魯奇碎煤加壓氣化爐運(yùn)行中的問題及防范措施探討

劉金國

（新疆維吾爾自治區(qū)伊寧市伊寧縣曲魯海鄉(xiāng)新疆慶華能源集團(tuán)有限公司，新疆 伊犁州 835100）

魯奇碎煤加壓氣化爐運(yùn)行中的問題及防范措施探討

劉金國

（新疆維吾爾自治區(qū)伊寧市伊寧縣曲魯海鄉(xiāng)新疆慶華能源集團(tuán)有限公司，新疆 伊犁州 835100）

煤化工作為我國重要的能源生產(chǎn)行業(yè)，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展提供了重要的能源供應(yīng)。煤化工生產(chǎn)主要是以煤炭為原料，對其進(jìn)行深加工進(jìn)而獲取能源的一種化工生產(chǎn)方式。為了提高煤化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備是主要途徑之一，魯奇碎煤加壓氣化爐因?yàn)闅饣瘡?qiáng)度高，灰渣殘?zhí)可俚葍?yōu)點(diǎn)而在我國的煤化工企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于這種設(shè)備在我國使用的時間不長，所以在實(shí)際運(yùn)行的過程中還存在很多的不足，需要逐漸地改進(jìn)和完善，以發(fā)揮出更高的效能，為我國煤化工企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

魯奇爐；氣化；運(yùn)行；問題；改善措施

隨著全球能源日益緊張的局面，對我國煤化工企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)，我國的煤炭儲量豐富，但是在油氣方面相對匱乏，所以加大對煤炭的開采和深加工成為提高油氣能源產(chǎn)量的重要途徑。魯奇爐碎煤加壓氣化爐作為煤化工企業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，對我國煤化工企業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。魯奇氣化爐經(jīng)過德國魯奇工程公司的技術(shù)改進(jìn)，在性能方面不斷地提升，從產(chǎn)氣量、運(yùn)行性能、能耗以及排放物等方面不斷的改進(jìn)。雖然魯奇爐具有諸多的優(yōu)勢，但是很多技術(shù)優(yōu)勢都是在國外有比較成功的應(yīng)用案例，在我國有很多技術(shù)還無法解決，比如說因?yàn)槊悍N的原因會導(dǎo)致氣化爐腐蝕，由于排放的廢水成分比較復(fù)雜，難以達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，以及連續(xù)運(yùn)行周期短、故障頻發(fā)等，都是現(xiàn)階段煤化工企業(yè)應(yīng)用魯奇爐所面對的問題。所以在實(shí)際運(yùn)行的過程中，還存在很多急待解決的問題，需要根據(jù)我國煤化工企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況，不斷地改進(jìn)和完善，從而有效地提高魯奇爐的運(yùn)行效率，提高廢水處理工藝，確保魯奇爐氣化爐能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.魯奇碎煤加壓氣化爐運(yùn)行中存在的問題

1.1煤種對魯奇氣化爐運(yùn)行的影響

因?yàn)槊夯ぶ兄饕脑系木褪敲禾浚圆煌拿悍N會產(chǎn)生不同的生產(chǎn)效率，對于魯奇氣化爐也同樣如此，由于煤種的原因不僅會對魯奇氣化爐產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，而且會影響到魯奇氣化爐的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。煤種對魯奇氣化爐的影響因素主要包含灰熔點(diǎn)、揮發(fā)分、灰分、水分；固定碳以及粒度等幾個方面，灰熔點(diǎn)對氣化爐的內(nèi)部作業(yè)溫度有很大的影響，作業(yè)溫度過高或者過低都不利于生產(chǎn)。如果煤種的灰熔點(diǎn)過高，而為了滿足生產(chǎn)需求就需要提高爐內(nèi)的溫度，如果超過了魯奇氣化爐自身所能夠承受的極限時，不僅會損壞相關(guān)設(shè)備部件，縮短設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重的情況下還可能會引發(fā)安全事故，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，而如果煤種的灰熔點(diǎn)較低，在溫度較低的運(yùn)行狀態(tài)下，可能導(dǎo)致煤炭殘?jiān)Y(jié)在爐體內(nèi)部，從而影響到氣化爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。同樣，因?yàn)椴煌悍N的其他要素不同，對魯奇氣化爐的正常運(yùn)行都會產(chǎn)生不同的影響。此外，如果使用的煤種中含有較高的鹵族元素或者堿金屬，在生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，所產(chǎn)生的物質(zhì)就會對氣化爐產(chǎn)生腐蝕作用，由此而降低魯奇氣化爐的使用壽命，降低生產(chǎn)效率。

