煤化工氣化爐工藝技術在煤化工企業摻燒中的應用

李浩（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）

煤化工氣化爐工藝技術在煤化工企業摻燒中的應用

李浩（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）

隨著社會的不斷發展，人們對煤炭資源的需求逐漸的增多，但是，燃煤所產生的廢氣、污染物和固體顆粒已經嚴重污染了環境和大氣。因此，對不同種類廢棄物回鍋爐摻燒技術進行系統性的研究和分析，對摻燒過程中遇到的問題進行明確，并且對煤化工氣化爐工藝技術和煤化工企業的摻燒案例進行有效的結合，從而提出有效的改進方案和計劃，最大限度的減少對環境和大氣的污染。

煤化工氣化爐工藝技術；煤化工企業摻燒；應用

煤炭清潔使用的新方向是制氣，并且存在著大量的優勢特點，被煤炭行業所重視。近些年來，煤制氣生產企業不僅僅需要對排放的污水進行有效的凈化處理，而且還需要對副產氣固體廢棄物進行綜合處理。直接將廢棄污染物進行排放和填埋，不僅占用了大量的土地面積，并且會對環境產生嚴重的影響；如果直接將廢氣污染物放入熱動力站的鍋爐中進行燃燒處理，則有可能會影響設備的安全性。因此，如何有效的對廢氣污染物進行有效的處理，是目前煤化工企業面臨的巨大問題，也是我國在發展中的關鍵性問題。

1 摻燒氣固廢棄物的技術難點

1.1 固廢棄物含塵焦油的輸送問題突出

熔渣氣化爐在對煤炭進行燃燒之后容易產生焦油，焦油具有多種不穩定因素，會使輸送泵和管道出現堵塞現象，分離器底部沉降物料無法進行排除，從而影響設備的正常工作。含塵焦油具有粘稠、含水量高、結團等特點，無法對其進行提煉和運輸，并且也無法進行摻燒。含塵焦油由于對溫度較為敏感，在70℃±5℃左右性質保持穩定，具有一定的流動性；當溫度低于60℃時，容易凝結并且流動性差；當溫度高于80℃時，流動性良好但是容易發生碳化，放置48h后會有碳粒出現，碳粒以圓球狀的形式存在，具有一定的彈性，容易粘連在管道壁，會阻礙正常氣體的流動。如果不及時對碳粒進行清除，溫度繼續上升會加速碳粒碳化，從而會發生管道堵塞現象。因此，在對含塵焦油進行處理時，流動性和輸送能力是關鍵性的問題。

1.2 環境污染嚴重

煤炭燃燒之后產生的顆粒較小，并且顆粒之間較為緊密，具有一定的保水性，當含水量超過一定數值之后，顆粒會具有流動性，由于顆粒的粒度較細，有可能會出現沉積析水的現象，從而發生堵塞現象。對煤化工企業進行調查發現，一旦設備出現堵塞現象，需要及時進行疏通或停止進行生產，這會大大影響煤化工企業的工作效率和經濟效益。設備管道清理的時間較長，并且產生的廢棄物只能隨地排放，會嚴重影響煤化工企業的生產環境。

1.3 含水率偏高

含塵焦油由于具有一定的含水性，不容易發生乳化，甚至會出現油包水的現象。國內外煤化工企業在進行生產時，一般要求焦油的含水量必須控制下4%以下，但是現有的設備無法滿足要求。只能借助焦炭過濾器或者氣浮除焦油器等設備來對含塵焦油進行處理，但是無法達到要求，含塵焦油的流動性和輸送能力依然無法得到有效的解決。細灰濾渣與含塵焦油具有一定的相似性，當含水量達到一定的數值之后，細小的濾渣會以塊狀的形式存在，無法進行正常的供應，對燃燒產生嚴重的影響。

1.4 配煤難度大

配煤的比例需要嚴格按照要求來進行。稍有不當就會使燃燒爐膛發生結焦，容易發生熄火現象。首先，需要將固體廢棄物作為鍋爐燃燒的固定煤種，確定摻燒比例。如果超過規定的比例，會出現熄火的現象。其次，充分利用細渣和燃料煤的特點，按照合適的比例進行摻燒；最后，細灰濾渣的發熱量較低，會導致鍋爐熄火，在細渣摻燒含量較大時，需要對其進行密切關注，防止發生熄火現象。

1.5 煤氣水膨脹氣腐蝕問題

鍋爐廠和煤化工企業的技術人員進行討論時，主要的焦點是廢氣中含有的 對燃燒爐膛受熱面和管道產生的腐蝕問題。對國內外煤化工企業的生產過程進行分析，對含有 的膨脹氣送入燃燒爐中進行燃燒之后都是借助硫回收裝置來對 氣體進行回收處理。膨脹氣是鍋爐燃燒過程中含塵氣氣化和含焦氣膨脹所產生的氣體，主要由二氧化碳、水、氫氣、一氧化碳、硫化氫以及甲烷組成，含有多種難以燃燒的物質，摻燒會對鍋爐的燃燒效率產生一定的影響。

