袁争发
晋煤金石化工投资集团有限公司 河北石家庄 050000
摘要：鲁奇的加压气化是通过煤的气化和蒸汽和氧气的气化进行的。鲁奇炉在正常运行过程中，经常因出气口温度过高、炉篦卡死、煤灰锁上、下阀泄漏等原因而被迫停机。分析表明，主要原因是煤的问题，其粒度分布不均匀，活性成分差异较大。加强煤炭质量管理，明确解决了这一问题。煤炭工业的不同组成对鲁奇气化炉的经济运行有重要影响。
关键词：煤炭；工业成分；鲁奇炉；经济运行
煤炭工业的成分不同 时鲁奇炉的经济运行起着至关重要的作用。煤中煤矸石和灰分的含量、炉膛中煤灰的熔点、煤颗粒的大小、挥发性煤的多少：煤中固定碳的含量、原煤的含水率等煤质指标都会影响气化炉的气化效果。
一、分析煤炭成分对鲁奇气化炉的经济运行
1．煤中煤矸石、灰分对鲁奇炉气化的影响。当煤中煤矸石和灰分含量增加时，应适当提高汽氧比，防止气化炉结渣，降低气化炉运行温度，影响气化反应强度，降低蒸汽分解速率，增加污水产量。同时，煤中固定碳有效成分和挥发分含量相对减少，粗气产量减少，排渣带走大量热量，块煤单耗增加。随着煤中煤矸石和灰分的增加，设备的磨损加剧，主要是刮刀、防护板等部件的磨损。由于煤、灰排放频繁，缩短了上下阀的使用周期，增加了维护频率，导致气化炉频繁开停，造成原料浪费，增加了成本。
2．煤灰熔点对鲁奇炉气化的影响。实际运行中，煤灰熔点高，汽氧比低。增加气化炉反应速率，降低污水产量的增加。由于鲁奇气化炉原设计材料的限制，煤灰熔点过高，要减少进入炉内的蒸汽量，这可能会导致气化炉排灰内部构件燃烧。入炉煤灰熔点尽量控制在1150℃≤T≤1250℃。鲁奇气化炉通过最佳的汽氧比来控制炉内反应温度，确定最佳汽氧比尤为重要。汽氧比高，易产生细灰，排灰困难。汽氧比过低容易造成结渣，不能排出灰渣，损害较大。如果气化炉入炉煤灰熔点差异太大，无法确定最佳汽氧比：根据煤的高灰熔点选择汽氧比会导致低灰熔点的煤结渣；相反，根据煤低灰熔点选择汽氧比，将造成高灰熔点的煤灰分细，不利于灰分的排放和气体的排出，同时增加污水的排放量。
3．煤粒度对鲁奇炉气化的影响。鲁奇炉属碎煤加压气化，对煤粉的粒度要求较高。不同粒度的煤在气化炉内气化时，会造成炉内同一床层截面煤的比表面积不同，床层阻力也发生变化。直接影响气化剂的均匀分布，从而导致气化炉煤在同一床层的反应速度不同，而气化炉向下拉动床层排灰却是均匀的，这将导致气化炉内床层紊乱，进而影响气化炉的运行工况和生产负荷。其次，比表面积大的煤块（小粒度煤）因反应不完全和灰渣一起排进灰锁，碳在灰锁中继续反应使灰锁温度升高，导致气化炉产气率下降，同时灰渣中残碳量升高，都会使块煤单耗升高。
4．煤的热值对鲁齐炉气化的影响。影响煤发热量的主要因素是固定碳和挥发性物质。随着煤发热量的增加，灰分减少，有效成分增加，有利于粗煤气生产。但随着发热量提高。氧气供应量一定时．会造成炉内反应速度减慢，煤在炉内停留时间增加，导致干馏层缩短，干燥层缩短或消失，其它各层拉长。气化炉的主要工作指标如下：气化炉出口温度和灰锁温度分别约为450-490℃和330-380℃。在此温度下，挥发性煤在精馏层中产生较多的焦油成分（煤焦油在320℃左右开始生产，在430℃时达到最大），使焦油产量增加，剩下的半焦量减少。有效成分进入气化层减少，减少气化炉煤气产量，增加粗气消耗；相反，如果出口温度能控制在400℃左右，挥发性气化组分就会增加。粗煤气产量将增加，原煤消耗将减少。因此，气化炉的氧气负荷、入炉煤的发热量与块煤的单耗有一定的对应关系。这并不是说煤的碳含量和挥发性含量越高越好。
