碎煤加壓氣化工藝的設(shè)計(jì)優(yōu)化

孫秀妮（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

近年來(lái)我國(guó)的碎煤加壓氣化技術(shù)的得到了推廣和發(fā)展，煤制氣、煤制氨和煤制油等工藝日漸成熟，但從實(shí)踐生產(chǎn)角度出發(fā)，碎煤加壓企劃設(shè)備中依然存在很多問(wèn)題，例如控制方式、開(kāi)車點(diǎn)火等問(wèn)題，這些措施都是提升氣化爐功能的關(guān)鍵。

1 魯奇爐碎煤加壓氣化技術(shù)的特點(diǎn)

魯奇爐的工藝是上世紀(jì)30年代出現(xiàn)的，在三類氣化工藝在中，出現(xiàn)最早、性能最穩(wěn)定、技術(shù)也相對(duì)成熟。目前我國(guó)有二十多家大型企業(yè)在使用魯奇氣化工藝，從使用的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，不難發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)對(duì)原料和工藝的苛求程度很高。比如說(shuō)原煤必須是5-50（直徑）毫米的塊煤，熱穩(wěn)定性必須很強(qiáng)，灰熔點(diǎn)低。

魯奇爐作為一種典型的煤氣發(fā)生爐，也是煤氣化的主要裝置，在作業(yè)過(guò)程中，必須先對(duì)所消耗的煤炭資源進(jìn)行鑒定。魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)在褐煤、不粘接性或若粘接性煤中可以發(fā)揮作用，同時(shí)要求原煤具有較高的熱量穩(wěn)定性、化學(xué)性和灰熔點(diǎn)性（高），有時(shí)候需要提高原煤的機(jī)械強(qiáng)度，主要用于城市居民煤氣和燃料氣體。

魯奇爐隨借加壓氣化技術(shù)中，生產(chǎn)的煤氣包含焦油和碳?xì)浠衔锏某煞趾艿?，只?%，而甲烷的含量在40%左右，焦油分離和酚質(zhì)污水處理起來(lái)比較復(fù)雜，因此很容易出現(xiàn)設(shè)備故障。

2 魯奇爐碎煤加壓氣化技術(shù)的優(yōu)化

2.1 煤鎖和灰鎖的優(yōu)化

煤鎖是確保煤倉(cāng)內(nèi)部間歇的容器，也是汽化爐上重要的零部件之一，一旦發(fā)生損壞，在維修過(guò)程中要消耗掉大量的人力物力；煤鎖的位置比較特殊，質(zhì)量過(guò)大，采用起重機(jī)的方式吊起維修，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還很容易造成設(shè)備損毀和人員傷害事物。對(duì)煤鎖檢修的優(yōu)化，可以從設(shè)備兩側(cè)支耳處加上千斤頂，利用支撐梁體的滑道，千斤頂?shù)淖饔孟旅烘i就會(huì)升起，從滑道上將其移動(dòng)出來(lái)，就可以進(jìn)行檢修作業(yè)。

煤鎖的下閥門軸也是容易損壞的部位，下閥軸的轉(zhuǎn)都皺設(shè)計(jì)是為了同步實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能，由于煤鎖下閥門傳動(dòng)軸的磨損，導(dǎo)致軸承、墊環(huán)等方位日漸脫落，這一裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化在傳動(dòng)軸的外端固定起來(lái)，方便長(zhǎng)距離的調(diào)整。

2.2 點(diǎn)火方式的優(yōu)化

碎煤加壓氣化技術(shù)，是在一個(gè)高溫和高壓同時(shí)存在的環(huán)境下發(fā)生的化學(xué)和物理反映，原煤中的碳元素、氧元素以及水蒸氣之間發(fā)生反映，形成煤氣的過(guò)程。

結(jié)合煤炭的燃燒過(guò)程，其實(shí)就是煤炭中的碳元素和氧氣的作用，燃燒是副作用；煤炭中含有豐富的氫化物和脂肪結(jié)構(gòu)，當(dāng)壓力和溫度達(dá)到一定程度時(shí)，氧化自動(dòng)發(fā)生，同時(shí)釋放出熱量，這就是點(diǎn)火過(guò)程；氣化爐內(nèi)的原煤燃燒就只能用這種方式，是氣化的關(guān)鍵步驟，而傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式是通過(guò)空氣點(diǎn)火，一般需要幾十個(gè)小時(shí)時(shí)間，同時(shí)要消耗掉大量的引火物質(zhì)，造成資源浪費(fèi)、時(shí)間浪費(fèi)。

優(yōu)化點(diǎn)火方式，可以從一下幾個(gè)方面入手。

第一，在點(diǎn)火之前加入一定粒度的塊煤，然后像氣化爐中輸送中壓的蒸汽，在蒸汽的作用下，煤層會(huì)快速進(jìn)行氧化反映，這算是一個(gè)預(yù)熱，在預(yù)熱過(guò)程結(jié)束之后，點(diǎn)火能夠更加的順利。

第二，利用氧氣點(diǎn)火。首先想氣爐內(nèi)輸送蒸汽的同時(shí)輸入氧氣，氧氣的濃度根據(jù)實(shí)際需求計(jì)算，一般達(dá)到最佳燃燒值即可。

2.3 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

每一個(gè)魯奇爐在投產(chǎn)之前都會(huì)進(jìn)行必要的技術(shù)改造，在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)根據(jù)企業(yè)的需求，進(jìn)行臨時(shí)改進(jìn)。從驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，碎煤加壓氣化技術(shù)中旋轉(zhuǎn)爐畀和汽化爐之間不斷地摩擦，增加了軸承的運(yùn)行阻力，很顯然同歸改變就能夠?qū)崿F(xiàn)減少阻力的產(chǎn)生。

因此，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)實(shí)現(xiàn)同等勞動(dòng)率的有效性需求，例如，在魯奇爐進(jìn)行排灰過(guò)程中，關(guān)閉會(huì)所上閥門，要反復(fù)點(diǎn)動(dòng)上閥門，等候閥門關(guān)閉之后再次運(yùn)行，在行業(yè)被叫做壓灰；汽化爐高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間太長(zhǎng)，爐箅就會(huì)由于過(guò)度磨損而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，魯奇爐內(nèi)部的氣體分布不均勻，轉(zhuǎn)化煤氣無(wú)法順利產(chǎn)生，存在的安全很大；高溫高壓的爐體就會(huì)演變成一個(gè)巨大的炸彈。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)候，可以從灰鎖和汽化爐相連接的部位，以技改的方法添加一個(gè)灰鎖頭。當(dāng)發(fā)生上述問(wèn)題時(shí)，把灰鎖頭打開(kāi)，不用移動(dòng)灰鎖，可以節(jié)省大量的人力物力。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前是世界上最大的煤氣化規(guī)模國(guó)家，根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r去判斷，隨著天然氣行業(yè)的發(fā)展和日漸需求，基于魯奇爐的碎煤加壓氣化技術(shù)會(huì)不斷更新發(fā)展。

除了以上介紹的三種優(yōu)化措施之外，還有針對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)能的優(yōu)化、操作控制方法的優(yōu)化以及外置氣泡的優(yōu)化?？蓛?yōu)化的項(xiàng)目越多，就說(shuō)明碎煤加壓氣化工藝的潛力越大，還需要進(jìn)一步的發(fā)展；積極研究這一工藝具有良好的市場(chǎng)前景。

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