1.6 對其他設備的影響

以循環流化床鍋爐來舉例分析，對其進行摻燒實驗發現存在大量的問題：首先，基于物質守恒定律，對循環流化床鍋爐的循環物料進行增加，會使得煙氣中的物料增加，從而加劇對鍋爐受熱面的磨損力度；其次，摻燒比例的不斷增加，粉煤灰由于具有不穩定的發熱量，容易降低鍋爐的燃燒效率；最后，細灰濾渣進行燃燒之后產生的煙塵濃度大、粉塵顆粒細，對除塵器的效率有一定的影響；第四，細灰濾渣含有較多的灰分，難以進行燃燒，影響鍋爐的燃燒效率。

2 細灰濾渣在鍋爐中的摻燒應用

2.1 設法提高真空皮帶過濾器的脫水率

為了提高過濾器的脫水率需要將濾渣的含水量控制在15%以下，然后借助烘干系統來對其進行干燥處理，將含水量控制在5%以下，待濾渣變成固態之后，直接摻雜到原煤中進行燃燒或者進行破碎處理，達到破碎要求之后在進入循環流化床鍋爐膛中進行燃燒。

2.2 在分離器下部安裝倉壁振動器，使濾渣能從倉口順利排出

對濾渣管道輸送系統進行選擇時，需要對輸送管道的能力、適應力、故障發生率、投資費用以及運行成本等進行綜合性的分析和比對。摻燒的比例需要根據實際的情況來進行確定。

2.3 CFB鍋爐摻燒濾渣應采用鍋爐爐膛上部高位給料、異比重流化燃燒的方式

濾渣進入燃燒爐必須具備切割風，在濾渣下降的過程中需要對濾渣進行干燥處理，蒸發水分。在爐膛濃相取，需要借助煤機來輸送煤研石來作為底料，確保濾渣可以進行完全的燃燒。

3 廢氣在鍋爐中的摻燒應用

①對廢氣的總量和成分進行分析，摻燒的總廢氣量較少；②對于循環流化床鍋爐來講，如果在鍋爐中加入一定量的石灰石來來進行脫硫處理，則燃燒爐出口處二氧化硫的含量就明顯降低；③由于循環流化床鍋爐中進行的是低溫燃燒，所以在燃燒過程中不會產生含硫物質，不會對受熱面產生腐蝕。

因此來講，借助氣化裝置可以有效的對廢氣進行燃燒處理。摻燒的廢氣可以借助氣槍進入燃燒爐中，廢氣中含有的含硫物質可以在爐膛中進行充分燃燒。但是，煤氣水分離中產生的膨脹氣無法進行充分燃燒，一部分排入空氣中，產生惡臭。鍋爐在對廢氣進行處理時，直接使用管道送入燃燒爐中，無法對壓力進行有效的控制，有可能會出現爆炸現象，可使用氣體燃燒器將廢氣輸送到燃燒爐中，并且根據廢氣的特點來對入燃燒爐的高度和噴入口進行確定。與此同時，需要對廢氣燃燒器的入口和細渣給料口進行充分的主要，避免被風機抽走現象的發生。

4 含塵焦油在鍋爐中的摻燒應用

①在對煤加壓氣化爐工藝中含塵焦油的樣品進行提取時，需要對樣品成分進行系統的分析，從而來對設備進行選擇，制定出符合的分離工藝；②選擇合適的設備，對現有的技術進行創新，以提高含塵焦油的分離效果，提高焦油的使用率；③可借助工藝助劑來對焦油的表面張力進行降低，增強焦油的分離效果。工藝助劑方法可以有效的降低焦油的粘度，有效的改善焦油的流動性，提高分離效果，使設備管道上的沉積概率降低，提高輸送速度和質量，減少設備管道的清理次數；④廢氣和固態廢棄物需要借助泵來對其脫水和雜質過濾，避免發生堵塞現象；⑤含塵焦油脫水車間采用的是開放式操作，環境較為惡劣，氣味較重，為了有效的對含塵焦油和細灰濾渣進行控制，需要配備有含塵焦油緩沖池或者收集坑。

5 結語

燃煤所產生的廢氣、污染物和固體顆粒已經嚴重污染了環境和大氣。因此，對不同種類廢棄物回鍋爐摻燒技術必須進行系統性的研究和分析，對摻燒過程中遇到的問題進行明確，并且提出有效的改進方案和計劃，最大限度的減少對環境和大氣的污染。

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［2］吳玉新，蔡春榮，張建勝.二次氧量對分級氣化爐氣化特性影響的分析和比較［J］.化工學報，2012，（02）.

［3］鮑衛娜，祝亞榮，許敬剛.氣化爐鎖斗系統渣堵現象及處理方法［J］.化工技術與開發，2009，（09）.

李浩（1986- ），男，漢族，內蒙古赤峰市，本科，主要從事企業用煤的輸送與管理。