拓展魯奇加壓氣化爐的原料來(lái)源

★加工轉化★拓展魯奇加壓氣化爐的原料來(lái)源王海1)張麗華2)陳曉春3(1.哈爾濱氣化廠(chǎng),黑龍江省哈爾濱市道里區,150076;2.哈爾濱燃氣工程設計研究院,黑龍江省哈爾濱市道里區,150076;3.北京化工大學(xué)1號信箱,北京市朝陽(yáng)區,100029)摘要通過(guò)對長(cháng)焰煤、褐煤1號、褐煤2號、長(cháng)焰煤與褐煤1號配合煤的物化性能等測試,用多次實(shí)驗的結果說(shuō)明褐煤2號和配合煤可用做PKM氣化爐原料。認為加壓氣化爐的原料拓展是可行的,對保證企業(yè)的正常生產(chǎn)、提高氣化效率、提高企業(yè)經(jīng)濟效益都有益處。關(guān)鍵詞PKM氣化爐影響因素物性測試實(shí)驗研究原料拓展1哈爾濱氣化廠(chǎng)的煤質(zhì)要求化廠(chǎng)的經(jīng)濟效益具有重要的現實(shí)意義哈爾濱氣化廠(chǎng)PKM氣化爐原料煤質(zhì)量指標如哈爾濱氣化廠(chǎng)1993年引進(jìn)德國魯奇加壓氣化表1所示。該氣化爐設計日產(chǎn)煤氣160萬(wàn)m3,年需裝置,其關(guān)鍵設備無(wú)粘破裝置的設計只適合長(cháng)焰煤,6.3~-50mm的長(cháng)焰煤71.38萬(wàn)t,對煤質(zhì)的理想要用煤范圍很窄。裝置自投產(chǎn)以來(lái),采用的原料來(lái)源求為水分<9%,灰分<26%顆粒限下率<3%‰。投于依蘭煤礦無(wú)粘結性的長(cháng)焰煤,雖然運行效果穩定產(chǎn)以來(lái),一直用依蘭無(wú)粘結性長(cháng)焰煤,單一的原料路但單一的原料供應路線(xiàn)難以適應企業(yè)發(fā)展的要求。線(xiàn)和原料煤灰分指標很難達到設計要求,嚴重影響隨著(zhù)依蘭煤礦開(kāi)采量和儲量的動(dòng)態(tài)變化,低粘結長(cháng)氣化效果和經(jīng)濟效益。焰煤的長(cháng)期穩定供應難以保證,而哈爾濱地區煤礦2影響氣化效率的主要因素的褐煤儲量豐富。因此,哈爾濱氣化廠(chǎng)在對引進(jìn)設備進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的同時(shí),為使PKM氣化爐適應國2.1操作條件的影響內煤礦資源結構的需要,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、拓展氣化裝置從化學(xué)工程角度分析,在一定條件下,要用原料的新原料路線(xiàn),釆取調整氣化裝置的運行策略,配套煤生產(chǎn)出滿(mǎn)足要求的合格煤氣,必須維持一定的氧改造煤氣的后處理工藝。本文主要以哈爾濱部分煤氣負荷。氧負荷過(guò)大,將導致原料煤轉化為CO2,從礦的褐煤為研究對象,探討PKM氣化爐應用褐煤而增大煤的損失,所以必須維持合適的水蒸汽量,以為原料的可行性,對于更好地利用國外技術(shù),提高氣滿(mǎn)足煤氣化的要求。水蒸汽量減少,將導致煤的氣表1哈爾濱氣化廠(chǎng)PKM氣化爐原料煤的質(zhì)量指標煤種粒度/mm水分/%灰分/%揮發(fā)分/%固定碳/%焦油含量/%非粘結性煤7~209.726.421.142.8弱粘結性煤22.031.042.010.5化效率降低;水蒸汽量增大雖然碳的氣化效率得到子數V凵中國煤化工成甲烷有利同時(shí)體保證,但大量的水蒸汽在系統內循環(huán),加大了水處理系內CNMHG和降低煤的氧化消的負荷能量消耗進(jìn)一步增大;生成甲烷的反應為分耗。因此在原料煤相對穩定的情況下,提高煤氣產(chǎn)中國煤炭第29卷第8期2003年8月量的主要方法是對氣化爐的主要操作參數進(jìn)行全方含量、提高煤氣質(zhì)量會(huì )起到積極作用。通過(guò)多次實(shí)位優(yōu)化,使氣化爐的綜合效果提高。驗發(fā)現,煤中灰分由27%降低至21%,PKM爐的產(chǎn)2.2煤質(zhì)的影響氣率提高4%~5%,煤氣熱值提高0.5%,生產(chǎn)每立(1)煤半工業(yè)分析指標。煤中水分對PKM爐方米煤氣消耗的氧氣和水蒸汽均降低3%左右。