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5．煤含水率对鲁奇炉气化的影响。原煤的固有水分是固有的，这里没有规定。但是，过多的外部水分不仅增加了煤炭的采购和运输成本，而且对鲁奇气化炉的经济运行也有很大的影响：会堵塞筛板，导致筛分效果不好；块煤表面易粘附末煤，容易造成煤锁蓬料，加煤不畅；进入气化炉炉后影响气化炉工况。另外鲁奇炉煤仓也容易因煤湿而挂壁，造成缓冲能力下降，清理煤仓费用增加。各项煤炭指标不同情况下对鲁奇炉气化过程中的影响不同，影响气化炉经济运行的不只是热值．煤炭成分对其也影响；煤炭热值高的时候，单耗不是最低的；反则，单耗也不是最高的。
二、鲁奇气化炉经济运行的保障措施
针对煤炭质量对鲁奇气化炉经济运行的影响，生产企业应结合生产经验和实际生产情况，采取有效措施，确保鲁奇气化炉运行的稳定性和经济性。
1.集中采购，注意堆放的分类。采购煤炭时，采购人员应提高自己的认识，在明确鲁奇气化炉煤质要求的基础上，认真考虑煤灰的熔点，确保采购的煤灰熔点接近，而不是相差太大。另外，如果购买灰熔点相差较大的煤，应在煤场对煤的灰熔点和煤质进行仔细分析和分类。进入炉前具有类似灰熔点的煤应该混合在一起，而不同的灰熔点的煤应禁止进入气化炉。
2.降低了灰分，提高选矸水平。煤灰分和煤矸石含量较多，不仅增加煤炭采购的成本，还增加了运费，因此，在采购时，采购人员应仔细权衡价格、灰分含量，在可接受的价格范围内购买灰分较少的煤炭。另外，生产企业应采取措施提高选矸水平，避免矸石含量过高，对生产设备造成损坏。也就是说，可以考虑增加选矸人员的数量，以保证选矸质量，提高选矸效率，为鲁齐气化炉的经济运行奠定坚实的基础。
3.控制热量，降低水分含量。在采购时，采购人员还应考虑煤炭的热值和固定碳含量，结合鲁奇气化炉的实际情况，合理采购，尤其不能追求固定碳含量过高，在增加采购成本的同时，不利于气化炉的经济运行。同时，采购时应注重煤块下限率的控制，尽量减少末煤的含量。另外，煤炭运输过程中应加强管理，避免严重挤压、碰撞，提高块煤的利用率。当然，也要注意煤水分的控制，要求生产企业搞好雨雪季节防水工作。
4.提高气化炉性能的措施。（1）提高气化炉的反应温度。温度对化学反应速率有显著影响。随着温度的升高，气化炉内原料的分解、气化和燃烧速度加快。考虑到生产效率和设备维护，气化炉内温度控制在380℃以下，灰色区域和灰色锁定区域温度控制在350℃以下。（2）延长原煤的保留时间。煤在气化炉中的停留时间分为固体停留时间和气体停留时间。固相停留时间是指固体原煤进入气化层加热分解为气体所需要的时间，气相停留时间是指生物质热解产物在热解反应器中停留的气相产物的停留时间。煤的热解经历了两步反应过程。第一种是固态反应，通过快速聚合使化合物脱水。第二种是气体反应，是指中、低分子碳水化合物的热解转化。气体反应的程度与反应温度和停留时间有关。当气相产物的保留时间在较短的保留时间开始延长时，产物中甲醛的气体和原料气体含量显著增加。但当达到一定值后，增长会停滞，这说明留存时间不能盲目延长，通常是300秒到350秒。（3）合理使用煤粉。煤粉灰分低，易气化。宜兰长岩煤粉量大，如果增加一套煤粉收集成型装置加工成煤砖使用，将大大提高气化生产效率。
总之，煤炭质量鲁奇的气化炉的运行经济有很大的影响，因此，企业应提高认识，做好经济运行的气化炉的专业研究，掌握影响气化炉和规律性的经济运行指标，积极采取有效措施，加强相关的生产过程控制，完成相关的生产优化。研究结果表明：煤的灰分熔点、挥发分、灰分、煤矸石、煤的粒度、水分、固定碳等都会影响到鲁旗煤气运行的经济性。为了提高鲁奇煤气率的运行效率，更好地实现生产目标，生产企业应加强对煤炭采购的控制。
参考文献：
[1]郎敏江．探讨煤炭成分对鲁奇气化炉经济运行的影响分析．2017.
[2]孔令坡．浅析煤炭成分对鲁奇气化炉经济运行的影响研究.2018.
论文作者:袁争发
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
标签：气化炉论文; 熔点论文; 灰分论文; 煤灰论文; 煤炭论文; 经济运行论文; 含量论文; 《防护工程》2019年19期论文;