褐煤煤气化碎煤仓的设计

煤炭加工与综合利用No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION73褐煤煤气化碎煤仓的设计刘芳'，王林”，彭书(1.航天长征化学工程股份有限公司，北京1111;2.中国蓝星(集团)股份有限公司，北京100029)摘要:介绍了褐煤在煤气化应用中的优势，并阐述了其基本气化流程。针对褐煤高挥发分、高水分的特点，指出碎煤仓设计应注意的问题。关键词:褐煤;仓库;煤气化;设计中图分类号: TQ546文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2014) 04-0073-031褐煤的气化气化过程中反应速率快、反应活性强、产气量高、随着世界石油资源的日益紧缺和优质煤炭资不黏结，是较为合适的气化用煤S。由于褐煤中源的日益耗竭，褐煤的综合利用问题逐渐引起含有15%~ 50%的水分间，在煤气化过程中，为世界的重视"。我国褐煤资源丰富，已探明的保了蒸发水分，需要消耗和带走热量。因此，为了有储量达1303亿t,占全国煤炭储量的13%，其降低褐煤水分，需对其进行预干燥处理。国内外中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的褐煤干燥脱水技术有管式、流化床式、床辊式、热机械脱水等甲。褐煤脱水提质加工后，水分显77%12.褐煤具有0/C原子比高、内水大、挥发分高、著降低，发热量大幅度提高”。经预干燥后，水灰分高、灰熔点变化大、发热量低、反应活性强分降低到15%左右的褐煤，进入碎煤仓,经磨煤机碾磨出合格的煤粉送入气化炉气化出合成气。等特性引。对于气流床煤气化技术，由于反应温度高，基本流程如图1所示。煤气中基本不存在焦油、酚等会堵塞管道和阀门褐煤一+预干燥碎煤仓的成分，煤中的挥发分经高温裂解成为煤气的有效成分”，因此褐煤的高挥发分对航天炉等粉煤流化床气化技术更有利。磨煤机煤粉+O,+H2O气化炉一→合成气煤气化是在一-定温度、压力下，采用气化剂图1 褐煤气化基本流程(空气、氧气、水蒸气等)对煤炭进行加热分解，使煤中的所含炽热的炭变为游离碳，与气化剂中由于褐煤的水含量和挥发分高，碎煤仓存在游离的碳、氢、氧结合形成CO、CH、H2等可燃易燃、易爆及结露等危险，因此对褐煤碎煤仓的气体。采用不同的气化剂，可产生不同热值的煤设计需要特殊考虑。气。煤的挥发分不同，其反应速度和煤气产量也.2碎煤仓的系统设计不同。由于褐煤的挥发分比变质程度较深的烟煤和无烟煤高，所以与烟煤和无烟煤相比，褐煤在针对褐煤挥发分高的特点，设计中需采取以下措施避免爆炸等危险。收稿日期: 2013-05-302.1惰性气体保护和流化作者介绍:刘芳(1980-), 女天津武清人，2007年毕业于在干燥中国煤化工很容易引起天津大学化学工艺专业，工学硕士,航天长征化学工程股份有限公司工程师。.燃烧爆炸89MHCNMHG水量仍很大，.74煤炭加工与综合利用2014年第4期约为15%，干燥无灰基挥发分约为42%, 挥发出3碎煤仓的工艺设计的可燃气体浓度大，而且干燥后的褐煤温度在3.1煤仓容积80C左右，遇到空气极易燃烧爆炸。如果仓内壁角度不合理，四壁不光滑易积粉，造成系统内温国内多数褐煤气化装置选用典型的移动床、度过高，最终会氧化自燃，导致系统爆炸间。解流化床和气流床煤气化技术。气化炉需要连续稳决褐煤燃烧爆炸的最好办法是将褐煤与空气隔定的供煤系统，以保证气化炉在正常负荷下运行。离。隔离空气最好的办法是持续补充氮气,保持因此，磨前碎煤仓容积的设计需保证预干燥系统微正压状态，使预干燥后的褐煤始终处于惰性气的检修及切换时间内有连续供煤。但煤仓容积不环境中。补充氮气的位置应在煤仓的锥部，以起宜过大，因为褐煤挥发分高，煤气化的需煤量是到流化的作用，防止褐煤在锥部挂粉。氮气进入一定的， 如果容积过大褐煤在煤仓内的停留时间煤仓的流速要尽量小，以减少煤粉飞扬。此外，就会更长。停留时间过长，易导致挥发分聚集，密封不严易导致粉尘泄漏，严重污染环境。另外，引起爆炸等事故。因此，煤仓容积以满足气化炉补充干燥的氮气还可以降低水在煤中的分压，防连续运行2~ 4 h耗煤量的需求考虑。止煤粉结块。3.2煤仓材质2.2煤仓检测煤仓应采用非可燃材料制作，由于碎煤易磨煤仓排风系统需装有-氧化碳含量在线分析损煤仓壁，而且煤中易含有腐蚀金属成分，所以报警及温度报警装置。如果煤仓内碎煤自燃或存可以考虑在煤仓内，尤其在煤仓出口，衬垫材料。在任何燃烧情况，便有一氧化碳产生，排风系统内衬材料可采用不锈钢板等耐腐蚀性强、硬度高、监控装置则会检测出CO，并显示其浓度。当浓耐温性好的材料。对于褐煤煤仓，不能使用聚乙度超过设定限值，系统会提示报警，并补充消防.烯板作为内衬材料。因为如果煤仓内出现燃烧情氮气，防止煤粉燃烧。此套报警装置是后续系统况，聚乙烯板会熔融，堵塞煤仓出口，给后续处顺利进行的重要保证。理带来很大问题。