煤種對魯奇爐氣化的影響

王智（伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司，新疆 伊寧835000）

隨著社會的發(fā)展，人們越來越重視能源方面的多樣化發(fā)展，科學(xué)合理的開發(fā)和利用能源能夠促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。魯奇爐以及加壓煤氣生產(chǎn)工藝得到了很好的發(fā)展。魯奇爐在研究早期是以褐煤為研究對象的，這類煤的品質(zhì)是很高的，所以魯奇爐在研究成功之后，對煤的品質(zhì)要求很高。這也成為了魯奇爐生產(chǎn)工藝中的一個弊端。

1 煤種和煤質(zhì)對魯奇爐生產(chǎn)工藝的影響

煤種和煤質(zhì)的概念是不一樣的，在原煤中有各種各樣的種類這是指煤種，在同種煤炭中包含有效成分的比例稱為煤質(zhì)。在具體的生產(chǎn)工藝中不存在最好或者最差的煤種或煤質(zhì)，因為針對不同的生產(chǎn)工藝對煤的要求是不同的。一些弱粘連性煤炭的價值是很低的，但是在魯奇爐生產(chǎn)工藝中它非常容易加工。煤的種類非常多，不同的煤在氣化爐中的反應(yīng)也不盡相同，魯奇爐中常用的煤有褐煤、肥煤以及焦煤等。文章針對某些煤的幾項指標(biāo)進(jìn)行了分析。

1.1 煤炭的灰熔點

煤炭與純凈物不一樣，它不像純凈物一樣有固定的熔點，所以灰熔點的概念就出來了，灰熔點即煤灰的熔融性，它沒有固定的數(shù)值，而是在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)煤炭中的無機(jī)物分解，并且煤炭發(fā)生變形融化，那么就達(dá)到了其熔點。熔點不同魯奇爐內(nèi)的溫度也是不同的，所以魯奇爐的溫度要根據(jù)煤炭的灰熔點進(jìn)行調(diào)節(jié)，其溫度的調(diào)節(jié)是至關(guān)重要的，一般情況下溫度是控制在煤灰變形和變軟之間。溫度過高或者溫度過低都會對魯奇爐產(chǎn)生不好的影響。如果煤炭的灰熔點高的話，就要采取降低汽氧比的措施來提高魯奇爐內(nèi)的溫度，這時候如果溫度超過爐所承受溫度的極限，那么就會對爐內(nèi)的設(shè)備有影響，甚至?xí)p壞氣化爐，魯奇爐所能承受的最高溫度一般是1300℃。如果煤炭的灰熔點比較低，那么要采取提高汽氧比的方法來降低爐內(nèi)溫度，這時候如果掌控不好溫度，煤炭殘渣就會由于溫度低而粘在爐內(nèi)部。所以為了更好的適應(yīng)魯奇爐的局限性以及更好的保證其正常運行，要精準(zhǔn)的控制爐內(nèi)溫度。煤炭的不同結(jié)構(gòu)不同部位的灰熔點是不一樣的，所以在加壓氣化之前要事先對煤炭進(jìn)行處理并且要時刻關(guān)注爐內(nèi)的汽氧比例，根據(jù)不同的灰熔點對爐內(nèi)汽氧比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.2 煤炭的揮發(fā)分

揮發(fā)分顧名思義是指煤炭內(nèi)含有的易揮發(fā)物質(zhì)的成分。揮發(fā)物質(zhì)一般包括水分子以及氣體分子。煤炭在經(jīng)過氣化爐之后，其揮發(fā)物質(zhì)會有一定程度的減少。在經(jīng)過氣化爐之后，由于其烴類以及有機(jī)物有所揮發(fā)，所以它存在一定程度的變質(zhì)。揮發(fā)分與變質(zhì)程度是成反比的。煤炭的揮發(fā)分與煤炭的灰熔點大同小異，都與煤種有聯(lián)系，煤種不同其揮發(fā)分不同。褐煤的揮發(fā)分范圍在40%～70%，而貧煤的揮發(fā)分在17%以下。根據(jù)煤炭的揮發(fā)分可以準(zhǔn)確的判斷其用途，并且能夠很好的控制其生產(chǎn)過程。如果把煤作為廚房燃料，那么就要找含甲烷等熱量氣體的煤種，如果把煤作為工業(yè)生產(chǎn)用料，那么就要找含低揮發(fā)性物質(zhì)的煤種。所以，對煤種的揮發(fā)分進(jìn)行掌握和了解是至關(guān)重要的。

1.3 煤炭的灰分

煤炭的灰分與氣化爐中的爐渣有著直接聯(lián)系。煤炭燃燒過后剩余物質(zhì)所占的比例即灰分。灰分中的成分影響著煤炭的燃燒性能，如果煤炭的灰分增加、矸石含量增加，那么爐內(nèi)的殘渣溫度就會很高，這是因為煤炭在燃燒時吸收熱量而造成的，這樣不利于保留熱能，甚至?xí)斐蔁崮艿膿p失。在爐內(nèi)加入一些氣化劑、降低其溫度或者是提高汽氧比例都能夠有效的避免廢渣粘連在爐內(nèi)部。由此可以看出，煤炭的灰分對爐內(nèi)影響很大，所以要密切關(guān)注其灰分。