在的耗氧量不會(huì )產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響,但煤中水分過(guò)多會(huì )3種煤中,長(cháng)焰煤的可燃基揮發(fā)分含量最高,按照導致煤氣產(chǎn)率降低;煤中灰分是影響氣化爐運行工般規律,揮發(fā)分含量越高,轉變?yōu)榻褂偷挠袡C物越?jīng)r和經(jīng)濟運行的最重要指標,煤灰影響燃燒反應和多,不利于氣化操作。2種褐煤的固定碳含量比長(cháng)氣固相反應的過(guò)程,降低化學(xué)反應的總速度和燃燒焰煤有較大幅度提高,分別增加8.27%和2.83%,區與氣化區的床層溫度。在相同負荷下,灰分增大,種褐煤作為PKM氣化爐的原料,與長(cháng)焰煤相比單產(chǎn)氣率降低,排灰量的增加會(huì )造成熱損失加大;揮發(fā)位質(zhì)量的原料能提供更多的氣化產(chǎn)品。分的增加對氣化爐的運行工況影響不大,但能造成3.2煤的物性測試副產(chǎn)品焦油產(chǎn)率提高和煤氣產(chǎn)率降低,增大液體分為掌握2種褐煤的物性參數,尤其是煤的粘結離裝置的負荷;固定碳是參與氣化反應和燃燒反應性、膨脹性、灰熔點(diǎn)和熱穩定性數據,我們對3種煤的最終物質(zhì),它含量多少對氣化爐的效率有直接影進(jìn)行了物性測試結果如表3所示。響,煤中固定碳含量增大,煤氣產(chǎn)率增加,氣化爐運行的經(jīng)濟性提高。表33種煤樣的物性分析數據(2)煤粘結性和膨脹性。煤的粘結性對氣化操作與設備選擇有十分密切的關(guān)系,對粘結性煤,在氣煤樣粘結自由膨變形溫軟化溫流動(dòng)溫指數G脹序數度度AC度化過(guò)程中會(huì )出現粘結和膨脹,從而導致氣流分布不褐煤1號1.01.0123013201320均勻,阻礙料層下移,使氣化條件惡化。因此,氣化長(cháng)焰煤001390>1450>1450爐的操作要求原料煤的粘結性和膨脹性越小越好。褐煤2號0>1450>14503)煤灰熔點(diǎn)和熱穩定性。煤灰熔點(diǎn)主要影響氣化爐的排渣操作和氣化氣體的流動(dòng)性。煤灰熔點(diǎn)從粘接性和膨脹性看,褐煤2號更適合加壓氣越高,爐渣愈不易粘結,氣體通過(guò)固定床層的流動(dòng)性化爐的操作,褐煤1號會(huì )對氣化爐的操作產(chǎn)生影響越好。因此所用原料的灰熔點(diǎn)越高越好。需要考慮機械破粘;從表3給出的數據還可以看出長(cháng)焰煤灰熔點(diǎn)的檢測指標較好,其變形、軟化、流動(dòng)3拓展原料煤的實(shí)驗溫度均較高,2種褐煤的灰熔點(diǎn)比長(cháng)焰煤略低,但降3.1煤的組成測試低的幅度不大。一般加壓氣化爐氣化區的溫度范圍為拓寬PKM氣化爐的原料來(lái)源,以黑龍江地是950~1050℃,灰熔點(diǎn)軟化溫度要求大于1200℃方煤礦生產(chǎn)的褐煤1號和褐煤2號及長(cháng)焰煤為研究從2種褐煤的灰熔點(diǎn)軟化溫度>1320℃和>1450℃對象,首先進(jìn)行了組成測試測試結果如表2所示的指標看,如果應用這2種褐煤作為PKM氣化爐的原料,能夠保證氣化爐的正常排渣操作;從3種煤表2黑龍江地方煤礦褐煤的組成測試結果的熱穩定性方面分析,2種褐煤的熱穩定性比長(cháng)焰煤種水分/%灰分/%揮發(fā)分/%固定碳/%煤更高,因此在氣化爐內更不易破碎,從氣化用煤的褐煤1號10.223.8432.5242.33指標上看更適合氣化用煤的要求。褐煤2號9.932.613.3配合煤實(shí)驗長(cháng)焰9.7%哈爾濱氣化廠(chǎng)5號氣化爐為實(shí)驗爐,所有實(shí)驗在該實(shí)驗爐上進(jìn)行。根據上述分析可以看出,褐煤其中,褐煤1號、褐煤2號水分含量均接近2號已達到氣化用煤的指標,符合氣化用煤的要求10%,對于氣化爐的固定床操作是適宜的,基本滿(mǎn)足將褐中國煤化工1:1的比例制成配合PKM氣化爐的要求。長(cháng)焰煤的干基灰分較高,達到煤7.72%,而2種褐煤的干基灰分比長(cháng)焰煤低4%左CNMH課果為:可燃基揮發(fā)分39.6,力基小方37;基灰分26.13%;粘右,這對改善固定床的均勻透氣性、減少灰渣中的碳結指數0;自由膨脹系數12;變形溫度1380℃;熔拓展魯奇加壓氣化爐的原料來(lái)源化溫度/>1450℃;流動(dòng)溫度/>1450℃長(cháng)焰煤的粘結性、發(fā)熱量、熱穩定性均能滿(mǎn)足從配合煤性能檢測指標可以看出:配合煤能滿(mǎn)PKM氣化爐的要求,但從煤礦的開(kāi)采情況看,煤礦足氣化工藝操作條件的要求。