碎煤加壓氣化工藝的設計優(yōu)化

孫秀妮（內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司,內蒙古 赤峰 025350）

近年來我國的碎煤加壓氣化技術的得到了推廣和發(fā)展，煤制氣、煤制氨和煤制油等工藝日漸成熟，但從實踐生產角度出發(fā)，碎煤加壓企劃設備中依然存在很多問題，例如控制方式、開車點火等問題，這些措施都是提升氣化爐功能的關鍵。

1 魯奇爐碎煤加壓氣化技術的特點

魯奇爐的工藝是上世紀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、技術也相對成熟。目前我國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)驗來看，不難發(fā)現(xiàn)這種技術對原料和工藝的苛求程度很高。比如說原煤必須是5-50（直徑）毫米的塊煤，熱穩(wěn)定性必須很強，灰熔點低。

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)過程中，必須先對所消耗的煤炭資源進行鑒定。魯奇碎煤加壓氣化技術在褐煤、不粘接性或若粘接性煤中可以發(fā)揮作用，同時要求原煤具有較高的熱量穩(wěn)定性、化學性和灰熔點性（高），有時候需要提高原煤的機械強度，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中，生產的煤氣包含焦油和碳氫化合物的成分很低，只有1%，而甲烷的含量在40%左右，焦油分離和酚質污水處理起來比較復雜，因此很容易出現(xiàn)設備故障。

2 魯奇爐碎煤加壓氣化技術的優(yōu)化

2.1 煤鎖和灰鎖的優(yōu)化

煤鎖是確保煤倉內部間歇的容器，也是汽化爐上重要的零部件之一，一旦發(fā)生損壞，在維修過程中要消耗掉大量的人力物力；煤鎖的位置比較特殊，質量過大，采用起重機的方式吊起維修，不僅費時費力，還很容易造成設備損毀和人員傷害事物。對煤鎖檢修的優(yōu)化，可以從設備兩側支耳處加上千斤頂，利用支撐梁體的滑道，千斤頂?shù)淖饔孟旅烘i就會升起，從滑道上將其移動出來，就可以進行檢修作業(yè)。

煤鎖的下閥門軸也是容易損壞的部位，下閥軸的轉都皺設計是為了同步實現(xiàn)開關功能，由于煤鎖下閥門傳動軸的磨損，導致軸承、墊環(huán)等方位日漸脫落，這一裝置設計優(yōu)化在傳動軸的外端固定起來，方便長距離的調整。

2.2 點火方式的優(yōu)化

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

結合煤炭的燃燒過程，其實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構，當壓力和溫度達到一定程度時，氧化自動發(fā)生，同時釋放出熱量，這就是點火過程；氣化爐內的原煤燃燒就只能用這種方式，是氣化的關鍵步驟，而傳統(tǒng)的點火方式是通過空氣點火，一般需要幾十個小時時間，同時要消耗掉大量的引火物質，造成資源浪費、時間浪費。

優(yōu)化點火方式，可以從一下幾個方面入手。

第一，在點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，煤層會快速進行氧化反映，這算是一個預熱，在預熱過程結束之后，點火能夠更加的順利。

第二，利用氧氣點火。首先想氣爐內輸送蒸汽的同時輸入氧氣，氧氣的濃度根據(jù)實際需求計算，一般達到最佳燃燒值即可。

2.3 驅動結構優(yōu)化

每一個魯奇爐在投產之前都會進行必要的技術改造，在生產過程中也會根據(jù)企業(yè)的需求，進行臨時改進。從驅動方式來說，碎煤加壓氣化技術中旋轉爐畀和汽化爐之間不斷地摩擦，增加了軸承的運行阻力，很顯然同歸改變就能夠實現(xiàn)減少阻力的產生。

因此，驅動結構的優(yōu)化，是根據(jù)現(xiàn)場情況來實現(xiàn)同等勞動率的有效性需求，例如，在魯奇爐進行排灰過程中，關閉會所上閥門，要反復點動上閥門，等候閥門關閉之后再次運行，在行業(yè)被叫做壓灰；汽化爐高負荷運轉的時間太長，爐箅就會由于過度磨損而停止轉動，魯奇爐內部的氣體分布不均勻，轉化煤氣無法順利產生，存在的安全很大；高溫高壓的爐體就會演變成一個巨大的炸彈。在進行優(yōu)化設計時候，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灰鎖頭。當發(fā)生上述問題時，把灰鎖頭打開，不用移動灰鎖，可以節(jié)省大量的人力物力。

3 結語

我國目前是世界上最大的煤氣化規(guī)模國家，根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)展狀況去判斷，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會不斷更新發(fā)展。

除了以上介紹的三種優(yōu)化措施之外，還有針對生產產能的優(yōu)化、操作控制方法的優(yōu)化以及外置氣泡的優(yōu)化。可優(yōu)化的項目越多，就說明碎煤加壓氣化工藝的潛力越大，還需要進一步的發(fā)展；積極研究這一工藝具有良好的市場前景。

[1]孟祥清,劉永健.碎煤加壓氣化工藝的設計優(yōu)化[J].化工進展,2013,S1:95-99.

[2]韓玉峰,馮華,馬劍飛.碎煤加壓氣化和水煤漿氣化工藝組合在煤制天然氣項目中的應用[J].天然氣化工(C1化學與化工),2014,04:35-37.

[3]孫波濤,藺肖肖,田廣霽.型煤在碎煤加壓氣化工藝中的可行性論證[J].化工進展,2012,S1:250-253.

[4]楊葆華.碎煤加壓氣化煤化工污水處理工藝設計探討[J].工程建設與設計,2015,02:84-87+90.

[5]王建,蒙曉非.煤加壓氣化工藝廢水處理技術探究[J].甘肅科技,2010,24:80-84+39.