(shè)備，并隨之增加了一定的設(shè)備投資費用，改良后的五環(huán)爐整體效果頗為明顯。在投入生產(chǎn)試運行的100天內(nèi)，徹底解決了五環(huán)爐內(nèi)部空間積灰問題，在運行的100天內(nèi)，原有的積灰產(chǎn)生在激冷罐上部，改良后不影響成品質(zhì)量和系統(tǒng)運行，彌補了先前產(chǎn)品積灰的缺陷。

1.4 技術(shù)改良后與Shell氣化爐的關(guān)對比

綜合數(shù)據(jù)面前可以發(fā)現(xiàn)，五環(huán)爐相對于shell爐工藝流程更加優(yōu)化。shell氣化爐采用的是干法除灰，五環(huán)爐采用的是濕法除灰，使用濕法除灰的好處是使得煤化工黑水處理量大，減少了設(shè)備的投資以及運營維護的成本。但是shell氣化爐也有其自己的優(yōu)點，由于shell氣化爐采用的干法除灰方法，黑水處理中不會帶有合成氣中的飛灰，降低了黑水處理的難度。相對于五環(huán)爐采用的水激冷卻除灰法，合成氣種很大程度上的飛灰都繼續(xù)進入黑水中，加大了黑水處理的難度，這些飛灰都需要繼續(xù)在黑水系統(tǒng)中進行處理。由于飛灰顆粒細，數(shù)量較多，處理起來相對繁瑣。但是就其他方面看，五環(huán)爐要比shell氣化爐更加出色。黑水中攜帶飛灰問題也是下一步五環(huán)爐技術(shù)改造中的關(guān)鍵點，相信在相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)攻關(guān)之后，五環(huán)爐的性能能夠更加出色。

1.5 五環(huán)爐長周期運行后相關(guān)展望

在五環(huán)爐長期運行以來的相關(guān)控制指標(biāo)中，各項含量指標(biāo)正常，達到了預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo)。改良后的五環(huán)爐，適應(yīng)能力強，減少了設(shè)備投資以及維護成本。五環(huán)爐有國內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)，專利成本較低，相對于其他氣化爐節(jié)約成本在一倍左右，更有利于投資生產(chǎn)。五環(huán)爐是一門新興的煤氣化工技術(shù)，擁有更加廣闊的平臺。加上它本身周期運行時間長，建設(shè)投資少，營運維護費用低相關(guān)特點使得五環(huán)爐在實際運用過程中表現(xiàn)的更加出色。經(jīng)過長周期的運行檢查后，經(jīng)過五環(huán)爐處理的煤化工煤種已經(jīng)多達十余種，各項數(shù)據(jù)指標(biāo)表明，有的煤種灰分含量達到20%。通過后續(xù)的煤種配比技術(shù)以及煤種處理手段，可以試燒大部分煤種，推動了我國煤化工產(chǎn)業(yè)試驗的進步。在目前的五環(huán)爐運行中，得出的綜合數(shù)據(jù)非常適合在我國推廣應(yīng)用，相信在未來的市場上五環(huán)爐能夠占據(jù)更加穩(wěn)定的地位，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。

2 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新材料和新技術(shù)不斷推陳出新，為了更加有效適應(yīng)于生產(chǎn)，需要對相關(guān)的設(shè)備進行不斷的檢修維護、升級優(yōu)化，將舊設(shè)備和工藝及時去除，確保煤化工產(chǎn)業(yè)能夠平穩(wěn)優(yōu)化的進行。五環(huán)爐作為新興的煤化工科學(xué)技術(shù)，需要在不斷試行過程中找到問題，進行檢修升級，不斷改良工藝，使其相關(guān)技術(shù)日益完善。目前來說煤化工產(chǎn)業(yè)處于轉(zhuǎn)型期，五環(huán)爐正是該轉(zhuǎn)型期的主角，把握住這個機遇，就能夠快速推動煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及推動五環(huán)爐有關(guān)技術(shù)研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展進程，更好的帶動整個煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，帶動產(chǎn)業(yè)區(qū)域就業(yè)發(fā)展，創(chuàng)收更高的利益，推動煤化工產(chǎn)業(yè)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

郭佳（1990- ），女，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科：單位：北京眾聯(lián)盛化工工程有限公司太原公司。