粘結性和膨脹性都在的上層煤年產(chǎn)量107.9萬(wàn)t,其灰分含量為48.64%;氣化爐要求的范圍內,盡管褐煤1號具有一定的膨中層煤年產(chǎn)量為58.1萬(wàn)t灰分含量為19.40%,中脹性和粘結性,但經(jīng)配合后無(wú)膨脹性和弱粘結性。層煤的組成雖然滿(mǎn)足灰分含量的要求,但其總量不褐煤1號的熱穩定性好,所以配合煤的熱穩定性較能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要,因此需要將上、中層煤合理搭配進(jìn)長(cháng)焰煤有進(jìn)一步的加強,配合煤的灰熔點(diǎn)與長(cháng)焰煤行均衡生產(chǎn)。由表2可知,2種褐煤的組成均滿(mǎn)足的灰熔點(diǎn)相近,對操作無(wú)特殊影響。PKM氣化爐的要求,因此,為了提高依蘭煤的利用用褐煤2號與配合煤分別在PKM爐上進(jìn)行實(shí)率,進(jìn)一步減低成本,用2種褐煤和依蘭煤礦中層煤驗測試,結果證明,各項性能、質(zhì)量指標均能達到與上層煤合理匹配是可行的。PKM爐的設計指標。在煤的所有組成指標中,灰分是影響氣化爐經(jīng)4經(jīng)濟效益評價(jià)濟效益的最重要因素,以年產(chǎn)3.6×10m3煤氣為例,在人爐煤水分、粒度基本相同的前提下,灰分變4.1經(jīng)濟效益分析化與經(jīng)濟效益的關(guān)系分析如表4所示。表4灰分變化與經(jīng)濟效益的關(guān)系粗煤氣產(chǎn)量×10灰分含量/%入爐煤數量/萬(wàn)t毛煤數量歷萬(wàn)t煤氣成本/元·m3)氣化產(chǎn)率/m3t-13.60.255I176.53.63.610003.687.4833.346.8從表4可見(jiàn),要維持同樣的煤氣年產(chǎn)量,煤中灰炭資源,采取切實(shí)有效的措施降低入爐煤灰分含量。分增加,需要的入爐煤數量將增加,氣化產(chǎn)率降低。(1)充分發(fā)揮配煤作用,用依蘭煤礦上層煤與中灰分每增加2%,每立方米粗煤氣成本增加約0.03層煤合理搭配以發(fā)揮最大的資源優(yōu)勢,提高產(chǎn)氣率。元,以年產(chǎn)3.6億m3煤氣計算,則每年增加費用(2)依蘭長(cháng)焰煤與2種褐煤匹配可降低入爐煤1080萬(wàn)元。因此,降低入爐煤灰分含量是降低成本灰分,提高固定碳含量,是提高產(chǎn)氣率與經(jīng)濟效益的和提高經(jīng)濟效益的有效途徑。良好途徑。4.2進(jìn)一步降低原料煤灰分的建議(3)加強受煤系統排矸,提高篩選系統選矸率,經(jīng)過(guò)上述分析可知,氣化廠(chǎng)人爐煤灰分含量對最大限度降低入爐煤灰分,可直接提高經(jīng)濟效益。氣化指標影響很大,必須盡可能充分利用現有的煤(責任編輯康淑云)boooooeoeoooeoeceoeoececeoeoeoe-oooooeoooooooooOoooeoOoooooGoOoOoOceoooOoOoOoOoOoOoOoOoOoOooooO(上接第43頁(yè))清楚楚,并且要讓每1個(gè)崗位司機都明白該怎樣操2個(gè)生產(chǎn)班的時(shí)間,就有可能將跳汰機選煤效果提作?必須達到什么樣的數量質(zhì)量水平?生產(chǎn)產(chǎn)生波髙到重介選煤的水平,一般情況是在解決生產(chǎn)問(wèn)題動(dòng)是什么原因?該怎樣進(jìn)行調整?等等。所謂增加的同時(shí)提高選煤效率3%~4%,估計提高精煤產(chǎn)率知識技術(shù)投人,就是要根據本廠(chǎng)的工藝和設備條件,2.5%~3.0%,這不是理論上的推測,而是實(shí)踐的真正確地制訂出每個(gè)環(huán)節崗位上的任務(wù)指標、工藝條實(shí)數據件和中國煤化工在合理有效配合的要使選煤廠(chǎng)取得高效率,就一定要根據原煤可條件ˉCNMHG示任務(wù),實(shí)現全廠(chǎng)在選性和產(chǎn)品質(zhì)量要求,對工藝過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節的質(zhì)量合m,x率達到應達到的水任務(wù)指標要求、工藝條件,運行機制等都要規定得清平(責任編輯康淑云)中國煤炭第29卷第8期2003年8月