煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响分析

中国化工贸易第5期贸易经济China Chemical Trade2013年5月煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响分析张成(山西潞安煤基合成油公司，山西长治046100)摘要:分析了原料煤的水分、灰分、固定碳和挥发分、粒度、结渣性5种主要工矿因素对PKM气化炉工作性能的影响，提出了针对性的处置措施。关键词: PKM 气化炉煤质 工作性能一、PKM气化工艺简介炉内也不易发生结渣现象。PKM加压气化工艺是-种逆流自热式煤气生产工艺，采用PKM三、提高气化炉工作性能的措施型气化炉为转化设备，原料以依兰长焰煤为主，在表压2.8Mpa、1.升高气化炉反应温度900-1000C温度下，用气化剂(高压蒸汽和氧气)生产粗煤气。产品温度对化学反应速率影响十分显著，气化炉内原料的分解、气化、净化后一部分作为城市燃气，另一部分作为甲醛合成原料气。研究表燃烧，速度都随着温度的升高而加快。处于生产效率和设备维护的综明:原料煤的性能对气化炉工作性能具有显著影响。受开采及储运条 合考虑，压力箱内温度控制在380 C以下，灰区及灰锁罩区温度控制件的影响，长焰煤的煤质常常无法达到工作要求，降低了气化炉工作在 350T以下。的稳定性，限制了生产能力。下面就煤质对气化炉 运行的影响及应对2.延长原料煤的滞留时间措施进行讨论。原料煤滞留时间在气化炉内细分为固相滞留时间和气相滞留时间。二、原料煤质对气化炉工作性能的影响固相滞留时间是指固态原料煤从进入气化室到升温热分解成气体的耗1.水分影响时，气相滞留时间指生物质热解产物中气相产物在热解反应器内的停由于依兰长焰煤采取露天和斜井开采方式，雨、雪季节开采的原留时间。 煤的热解经历两步反应过程。第- -是固相反应，化合物进行煤含水量高，对气化会造成诸多不良影响，突出表现在: (1) 原料煤聚合脱水， 这- - 步属于快速反应;第二是气相反应，指的是中低分子水分过高会导致筛分困难、挂壁、膨料等- - 系列问题，加大气化的难碳 水化合物的裂解、重整等。气相反应进行的程度与反应温度与滞留度。(1) 大量水分汽化造成能耗、氧耗上升; (2) 压力升高增大了时间相关，其中主要影响来自滞留时间。在短滞留时间的起始情况下气化炉负荷，促使煤块崩裂粉化，导致入炉煤中粉煤含量过高; (3) 延 长气相产物的滞留时间，产品中煤气与甲醛原料气的含量明显增加，产生大量含酚废水，加大污水处理的投入。但当达到一-定值后，增长便会出现停滞，说明不能一-味延长滞留时间,2.灰分影响通常为300~350s。原料煤灰分较高时，会降低气化剂及气化产物的传热及传质速度,3.降低灰分与水分进而阻碍原料煤气化，降低燃烧区和气化区的工作温度。与此同时,原料煤需按灰分及粒度等级分仓存贮，入炉前依灰分指标完成精灰区的渗入大量碳核颗粒的燃烧进- - 步升高灰区温度，不但浪费原料，确配煤， 在破碎和筛分前进行矸石筛选降低灰分，入炉煤的灰分要控还会降低煤气产率。同时，原料煤灰分较高，会导致气化床各反应层制在 15%内。针对长焰煤含水高的情况，采用在贮煤场存煤自然脱温度紊乱，灰分燃烧后的排渣及煤气带出热量增加，降低气化炉热效水、 入炉前蒸汽加热滚动筛分的组合方法降低含水量，同时除去大量率。正常情况下，灰区与灰锁罩的温度控制在350C以内，压力箱的煤粉， 控制入炉煤水分低于3%，满足PKM气化操作要求。温度控制在380 T以内。灰区温度的增高，会加速气化炉压力箱和密此外，在入炉煤灰分较高时，气化炉的工作负荷增大，为了使气封材料的老化，降低的密封性能，缩短使用周期。此外，原料煤灰分化炉运行稳定， 需要加强排灰，在除灰系统中增设缓冲装置，缩短灰高导致排灰频繁，加大对气化炉炉篦、阀门、管线、刮板机的磨损，锁排空时间， 增强拍灰系统的适应性。浪费大量的灰锁充压蒸汽和煤锁吹扫蒸汽。4.合理利用粉煤3.固定碳和挥发分影响粉煤的灰分较低、易于气化，是PKM气化炉的优质原料煤种。作为制备煤气的核心成分，固定碳的含量直接影响气化炉的煤气由 于依兰长焰煤中粉煤量较高，如增加一套 粉煤收集成型装置，将其产率。原料煤中固定碳含量高，气化炉运行煤气产率也高。挥发分含加 工成煤砖使用，将大幅提高气化生产效率。量高会提高气化炉的中油和焦油等副产品的产率，加重产品分离负荷，降低煤气产率。参考文献4.粒度影响川于广锁，牛苗任，王亦飞，等，气流床煤气化的技术现状和发展趋势IL现代化工，当气化剂含尘量一-定时， 原料煤粒度减小，会降低气化炉的氧耗、2004，2415): 23-26.121肖键，周永刚，赵虹，混煤燃烧过程中飞灰颗粒排放特性试验II.煤炭学报，2006， 31汽耗，提升设备的经济性。如原料煤粒度过细，将会使气流粉煤含量(6): 794-798.增大、夹带物增多，这样会增大原料损失，出现喷淋冷却器釜底积煤，131 杨麓赵振兴郭琴琴等煤粉加压气化炉对流段换热特性试验I重庆大学学报2111床层结渣和沟流，甚至管束堵塞等一系列故障，影响气化炉的正常气82 -85+102化，加大设备维修难度。141周永刚，肖键，赵虹混煤燃烧过程中温度对颗粒物生成特性影响的研究I.环境科学学报，2007, 27(31: 426-430.5.结渣性影响原料煤的结渣性包括灰熔点和灰性能两个:二级指标，结渣性是直作者简介:张成，山西路安煤基合成油公司，1985 年生，助理工程师。接影响PKM气化炉的气氧比和气化强度，是气化炉的一核 心性能指标。提高灰熔点高，可以相应提高气化炉的工作温度，减低气氧比，减少含酚废水的生产，提高气化炉的运行经济性。原料煤的灰性能会影响气化操作温度范围，原料煤的灰性能好，气化操作温度波动就小，中国煤化工MHCNMH G314中国化工贸易|China Chemical Tradewww.chemmedia.com.cn中国化工信息网