淺析生物質(zhì)氣化-有機(jī)載體爐閃爆的原因及對(duì)策

摘要：生物質(zhì)氣化-有機(jī)載體爐應(yīng)用于精細(xì)化工裝置單元，以導(dǎo)熱油為中間循環(huán)介質(zhì)供應(yīng)裝置精餾單元取熱，導(dǎo)熱油供熱控制指標(biāo) 275℃-285℃，在工藝指標(biāo)滿足的條件下，有機(jī)熱載體爐向生產(chǎn)裝置正常供熱的情況下，氣化爐會(huì)出現(xiàn)閃爆的現(xiàn)象，針對(duì)當(dāng)前情況，系統(tǒng)排查可能存在原因，對(duì)其進(jìn)行改造，通過(guò)對(duì)生物質(zhì)氣原料質(zhì)量把控、增加溫度感應(yīng)器、調(diào)整氣化爐鼓引風(fēng)比例、適當(dāng)調(diào)整灰盤頻率，做到減少及最終不發(fā)生閃爆的目的。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)，氣化，載體爐，閃爆，原因

1 概述

生物質(zhì)氣化-有機(jī)載體爐是一種新型應(yīng)用于中小型生產(chǎn)裝置組合工藝，是以生物質(zhì)為原料，通過(guò)干燥、分解、氧化、還原等復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)生成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃?xì)怏w，通過(guò)風(fēng)機(jī)送入鍋爐燃燒器在有機(jī)載體爐中點(diǎn)燃后燃燒，有機(jī)載體爐通過(guò)熱輻射和熱對(duì)流將 熱量傳遞導(dǎo)熱油作為中間循環(huán)介質(zhì)供熱供暖。

2 生物質(zhì)氣化爐氣化原理及流程

2.1生物質(zhì)氣化爐氣化原理

生物質(zhì)氣化的原理是利用空氣中的氧氣或者含氧物做氣化劑，在高溫條件下通過(guò)熱化學(xué)反映將生物質(zhì)中可燃的部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)獾倪^(guò)程。生物質(zhì)氣化時(shí)產(chǎn)生的氣體，主要有效成分為 CO、H2 和 CH4 等，稱為生物質(zhì)燃?xì)?。氣化和燃燒過(guò)程是密不可分的，燃燒是氣 化的基礎(chǔ)，氣化是部分燃燒或缺氧燃燒。實(shí)際上，氣化是為了增加可燃?xì)獾漠a(chǎn)量 而在高溫狀態(tài)下發(fā)生的熱解過(guò)程。生物質(zhì)的揮發(fā)分含量一般在 76～86%，生物質(zhì)受熱后在相對(duì)較低的溫度下就能使大量的揮發(fā)分物質(zhì)析出。

2.2生物質(zhì)氣化爐氣化流程

2.2.1氣化爐流程圖

2.2.2流程圖簡(jiǎn)介

首先將生物質(zhì)原料粉碎，30mm-80mm（越小氣化效果越好）然后通過(guò)物料機(jī)傳送帶送入氣化爐，依次經(jīng)過(guò)干燥、熱解、氧化、還原遂產(chǎn)出可燃?xì)?，過(guò)經(jīng)凈化器、汽水分離器后通過(guò)引風(fēng)機(jī)送入熱載體爐內(nèi)燃燒取熱。

3 當(dāng)前存在的問(wèn)題

物質(zhì)氣化爐為中低溫常壓操作，以生物質(zhì)木片為原料，氣化效率為 72%，消耗生物原料 3.75t/h，產(chǎn)氣量輸出功率 1080×10 4Kcal/h（1080 萬(wàn)大卡），額定產(chǎn) 氣量 8250m3/h，與生物質(zhì)氣化系統(tǒng)配套的有機(jī)載體爐設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 800 萬(wàn)大卡，爐膛溫度指標(biāo) 600℃-750℃，所需可燃?xì)饬枯^大，氣化爐運(yùn)行負(fù)荷較大，有時(shí)出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象，存在安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因有機(jī)熱載體爐是由燃煤鍋爐改造，因此在工藝及取熱上與正常的燃?xì)忮仩t有差異，取熱效果不是太理想，造成氣化爐和熱載體爐超負(fù)荷運(yùn)作，導(dǎo)致氣化爐出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象，針對(duì)當(dāng)前情況從以下幾點(diǎn)分析：