1.2魯奇氣化爐運(yùn)行中的廢水處理問題

廢水處理是魯奇爐運(yùn)行過程中面臨的重要問題，因?yàn)轸斊婷簹饣夹g(shù)屬于低溫中亞氣化工藝，所以在生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，在冷卻水和洗滌水中會含有大量的污染性物質(zhì)。魯奇爐產(chǎn)生的廢水成分比較復(fù)雜，可生化性差，并且對著煤質(zhì)的變化會對水質(zhì)產(chǎn)生較大的波動，所以為廢水處理帶來了很大的難度。在生產(chǎn)廢水中，含有大量的油類、酚類以及烴類物質(zhì)，會導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生乳化現(xiàn)象，且在曝氣池表面會形成大量的泡沫，如果在大風(fēng)天氣會隨風(fēng)飄散，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。同時曝氣池中的充氧效率以及污泥的沉降性能都會降低，導(dǎo)致水質(zhì)出現(xiàn)進(jìn)一步惡化的現(xiàn)象。在氨氮濃度較高的情況下，污泥由于沉降指數(shù)增加而導(dǎo)致大量流失，從而為生化處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大的影響。由于煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水對環(huán)境有較大的危害，所以國家對煤化工企業(yè)生產(chǎn)排放的廢水有較高的標(biāo)準(zhǔn)，一定要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才準(zhǔn)予排放。而有些煤化工企業(yè)利用魯奇爐氣化技術(shù)，在廢水處理技術(shù)方面比較薄弱，所以在排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，就會出現(xiàn)偷排的現(xiàn)象，不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時也浪費(fèi)了可回收利用的大量資源。

1.3魯奇氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行存在的問題

魯奇氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行是保障生產(chǎn)的重要性能指標(biāo)，而在實(shí)際運(yùn)行中有很多因素會對連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行有所影響。氣化爐爐篦失效是影響因素之一，通常情況下，氣化爐爐篦失效的表現(xiàn)形式有：出現(xiàn)細(xì)微的裂紋，裂紋表面光滑；出現(xiàn)粗大的裂紋，裂紋較大，爐篦變形扭曲，裂紋表面粗糙；爐篦被燒壞，表面有融化的現(xiàn)象。出現(xiàn)以上狀況的因素為灰層過薄，火層下移，爐篦材質(zhì)無法承受高溫，必會發(fā)生故障。爐篦耐高溫的強(qiáng)度與其材料的高溫組織密切相關(guān)，如果氣化爐長時間、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，爐篦承受的高溫時間就會過長，材料強(qiáng)度會降低，進(jìn)而發(fā)生變形，出現(xiàn)裂紋。裂紋在長時間的應(yīng)力作用下，會不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)粗大的磨損口，最終導(dǎo)致爐篦失效，進(jìn)而造成氣化劑的不均勻分布，影響氣化爐的正常運(yùn)作。此外，還有氣化爐灰鎖上下閥軸填料失效以及煤鎖液壓閥門內(nèi)漏也是影響連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。

2.改善魯奇碎煤加壓氣化爐運(yùn)行狀態(tài)的措施

2.1對煤種的處理措施

為了保證魯奇氣化爐能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，對于煤種的處理措施非常關(guān)鍵。首先，是對煤種的選擇，根據(jù)魯奇氣化爐的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)以及運(yùn)行工況，選擇適宜的煤種，對其在灰熔點(diǎn)、揮發(fā)分、灰分、水分、固定碳以及粒度等方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保能夠符合魯奇爐的運(yùn)行方式，從源頭上進(jìn)行控制。其次，如果煤種的選擇范圍較小，并且從經(jīng)濟(jì)性等方面考慮沒有更好的選擇，則需要對煤種進(jìn)行相應(yīng)地處理，以確保能夠達(dá)到相對比較理想的狀態(tài)。對于使用的煤料進(jìn)行預(yù)處理，并且進(jìn)行化驗(yàn)分類，根據(jù)其物理性能的不同而分類堆放；降低煤料的灰分，以減少運(yùn)行成本；對于選用煤料的粒度進(jìn)行合理的處理，控制在6mm～50mm的碎煤為宜。這些都是從適應(yīng)魯奇爐的運(yùn)行狀態(tài)而采取的措施，隨著技術(shù)的改進(jìn)，還會有其他更好的方式。對于煤種對氣化爐腐蝕的現(xiàn)象，可以在爐內(nèi)增加防腐蝕材料，以減少對爐體的腐蝕。

