碎煤加压气化工艺的设计优化

孙秀妮（内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司,内蒙古 赤峰 025350）

近年来我国的碎煤加压气化技术的得到了推广和发展，煤制气、煤制氨和煤制油等工艺日渐成熟，但从实践生产角度出发，碎煤加压企划设备中依然存在很多问题，例如控制方式、开车点火等问题，这些措施都是提升气化炉功能的关键。

1 鲁奇炉碎煤加压气化技术的特点

鲁奇炉的工艺是上世纪30年代出现的，在三类气化工艺在中，出现最早、性能最稳定、技术也相对成熟。目前我国有二十多家大型企业在使用鲁奇气化工艺，从使用的经验来看，不难发现这种技术对原料和工艺的苛求程度很高。比如说原煤必须是5-50（直径）毫米的块煤，热稳定性必须很强，灰熔点低。

鲁奇炉作为一种典型的煤气发生炉，也是煤气化的主要装置，在作业过程中，必须先对所消耗的煤炭资源进行鉴定。鲁奇碎煤加压气化技术在褐煤、不粘接性或若粘接性煤中可以发挥作用，同时要求原煤具有较高的热量稳定性、化学性和灰熔点性（高），有时候需要提高原煤的机械强度，主要用于城市居民煤气和燃料气体。

鲁奇炉随借加压气化技术中，生产的煤气包含焦油和碳氢化合物的成分很低，只有1%，而甲烷的含量在40%左右，焦油分离和酚质污水处理起来比较复杂，因此很容易出现设备故障。

2 鲁奇炉碎煤加压气化技术的优化

2.1 煤锁和灰锁的优化

煤锁是确保煤仓内部间歇的容器，也是汽化炉上重要的零部件之一，一旦发生损坏，在维修过程中要消耗掉大量的人力物力；煤锁的位置比较特殊，质量过大，采用起重机的方式吊起维修，不仅费时费力，还很容易造成设备损毁和人员伤害事物。对煤锁检修的优化，可以从设备两侧支耳处加上千斤顶，利用支撑梁体的滑道，千斤顶的作用下煤锁就会升起，从滑道上将其移动出来，就可以进行检修作业。

煤锁的下阀门轴也是容易损坏的部位，下阀轴的转都皱设计是为了同步实现开关功能，由于煤锁下阀门传动轴的磨损，导致轴承、垫环等方位日渐脱落，这一装置设计优化在传动轴的外端固定起来，方便长距离的调整。

2.2 点火方式的优化

碎煤加压气化技术，是在一个高温和高压同时存在的环境下发生的化学和物理反映，原煤中的碳元素、氧元素以及水蒸气之间发生反映，形成煤气的过程。

结合煤炭的燃烧过程，其实就是煤炭中的碳元素和氧气的作用，燃烧是副作用；煤炭中含有丰富的氢化物和脂肪结构，当压力和温度达到一定程度时，氧化自动发生，同时释放出热量，这就是点火过程；气化炉内的原煤燃烧就只能用这种方式，是气化的关键步骤，而传统的点火方式是通过空气点火，一般需要几十个小时时间，同时要消耗掉大量的引火物质，造成资源浪费、时间浪费。

优化点火方式，可以从一下几个方面入手。

第一，在点火之前加入一定粒度的块煤，然后像气化炉中输送中压的蒸汽，在蒸汽的作用下，煤层会快速进行氧化反映，这算是一个预热，在预热过程结束之后，点火能够更加的顺利。

第二，利用氧气点火。首先想气炉内输送蒸汽的同时输入氧气，氧气的浓度根据实际需求计算，一般达到最佳燃烧值即可。

2.3 驱动结构优化

每一个鲁奇炉在投产之前都会进行必要的技术改造，在生产过程中也会根据企业的需求，进行临时改进。从驱动方式来说，碎煤加压气化技术中旋转炉畀和汽化炉之间不断地摩擦，增加了轴承的运行阻力，很显然同归改变就能够实现减少阻力的产生。

因此，驱动结构的优化，是根据现场情况来实现同等劳动率的有效性需求，例如，在鲁奇炉进行排灰过程中，关闭会所上阀门，要反复点动上阀门，等候阀门关闭之后再次运行，在行业被叫做压灰；汽化炉高负荷运转的时间太长，炉箅就会由于过度磨损而停止转动，鲁奇炉内部的气体分布不均匀，转化煤气无法顺利产生，存在的安全很大；高温高压的炉体就会演变成一个巨大的炸弹。在进行优化设计时候，可以从灰锁和汽化炉相连接的部位，以技改的方法添加一个灰锁头。当发生上述问题时，把灰锁头打开，不用移动灰锁，可以节省大量的人力物力。

3 结语

我国目前是世界上最大的煤气化规模国家，根据现在的发展状况去判断，随着天然气行业的发展和日渐需求，基于鲁奇炉的碎煤加压气化技术会不断更新发展。

除了以上介绍的三种优化措施之外，还有针对生产产能的优化、操作控制方法的优化以及外置气泡的优化。可优化的项目越多，就说明碎煤加压气化工艺的潜力越大，还需要进一步的发展；积极研究这一工艺具有良好的市场前景。

[1]孟祥清,刘永健.碎煤加压气化工艺的设计优化[J].化工进展,2013,S1:95-99.

[2]韩玉峰,冯华,马剑飞.碎煤加压气化和水煤浆气化工艺组合在煤制天然气项目中的应用[J].天然气化工(C1化学与化工),2014,04:35-37.

[3]孙波涛,蔺肖肖,田广霁.型煤在碎煤加压气化工艺中的可行性论证[J].化工进展,2012,S1:250-253.

[4]杨葆华.碎煤加压气化煤化工污水处理工艺设计探讨[J].工程建设与设计,2015,02:84-87+90.

[5]王建,蒙晓非.煤加压气化工艺废水处理技术探究[J].甘肃科技,2010,24:80-84+39.