煤質對魯奇氣化爐經濟運行的影響研究

張文濤

摘 要：魯奇氣化爐是煤氣生產的重要設備，在運行中易受煤質因素影響。文章分析了煤質對魯奇氣化爐經濟運行的影響，并提出了相應的對策，為保證魯奇氣化爐的穩定運行，促進生產的順利進行提供了參考。

關鍵詞：煤質;魯奇氣化爐;煤氣化爐;經濟運行;分析

0 前言

隨著人們生活水平的提高，對天然氣的需求量越來越大，企業必須加強生產技術的研究。尤其要認真分析煤質對魯奇氣化爐的影響，不斷采取優化措施，以提高煤氣生產的質量和效率，滿足人們生產和生活的需要，同時進一步提高經濟效益[1]。

1 工程案例分析

氣化廠采用魯奇早期加壓氣化工藝，生產城市燃氣和甲醇、二甲醚等化工產品。自從70年代引進以來，我國對此項技術的掌握和應用取得了很大進展。而煤種、煤質要求是魯奇氣化爐長期穩定運行的重要因素之一，對其性能也有一定的影響。近幾年來，由于煤價上漲、冬季煤炭緊張等因素，該廠原煤已達十余種，煤炭品質的不穩定，給設備生產能力和長期穩定運行帶來很大困難[2]。

2 煤質對魯奇氣化爐經濟運行的影響

2.1 灰熔點效應

要保證魯奇氣化爐穩定運行，必須控制煤的熔點，一般在1150℃～1250℃之間。過高的熔點會燒壞火爐的部件，過低的熔點會提高蒸汽的氧比，降低爐溫，導致水份增加，延遲氣化反應速度，對制氣十分不利。

2.2 揮發性物質的影響

煤氣的用途不同，對煤的揮發性要求也不同。如煤質為燃料，則應使用較高的煤質，以獲取高熱值和含甲烷氣體。在工業生產中，可采用揮發分含量低的煤。魯奇氣化爐揮發分總體上表現為揮發分低、收率高、經濟性好。當揮發份高時，副產物中油和焦油的生產效率提高[3]。

2.3 灰與矸石的影響

煤中有大量的灰分和矸石，燃燒灰化和殘渣易造成熱損失，從而降低煤的熱效率。與此同時，為了避免氣化爐渣的產生，在生產中通常會降低氣化爐溫度，降低氣化強度，減少粗煤氣的產生。此外，灰分含量高還會影響反應產物的熱擴散速率，影響固體內部和表面氣化反應，增加碳核進入灰區的幾率，提高灰鎖溫度，干擾反應層的正常工作，影響氣化爐的正常運行[4]。

2.4 煤粒度效應

煤中粒徑超過50毫米的煤粉實際上會影響氣化反應的進展。當煤粒小于12毫米時，小煤粒往往會填滿大煤隙，使小煤粒集中于中央，均勻度降低，局部阻力增大，影響了氣化劑的正常通過，造成氣體產量降低，爐體局部過熱，造成結塊、殘渣等情況。結果表明，為了保證魯奇氣化爐的穩定運行，煤粒度和含煤量的指標為：煤粒度5～13mm<10%、13～25mm為30%、25～50mm為30%、>50mm為30%。

另外，含水率和固定碳含量對魯奇氣化爐的經濟運行有一定的影響。煤炭由于含水率高，不僅會產生滯粉效應，而且蒸汽氣化會增加耗氧量，增加污水處理費用[5]。此外，煤中固定含碳量對魯奇氣化爐經濟運行的影響還有待于進一步研究，以確定合理區間。

3 魯奇氣化器經濟運行的保障措施

3.1按集中采購和重熔地點分類堆放

針對魯奇氣化爐對煤的特殊要求，應以煤灰熔點作為主要控制指標，盡可能集中采購熔點相近的煤。對于灰熔點不同且采購困難的情況，應在煤場按煤質、灰熔點等進行分類，進爐前合理調配灰熔點相似的煤。在氣化爐中應盡量避免頻繁地切換使用不同灰熔點的煤，以促進氣化爐最佳氧比的選擇和經濟運行。

3.2 降低次組分，增強選矸力

灰和石子沒有使用價值，增加了運輸費用。煤矸石的采購應按價格合理控制灰分，灰分含量越低越好。此外，選煤時要增加人力選煤能力，矸石含量過高，會嚴重影響設備的運行周期，導致設備維護頻繁，停機頻繁。氣化爐維護頻率的增加，將給企業帶來遠遠高于人工成本的費用支出，同時氣化爐的長期穩定運行將帶來良好的經濟效益。

3.3 嚴格實施灰分、水分控制

原煤按灰分和粒度分級存放，入爐前根據灰分指標配制合適的煤種，破碎篩前降低灰分，入爐后控制灰分在15%以內。長焰煤水份高時，煤場儲存煤的自然脫水，入爐前采用蒸氣加熱與滾動體相結合的方法，在降低含水率的同時，除去大量的煤粉，使入爐煤水份低于3%，滿足氣化作業的要求。煤渣含量高時，氣化爐的工作負荷增大，為了穩定氣化爐的運行，應加強排灰，在排灰系統中增設緩沖裝置，以縮短排灰時間，提高排灰系統的適應性。

3.4 合理選擇熱值，確保煤的粒徑

為避免盲目追求固定碳含量過高、原料成本過高、氣化爐運行不經濟等情況，通過購買固定碳含量或煤熱值來合理選擇魯奇氣化工藝煤。在采煤過程中，應嚴格控制塊煤的最低采煤量，使最終煤量盡可能少，同時在運輸、裝卸、氣化爐進入過程中，盡量減少不必要的沖突和擠壓，使塊煤發揮最大效益。另外，煤廠在雨雪季節應加強原料煤的防水處理，可覆蓋雨水或存放在煤倉，避免進廠二次取水，滿足氣化爐穩定運行。

4 結語

煤質對魯奇氣化路的經濟運行影響很大，因此，生產企業應提高認識，掌握氣化路的經濟運行指標和規律，加強對相關生產環節的控制，積極優化相關生產環節。煤炭的回熔點、揮發分、灰分和矸石、煤粒度、含水率、固定碳等對魯奇氣化率運行的經濟性有影響，應結合生產實際，確定對上述因素的最優控制范圍，為煤炭進入火爐前的處理提供依據。為提高魯奇氣化率運行效率，更好地實現生產目標，生產企業應加強采購過程的控制，充分考慮影響氣化爐經濟運行的因素，在條件許可時，采購各項指標，采購的煤要滿足氣化爐生產的要求。

參考文獻：

[1] 侯玉春. 化工用煤基本情況及未來發展趨勢[J]. 煤炭技術， 2018， 37（09）： 354-356.

[2] 寧曉鈞，黨晗，張建良，等. 低階煤熱解與蘭炭生產工藝研究進展[J]. 鋼鐵， 2021， 56（01）： 1-11.

[3] 王玉忠. 利用褐煤魯奇爐與BGL爐碎煤加壓氣化工藝模擬研究[J]. 化工管理， 2018， （06）： 93-100.

[4] 郭慧冬. 原煤質量對魯奇氣化爐經濟運行的影響[J]. 化工管理， 2019， （04）： 56.

[5] 胡賢賢. 蘭炭在魯奇氣化爐中的應用[J]. 山西化工， 2018， 38（05）： 186-187.

（伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊犁 835000）