碎煤加压气化工艺的设计优化

2023-03-01

近年来我国的碎煤加压气化技术的得到了推广和发展, 煤制气、煤制氨和煤制油等工艺日渐成熟, 但从实践生产角度出发, 碎煤加压企划设备中依然存在很多问题, 例如控制方式、开车点火等问题, 这些措施都是提升气化炉功能的关键。

1 鲁奇炉碎煤加压气化技术的特点

鲁奇炉的工艺是上世纪30年代出现的, 在三类气化工艺在中, 出现最早、性能最稳定、技术也相对成熟。目前我国有二十多家大型企业在使用鲁奇气化工艺, 从使用的经验来看, 不难发现这种技术对原料和工艺的苛求程度很高。比如说原煤必须是5-50 (直径) 毫米的块煤, 热稳定性必须很强, 灰熔点低。

鲁奇炉作为一种典型的煤气发生炉, 也是煤气化的主要装置, 在作业过程中, 必须先对所消耗的煤炭资源进行鉴定。鲁奇碎煤加压气化技术在褐煤、不粘接性或若粘接性煤中可以发挥作用, 同时要求原煤具有较高的热量稳定性、化学性和灰熔点性 (高) , 有时候需要提高原煤的机械强度, 主要用于城市居民煤气和燃料气体。

鲁奇炉随借加压气化技术中, 生产的煤气包含焦油和碳氢化合物的成分很低, 只有1%, 而甲烷的含量在40%左右, 焦油分离和酚质污水处理起来比较复杂, 因此很容易出现设备故障。

2 鲁奇炉碎煤加压气化技术的优化

2.1 煤锁和灰锁的优化

煤锁是确保煤仓内部间歇的容器, 也是汽化炉上重要的零部件之一, 一旦发生损坏, 在维修过程中要消耗掉大量的人力物力;煤锁的位置比较特殊, 质量过大, 采用起重机的方式吊起维修, 不仅费时费力, 还很容易造成设备损毁和人员伤害事物。对煤锁检修的优化, 可以从设备两侧支耳处加上千斤顶, 利用支撑梁体的滑道, 千斤顶的作用下煤锁就会升起, 从滑道上将其移动出来, 就可以进行检修作业。

煤锁的下阀门轴也是容易损坏的部位, 下阀轴的转都皱设计是为了同步实现开关功能, 由于煤锁下阀门传动轴的磨损, 导致轴承、垫环等方位日渐脱落, 这一装置设计优化在传动轴的外端固定起来, 方便长距离的调整。

2.2 点火方式的优化

碎煤加压气化技术, 是在一个高温和高压同时存在的环境下发生的化学和物理反映, 原煤中的碳元素、氧元素以及水蒸气之间发生反映, 形成煤气的过程。

结合煤炭的燃烧过程, 其实就是煤炭中的碳元素和氧气的作用, 燃烧是副作用;煤炭中含有丰富的氢化物和脂肪结构, 当压力和温度达到一定程度时, 氧化自动发生, 同时释放出热量, 这就是点火过程;气化炉内的原煤燃烧就只能用这种方式, 是气化的关键步骤, 而传统的点火方式是通过空气点火, 一般需要几十个小时时间, 同时要消耗掉大量的引火物质, 造成资源浪费、时间浪费。

优化点火方式, 可以从一下几个方面入手。

第一, 在点火之前加入一定粒度的块煤, 然后像气化炉中输送中压的蒸汽, 在蒸汽的作用下, 煤层会快速进行氧化反映, 这算是一个预热, 在预热过程结束之后, 点火能够更加的顺利。

第二, 利用氧气点火。首先想气炉内输送蒸汽的同时输入氧气, 氧气的浓度根据实际需求计算, 一般达到最佳燃烧值即可。

2.3 驱动结构优化

每一个鲁奇炉在投产之前都会进行必要的技术改造, 在生产过程中也会根据企业的需求, 进行临时改进。从驱动方式来说, 碎煤加压气化技术中旋转炉畀和汽化炉之间不断地摩擦, 增加了轴承的运行阻力, 很显然同归改变就能够实现减少阻力的产生。

因此, 驱动结构的优化, 是根据现场情况来实现同等劳动率的有效性需求, 例如, 在鲁奇炉进行排灰过程中, 关闭会所上阀门, 要反复点动上阀门, 等候阀门关闭之后再次运行, 在行业被叫做压灰;汽化炉高负荷运转的时间太长, 炉箅就会由于过度磨损而停止转动, 鲁奇炉内部的气体分布不均匀, 转化煤气无法顺利产生, 存在的安全很大;高温高压的炉体就会演变成一个巨大的炸弹。在进行优化设计时候, 可以从灰锁和汽化炉相连接的部位, 以技改的方法添加一个灰锁头。当发生上述问题时, 把灰锁头打开, 不用移动灰锁, 可以节省大量的人力物力。

3 结语

我国目前是世界上最大的煤气化规模国家, 根据现在的发展状况去判断, 随着天然气行业的发展和日渐需求, 基于鲁奇炉的碎煤加压气化技术会不断更新发展。

除了以上介绍的三种优化措施之外, 还有针对生产产能的优化、操作控制方法的优化以及外置气泡的优化。可优化的项目越多, 就说明碎煤加压气化工艺的潜力越大, 还需要进一步的发展;积极研究这一工艺具有良好的市场前景。

摘要：随着我国经济发展转型与环境保护政策实施, 煤炭产业的改革也是势在必行, 为了寻求经济与环境的平衡, 发展煤化工业成为煤炭企业的首选方向。碎煤加压气化工艺是进行煤气化工生产的重要途径, 就目前而言, 分析了碎煤加压气化路在运行中出现的障碍和问题, 然后根据各自不同的优缺点, 提出优化设计方案举措, 措施的镇定注重可行性。

关键词：加压气化,鲁奇炉,碎煤加压,应用现状