生產(chǎn)異常時焦爐煤氣熱值下降情況分析

王志剛

摘 要：通過焦化廠煉焦系統(tǒng)的一次限產(chǎn)，探討分析焦爐煤氣熱值下降的原因，提出相應的解決辦法，避免煤氣熱值下降給后續(xù)冶煉系統(tǒng)帶來風險。

關鍵詞：焦爐煤氣；熱值；可燃成分；爐頂空間溫度

1 異常情況過程簡介

2015年中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年紀念活動期間，因環(huán)保壓力，9月1日開始某焦化廠響應某市應急預案實行悶爐限產(chǎn)。結交時間逐步延長到40h以上。9月4日開始逐步恢復生產(chǎn)，9月8日恢復到正常水平。其間，后續(xù)用戶都有不同程度的減產(chǎn)停產(chǎn)。

2 焦爐煤氣的取樣成分分析及比較

經(jīng)煤氣取樣化驗分析（參見表1），悶爐后焦爐煤氣熱值逐漸下降，到9月2日明顯下降。焦爐煤氣中的最主要成分之一甲烷最低值只有標準值的55%，氫氣含量最低值只有標準值的77%。由于兩個高熱值的成分少，焦爐煤氣熱值最低值只有 12222kJ/m3（正常值為17 228kJ/m3）。

3 焦爐煤氣熱值下降的原因分析

正常情況下：從每個炭化室逸出的焦爐煤氣的組分是隨結焦時間的不同而不同的，但因煉焦操作是一個連續(xù)過程，所以整座焦爐發(fā)生的焦爐煤氣的組分基本上是穩(wěn)定的，不會有太大變化。但如果煉焦生產(chǎn)操作發(fā)生異常，不能正常按計劃出焦、裝煤，其焦爐煤氣組成和發(fā)生量也會隨之發(fā)生變化。

現(xiàn)在，我們就從悶爐限產(chǎn)的情況來分析一下：

（1）因悶爐限產(chǎn)，不對焦爐進行出焦和裝煤的操作，導致焦爐煤氣在炭化室內停留的時間延長，致使焦爐煤氣中的高熱值成分（如苯族烴、酚等）發(fā)生進一步分解，變相增加了焦爐煤氣的發(fā)生量。同時，因爐頂空間溫度的升高，碳氫化合物很容易分解，使煤氣中的低熱值的CO含量增加，而高熱值的H2、CH4含量減少。煤氣中的 CO含量較高，苯族烴類含量偏低，由于苯族烴類的熱值高于CO，所以焦爐煤氣熱值呈下降趨勢。

（2）在悶爐期間，調整不好碳化室會出現(xiàn)負壓現(xiàn)象，加上焦爐老化，爐頂空間溫度的升高爐墻石墨被燒掉，就會使燃燒室壓力高于碳化室，就會有大量的燃燒廢氣由燃燒室流入碳化室。其次，因爐門等處密封不嚴碳化室吸入空氣，使得部分焦爐煤氣在炭化室內燃燒，這也會導致炭化室內的溫度升高，同時焦爐煤氣被燃燒廢氣沖淡，使氮氣和二氧化碳的含量顯著增加，熱值下降。換句話說：焦爐煤氣中的可燃成分遇到氧氣燃燒掉了一部分，變成了低熱值的一氧化碳和廢氣、水等，導致煤氣中有效成分的含量進一步降低，氮氣和二氧化碳的含量增加。從表1中的煤氣分析數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)：二氧化碳和氮氣含量持續(xù)升高。

（3）在悶爐期間，碳化室焦炭到了成熟后期，煤氣發(fā)生量急劇減少。

4 在該市取消環(huán)保應急預案后，焦化廠迅速組織恢復生產(chǎn)，并采取以下措施迅速提高焦爐煤氣熱值

（1）適當降低煤氣風機吸力，提高各焦爐集氣管壓力，從而使碳化室壓力高于燃燒室，杜絕燃燒室廢氣進入煤氣外送系統(tǒng)。

（2）提高裝煤量，強化裝平煤操作，降低爐頂空間高度，從而達到降低爐頂空間溫度的目的，減少焦爐煤氣中各高熱值組分在碳化室的分解。

（3）組織人員采取各種措施封堵焦爐爐體、爐門等，減少因密封不嚴進入系統(tǒng)的空氣。

（4）逐步提高爐溫，縮短結焦時間到正常水平，提高煤氣發(fā)生量。

采取如上幾項措施后，焦爐煤氣的發(fā)生量、熱值迅速恢復到正常狀態(tài)，如表2所示。

5 結語

通過對焦爐煤氣熱值下降情況的分析，可以得出如下結論：

煉焦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，不能正常出焦和裝煤時，要及時對煤氣熱值進行認真分析比對，及時調整焦爐加熱制度和壓力制度，保持爐頂空間溫度不高于850℃，保持炭化室為正壓，避免炭化室由加熱系統(tǒng)竄入廢氣和由于爐門等處密封不嚴而吸入空氣；恢復生產(chǎn)后應及時采取相應的措施，焦爐煤氣的發(fā)生量、熱值會很快恢復。

參考文獻

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