3.1生物質(zhì)氣化原料問(wèn)題

燃料規(guī)格要求：該生物質(zhì)原料以木柴為主，呈木片顆粒狀，長(zhǎng)度 30mm-80mm，含水率為 15～20%，灰分≤5%。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣、外觀觀察，原料質(zhì)量參差不齊，有時(shí)來(lái)料大小勻稱，有時(shí)來(lái)料又長(zhǎng)又短，最長(zhǎng)可達(dá)一米，這樣進(jìn)入爐內(nèi)容易造成爐內(nèi)卡料，引起斷層，導(dǎo)致塌方，最后出現(xiàn)閃爆現(xiàn)象。

3.2鼓引風(fēng)配比不當(dāng)

因?yàn)橐鶕?jù)生產(chǎn)的需要而相應(yīng)的調(diào)整產(chǎn)氣量，因此要對(duì)鼓引風(fēng)頻率做出相應(yīng)的調(diào)整，若鼓風(fēng)未能與引風(fēng)配比正常，導(dǎo)致負(fù)壓偏大，容易抬高燃燒區(qū)火焰，引起閃爆。

3.3風(fēng)道堵塞

因?yàn)槲覀儾捎玫氖窍嘛L(fēng)式通風(fēng)，若長(zhǎng)時(shí)間停留風(fēng)從風(fēng)眼處吹入，在風(fēng)眼處積灰未及時(shí)清理，時(shí)間一長(zhǎng)，容易堵住風(fēng)道口，導(dǎo)致負(fù)壓變大，灰盤水倒吸，最終爐內(nèi)燃?xì)饣亓魅紵?，引起閃爆。

3.4燃燒層過(guò)高或者火層燒偏

正常情況下火層在氧化區(qū)，若灰盤排灰不及時(shí)抬高火床的高度，或者火床燒偏，造成一邊火焰較高，則容易引起上層燃?xì)鈪^(qū)燃?xì)恻c(diǎn)燃，引起閃爆。

3.5員工的粗心大意及相關(guān)業(yè)務(wù)能力的不足部分員工的粗心大意及未按照操作規(guī)程及時(shí)上料，按時(shí)排灰，還有職業(yè)技能的欠缺，經(jīng)驗(yàn)不足，一味的相信儀表、儀器，導(dǎo)致部分異常情況不能做到預(yù)判，最終導(dǎo)致事故的發(fā)生。

3.6冷卻水不足

氣化爐本體外層為冷卻水循環(huán)降溫，避免燃?xì)鉁囟冗^(guò)高，正常燃?xì)獬隹跍囟仍?80～100 度，若冷卻水不足容易造成出口溫度異常，容易閃爆。

4 改進(jìn)措施

現(xiàn)在保證生產(chǎn)裝置正常生產(chǎn)的情況下，對(duì)以上情況分析與確認(rèn)的基礎(chǔ)上，提出并制定了防止閃爆的措施，主要從以下幾點(diǎn)改進(jìn)。

4.1把控原料質(zhì)量，杜絕長(zhǎng)料爛料

通過(guò)加大原料取樣頻次，堅(jiān)決制止不合格原料入廠，確保原料各項(xiàng)指標(biāo)都在范圍內(nèi)。并加大巡檢力度，及時(shí)挑出不合格原料。

4.2提高員工的操作技能及擔(dān)當(dāng)意識(shí)

通過(guò)技能培訓(xùn)，加強(qiáng)員工的操作技能，并通過(guò)獎(jiǎng)懲制度，增強(qiáng)員工的意識(shí)，時(shí)刻注意設(shè)備的運(yùn)行，不斷積累工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整，少犯錯(cuò)，不犯錯(cuò)，將問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。

4.3在爐體相應(yīng)位置安裝熱傳感器

因氣化爐只在燃燒層安裝了四個(gè)熱感應(yīng)器，只能監(jiān)控到爐體內(nèi) 80～120cm 寬溫度的變化，因此無(wú)法準(zhǔn)確判斷燃燒層是否過(guò)高或者燒偏。于是此在后期的改造中，應(yīng)在干燥區(qū)及熱分解區(qū)也安裝熱傳感器，這樣可以直觀的感受到火床的高低。

4.4加強(qiáng)巡檢力度，杜絕冷卻水不足等現(xiàn)象的發(fā)生

認(rèn)真做好巡檢，重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)巡查，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、灰盤及來(lái)料等認(rèn)真檢查，并對(duì)風(fēng)道積灰及時(shí)清理。

綜上所述：通過(guò)以上的改進(jìn)，彌補(bǔ)我們工作中的不足，使我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦斜苊庀嗤氖鹿拾l(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王文（1900 -），男，漢族，助理工程師，陜西華浩軒新能源科技開發(fā)有限公司，從事石油化工技術(shù)工藝及設(shè)備維護(hù)管理工作;E-mail：888888888@qq.com 。