2.2魯奇氣化爐廢水處理措施

針對魯奇爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水處理問題，國外有比較成功的處理技術(shù)，但是在我國還不夠完善，所以還需要不斷地改進(jìn)。目前的處理技術(shù)主要為預(yù)處理、生化處理以及深度處理，在預(yù)處理階段，通常采用隔油、氣浮，并且輔以混凝對油類物質(zhì)進(jìn)行清除，由于魯奇廢水自身的可生化性較低，所以在氣浮階段應(yīng)該采用壓縮氮?dú)獾姆绞剑档蛷U水被氧化的現(xiàn)象，為后續(xù)的生化處理提供有利的條件。在生化處理階段，主要是去除廢水中的氨、氮、烴類物質(zhì)，一般會采用厭氧-好氧的方式，但是在實(shí)際處理的過程中，由于氨氮類物質(zhì)較多，還可以通過加入一定量的鎂鹽和磷酸鹽形成磷酸氨鎂，不僅可以降低氨氮含量，同時還可以生成新的資源。在具體處理的過程中，可根據(jù)實(shí)際狀態(tài)采用不同的方法，以處理效果最大化為主要目標(biāo)。在經(jīng)過預(yù)處理和生化處理后，廢水中還含有無法降解和生化的有機(jī)物，需要經(jīng)過混凝沉淀、物理吸附以及化學(xué)氧化等方法對廢水進(jìn)一步處理，以達(dá)到規(guī)范的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著科學(xué)水平的提升，魯奇廢水的處理技術(shù)也不斷的提升，在處理廢水的同時，還達(dá)到了酚氨等物質(zhì)回收的目的，可有效地降低成本，提高廢水處理效率。

2.3改善魯奇氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的措施

針對爐篦失效，可采取的改進(jìn)措施有：提高爐篦的耐高溫強(qiáng)度和硬度，采用含碳量較高的復(fù)合材料作為爐篦材料，以此來提高爐篦的耐高溫時間，延長爐篦的使用壽命。還可對爐篦的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，增加爐篦的耐磨條數(shù)量，延長爐篦的耐磨時間，降低爐篦的失效率。同時應(yīng)嚴(yán)格控制爐篦的運(yùn)作溫度，這是降低爐篦失效率最有效的方法。對于灰鎖上下閥軸填料失效應(yīng)該嚴(yán)格把控填料的質(zhì)量，提高潤滑油的閃點(diǎn)，保證供油管的暢通等措施。對于煤鎖液壓閥門內(nèi)漏應(yīng)該加強(qiáng)對煤鎖閥門密封性的質(zhì)量檢驗(yàn)，增加氣化爐煤鎖閥門的耐高溫和高壓時長，在煤鎖液壓閥門旁增加備用充氣管道等措施。

結(jié)語

煤化工生產(chǎn)企業(yè)為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的能源保障，為了滿足時代發(fā)展的需求提高企業(yè)生產(chǎn)效率，煤化工企業(yè)不斷地引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，改進(jìn)生產(chǎn)工藝。魯奇碎煤加壓氣化爐氧耗和蒸汽消耗低，單爐生產(chǎn)能力高，可靠性強(qiáng)，且能生產(chǎn)10%的甲烷氣，所以在我國的大型煤化工企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。因?yàn)轸斊鏆饣癄t在國外的技術(shù)比較成熟，所以發(fā)揮的效率較高，但是引進(jìn)我國之后，由于受到煤種以及相關(guān)的配套工藝限制，在運(yùn)行的過程中還存在很多的問題，比如對爐體的腐蝕以及不能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行等，都會對氣化爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，所以需要根據(jù)我國現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝狀況，不斷地進(jìn)行技術(shù)改造，以提高確保魯奇碎煤加壓氣化爐能夠高效穩(wěn)定地運(yùn)行，為我國煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

［1］王海貝.影響魯奇氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的原因分析［J］.煤，2012，21（4）：63.

［2］李旦.魯奇氣化工藝特點(diǎn)及影響其運(yùn)行的主要因素分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（25）：145.

［3］張成.煤質(zhì)對魯奇氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響分析［J］.中國化工貿(mào)易，2013（5）：129.

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