1.4 煤炭的水分

水分顧名思義是指煤灰預(yù)處理之后所含的水分。其水分包括了內(nèi)部、外部、煤粒中的水分。為了保證更高層次的干燥，在加壓氣化時，爐身的溫度要相對高一些，而爐內(nèi)的溫度相對低一些。其溫度的高低都是相對于正常氣壓來說的。煤炭的水分在加壓氣化過程中是有積極影響的，首先，其水分起著一定的輔助作用，起床，其揮發(fā)性與水分有著很大的關(guān)系，揮發(fā)性好能夠保證其氣孔率大，從而保證氣化速度以及煤氣產(chǎn)生速度都加快，這樣就極大的保證了煤氣的質(zhì)量。

1.5 煤炭中的固定碳

固定碳是存在于焦渣中，焦渣是煤氣化之后產(chǎn)生的。碳是煤炭所有成分中比較有效的一種物質(zhì)。煤氣的高效生產(chǎn)離不開高含量的固定碳，固定碳的含量越高越能夠保證煤炭較低的灰分以及揮發(fā)分。煤炭固定碳的高含量固然是好，但是過高的固定碳可能會給生產(chǎn)帶來安全隱患。因為高含量的固定碳在加壓氣化過程中需要的氧氣比較多，這時候如果氧氣供給不足，那么就會增加其停留時間、增加其溫度和壓力，從而帶來安全隱患。除此之外，比較復(fù)雜的煤種由于其產(chǎn)生大量的廢水會導(dǎo)致治理廢水的成本增加。

1.6 煤的粒度影響

魯奇氣化工藝對煤的粒度有著一定的要求，如果煤的粒度過大就會導(dǎo)致反應(yīng)進(jìn)行不徹底以及耗能增加等。煤的粒度一般是控制在500mm以下，但是其粒度也不能過小。在具體加壓氣化過程中經(jīng)常會出現(xiàn)床層不均現(xiàn)象，這會導(dǎo)致阻力不均勻從而影響氣體的產(chǎn)量和質(zhì)量，并且由于其溫度不均勻還會造成結(jié)渣以及溝流等情況。造成上述現(xiàn)象的原因是顆粒不均勻、大小顆粒互相填充。

2 科學(xué)合理的選擇煤種

上述內(nèi)容中的粒度適用于各種煤種，即所有煤種對粒度都是有一定要求的。小顆粒度的煤粉以及碎煤等是魯奇爐生產(chǎn)工藝中常用的煤，這些煤的粒度一般是在6～50mm 之間，這個粒度范圍的煤在魯奇爐生產(chǎn)工藝中比較容易加工，并且其粒度范圍比較大，從而比較容易控制粒度。對煤炭的粒度進(jìn)行有效的控制，能夠保證其在床層上分布均勻，從而能夠有效的保證充分的燃燒，促進(jìn)反應(yīng)充分的進(jìn)行，加快其反應(yīng)和生產(chǎn)速率，最大限度的提高氣體的生產(chǎn)產(chǎn)量。煤炭粒度的不同會導(dǎo)致殘渣不同，即使是同樣煤種同種情況，也會有一定的差別。根據(jù)具體的操作實驗得出，當(dāng)粒度大于50mm 時，其反應(yīng)進(jìn)行的不徹底，氣體產(chǎn)量不高，熱能消耗會比較大。如果粒度小于13mm，機(jī)會出現(xiàn)床層分布不均勻、阻力不均勻、粘連等情況，從而導(dǎo)致生產(chǎn)過程不能夠順利進(jìn)行，甚至?xí)p壞設(shè)備。煤種不同其魯奇爐的生產(chǎn)工藝也不同，所以在操作之前一定要對煤種進(jìn)行選擇。首先要根據(jù)生產(chǎn)的需求來選擇不同的煤種，其次，在具體操作之前要對煤料進(jìn)行預(yù)處理，并且要了解和掌握其灰熔點，這樣才能夠有效的調(diào)控汽氧比例，再次，要對灰分以及揮發(fā)分進(jìn)行掌握，并且最大限度的降低灰分，提高揮發(fā)分，這樣才能夠提高生產(chǎn)效率、節(jié)省生產(chǎn)成本。最后，要確定其粒度，根據(jù)具體的實驗要求，確定其粒度并且確保均勻分布在床層。通過科學(xué)合理的選擇煤種，能夠極大的保證魯奇爐安全正常的運行。

3 結(jié)語

由以上可知，魯奇爐生產(chǎn)工藝對煤種有著一定的要求，有關(guān)人員在具體操作之前一定要根據(jù)要求選擇煤種，并且了解煤種的各種指標(biāo)，這樣才能夠保證后續(xù)工作順利高效的完成。社會在不斷進(jìn)步，科技在不斷發(fā)展，相信未來的某一天煤炭生產(chǎn)工藝會更上一層樓。