2.3煤仓仓体保温4结语原煤经预干燥系统干燥破碎后，碎煤粒度约为10 mm,温度约为80C.如果碎煤进入煤仓后针对褐煤挥发分高和水分高的特点，采取惰温度降低，当温度低于露点时，碎煤易粘结架桥，性化处理，增加检测装置，仓体保温及振动等方堵塞煤仓出口，导致煤粉输送以及煤气化系统无法，从系统安全和操作方面设计了碎煤仓，达到法连续运行，最终导致停车。因此，煤仓需要有在安全稳定的前提下进行煤气化。保温伴热系统，以维持仓内正常的温度，使煤粉参考文献温度始终高于露点，并处于流化状态以保证后续系统的顺利进行。伴热系统应在整个煤仓外壁均[1] 张旭辉， 刘振强，苗文华。等.中国褐煤在活性焦制备及应用匀分布，使煤仓内部温度稳定。方面的发展前景0I].洁净煤技术，2011, 17 (1);59-61.2.4堞仓振动设备[2赵永飞中国揭煤加工利用浅谈[].洁净煤技术，2009 (6);预干燥后的碎煤粒度约为10 mm，碎煤进入42-44煤仓后，由于粒度过细容易架桥。架桥后，煤仓[3周夏，刘长辉.褐煤气化前的预处理技术[n]. 煤炎加工与综内空间减小，架桥部位上部会累积碎煤，使煤仓合利用，2008 (5):32-36.内流化不均匀。更严重情况发生时，会堵塞煤仓[4] 周 夏，刘长辉。褐煤气化技术适用性分析[n]. 煤突加工与综出口，导致气化炉减负荷运行，甚至停车。因此，合利用，2008 (3):24-27.需在煤仓壁设置空气炮。当发生架桥堵塞时，开[s]李旭辉.浅析揭煤的煤化工技术与应用[n].煤炭加工与综合利用，2009(5) : 38-41启相应的空气炮清堵。为了防止褐煤中的挥发分[6] 汪寿中国煤化工y.化肥设计, 20090与空接触引起爆炸，空气炮应引入氮气。47( s:YHCNM HG煤炭加工与综合利用75No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION高效节能型低氧、低氮化物煤粉燃烧热风炉在褐煤干燥提质生产线的运用吕宜德，吕元(武汉奥杰科技发展有限责任公司，湖北武汉430223)摘要:所述高效节能型扩散式煤粉燃烧热风炉为煤炭干燥提质成型提供低氧、低氮化物可调型、稳定安全的热源。节省了热风炉原煤堆棚与场地，以及煤粉(粒)制备系统。该系统采用了煤粉燃烧多级配风与C0/CO2废气循环风回流技术，稳定供应低氧低氮化物高温热风, .以确保后续系统长期安全稳定的运行。关键词:煤粉燃烧热风炉:煤粉燃烧多级配风技术; C0/CO2 废气循环风回流技术中图分类号: TQ172. 632文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2014) 04-0075-051概述种热风炉都存在供热能力不足、热风温度低且不褐煤是地球的化石固体燃料之中最晚形成的稳定的问题。由于这些炉型严重漏风，渗入的空年轻煤种，其特征为挥发性特别高，决定了烘制气量过大(空气过剩系数偏大)，从而导致烟气这种燃煤时的爆炸性与易燃性非常强。褐煤水分中含氧体积分数过大(> 3%)，易引起后续工非常高，- -般都高达40%左右。煤中的水分存在艺设备内的煤粉爆炸燃烧而造成人身或设备安全形式为结合水(包括结晶水、吸附水)、毛细水(内事故。这是由于投资者在选择热风炉时，不了解在水分)和外表水(外在水分)。其中，内在水褐煤特性，为了省钱，又不注重选择合理、正确分吸附在褐煤内部的毛细孔隙内，在常温下不易的热风炉所造成的。本公司分别采用两种内蒙褐脱除，只有加热到一定温度时，才能逸出。国内煤，一种是大唐五间房褐煤，另一种是内蒙伊敏有相当一部分业主的褐煤热力脱水干燥工艺采用褐煤，在实验室分别做出结果示于表1。表1不同温度下千燥褐煤煤块低温干燥技术。所采用的供热热风炉多种多样，含水率与无基煤挥发分变化总体分为如下几种:其-一，链条炉排型供热炉采烘干机入干燥前无干燥后无干燥前干燥后用下鼓风;其二，简易沸腾炉采用下鼓风;其三，褐煤样品口温度/ 基挥发1 基挥发分1水分/%水分/%可移动型煤粉燃烧机配套耐火砖型热风炉。这几C%30045.5744.7524.78 6.51大唐五间房收稿日期: 2013-042444.8824.7.03褐煤样品基金项目:国家国科部科技型中小企业技术创新基金.0044.9424.78 12.11批准文号:国科发计(021778号43.2942.5122.43 6.79作者简介:吕宜德(1947--), 男，浙江定海人，1982年毕业于内蒙伊敏42.9922.4.84武汉理工大学(原武汉建材学院)硅工专业，武汉奥杰科技发展有43.0622.43 9.51限责任公司董事长，高级工程师。[7]邵俊杰. 褐煤提质技术现状及我国褐煤提质技术发展趋势初探3-6.[D].神华科技，2009， 7 (2):17-22.9] 仇秀国.中国煤化工防止措施[].吉[8] 曾在春.褐煤干燥提质技术浅谈[n]. 化工设计, 2011, 21 (1):林电力，:YHCNMHG