煤化工气化炉工艺技术在煤化工企业掺烧中的应用

李浩（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）

煤化工气化炉工艺技术在煤化工企业掺烧中的应用

李浩（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）

随着社会的不断发展，人们对煤炭资源的需求逐渐的增多，但是，燃煤所产生的废气、污染物和固体颗粒已经严重污染了环境和大气。因此，对不同种类废弃物回锅炉掺烧技术进行系统性的研究和分析，对掺烧过程中遇到的问题进行明确，并且对煤化工气化炉工艺技术和煤化工企业的掺烧案例进行有效的结合，从而提出有效的改进方案和计划，最大限度的减少对环境和大气的污染。

煤化工气化炉工艺技术；煤化工企业掺烧；应用

煤炭清洁使用的新方向是制气，并且存在着大量的优势特点，被煤炭行业所重视。近些年来，煤制气生产企业不仅仅需要对排放的污水进行有效的净化处理，而且还需要对副产气固体废弃物进行综合处理。直接将废弃污染物进行排放和填埋，不仅占用了大量的土地面积，并且会对环境产生严重的影响；如果直接将废气污染物放入热动力站的锅炉中进行燃烧处理，则有可能会影响设备的安全性。因此，如何有效的对废气污染物进行有效的处理，是目前煤化工企业面临的巨大问题，也是我国在发展中的关键性问题。

1 掺烧气固废弃物的技术难点

1.1 固废弃物含尘焦油的输送问题突出

熔渣气化炉在对煤炭进行燃烧之后容易产生焦油，焦油具有多种不稳定因素，会使输送泵和管道出现堵塞现象，分离器底部沉降物料无法进行排除，从而影响设备的正常工作。含尘焦油具有粘稠、含水量高、结团等特点，无法对其进行提炼和运输，并且也无法进行掺烧。含尘焦油由于对温度较为敏感，在70℃±5℃左右性质保持稳定，具有一定的流动性；当温度低于60℃时，容易凝结并且流动性差；当温度高于80℃时，流动性良好但是容易发生碳化，放置48h后会有碳粒出现，碳粒以圆球状的形式存在，具有一定的弹性，容易粘连在管道壁，会阻碍正常气体的流动。如果不及时对碳粒进行清除，温度继续上升会加速碳粒碳化，从而会发生管道堵塞现象。因此，在对含尘焦油进行处理时，流动性和输送能力是关键性的问题。

1.2 环境污染严重

煤炭燃烧之后产生的颗粒较小，并且颗粒之间较为紧密，具有一定的保水性，当含水量超过一定数值之后，颗粒会具有流动性，由于颗粒的粒度较细，有可能会出现沉积析水的现象，从而发生堵塞现象。对煤化工企业进行调查发现，一旦设备出现堵塞现象，需要及时进行疏通或停止进行生产，这会大大影响煤化工企业的工作效率和经济效益。设备管道清理的时间较长，并且产生的废弃物只能随地排放，会严重影响煤化工企业的生产环境。

1.3 含水率偏高

含尘焦油由于具有一定的含水性，不容易发生乳化，甚至会出现油包水的现象。国内外煤化工企业在进行生产时，一般要求焦油的含水量必须控制下4%以下，但是现有的设备无法满足要求。只能借助焦炭过滤器或者气浮除焦油器等设备来对含尘焦油进行处理，但是无法达到要求，含尘焦油的流动性和输送能力依然无法得到有效的解决。细灰滤渣与含尘焦油具有一定的相似性，当含水量达到一定的数值之后，细小的滤渣会以块状的形式存在，无法进行正常的供应，对燃烧产生严重的影响。

1.4 配煤难度大

配煤的比例需要严格按照要求来进行。稍有不当就会使燃烧炉膛发生结焦，容易发生熄火现象。首先，需要将固体废弃物作为锅炉燃烧的固定煤种，确定掺烧比例。如果超过规定的比例，会出现熄火的现象。其次，充分利用细渣和燃料煤的特点，按照合适的比例进行掺烧；最后，细灰滤渣的发热量较低，会导致锅炉熄火，在细渣掺烧含量较大时，需要对其进行密切关注，防止发生熄火现象。

1.5 煤气水膨胀气腐蚀问题

锅炉厂和煤化工企业的技术人员进行讨论时，主要的焦点是废气中含有的 对燃烧炉膛受热面和管道产生的腐蚀问题。对国内外煤化工企业的生产过程进行分析，对含有 的膨胀气送入燃烧炉中进行燃烧之后都是借助硫回收装置来对 气体进行回收处理。膨胀气是锅炉燃烧过程中含尘气气化和含焦气膨胀所产生的气体，主要由二氧化碳、水、氢气、一氧化碳、硫化氢以及甲烷组成，含有多种难以燃烧的物质，掺烧会对锅炉的燃烧效率产生一定的影响。

1.6 对其他设备的影响

以循环流化床锅炉来举例分析，对其进行掺烧实验发现存在大量的问题：首先，基于物质守恒定律，对循环流化床锅炉的循环物料进行增加，会使得烟气中的物料增加，从而加剧对锅炉受热面的磨损力度；其次，掺烧比例的不断增加，粉煤灰由于具有不稳定的发热量，容易降低锅炉的燃烧效率；最后，细灰滤渣进行燃烧之后产生的烟尘浓度大、粉尘颗粒细，对除尘器的效率有一定的影响；第四，细灰滤渣含有较多的灰分，难以进行燃烧，影响锅炉的燃烧效率。

2 细灰滤渣在锅炉中的掺烧应用

2.1 设法提高真空皮带过滤器的脱水率

为了提高过滤器的脱水率需要将滤渣的含水量控制在15%以下，然后借助烘干系统来对其进行干燥处理，将含水量控制在5%以下，待滤渣变成固态之后，直接掺杂到原煤中进行燃烧或者进行破碎处理，达到破碎要求之后在进入循环流化床锅炉膛中进行燃烧。

2.2 在分离器下部安装仓壁振动器，使滤渣能从仓口顺利排出

对滤渣管道输送系统进行选择时，需要对输送管道的能力、适应力、故障发生率、投资费用以及运行成本等进行综合性的分析和比对。掺烧的比例需要根据实际的情况来进行确定。

2.3 CFB锅炉掺烧滤渣应采用锅炉炉膛上部高位给料、异比重流化燃烧的方式

滤渣进入燃烧炉必须具备切割风，在滤渣下降的过程中需要对滤渣进行干燥处理，蒸发水分。在炉膛浓相取，需要借助煤机来输送煤研石来作为底料，确保滤渣可以进行完全的燃烧。

3 废气在锅炉中的掺烧应用

①对废气的总量和成分进行分析，掺烧的总废气量较少；②对于循环流化床锅炉来讲，如果在锅炉中加入一定量的石灰石来来进行脱硫处理，则燃烧炉出口处二氧化硫的含量就明显降低；③由于循环流化床锅炉中进行的是低温燃烧，所以在燃烧过程中不会产生含硫物质，不会对受热面产生腐蚀。

因此来讲，借助气化装置可以有效的对废气进行燃烧处理。掺烧的废气可以借助气枪进入燃烧炉中，废气中含有的含硫物质可以在炉膛中进行充分燃烧。但是，煤气水分离中产生的膨胀气无法进行充分燃烧，一部分排入空气中，产生恶臭。锅炉在对废气进行处理时，直接使用管道送入燃烧炉中，无法对压力进行有效的控制，有可能会出现爆炸现象，可使用气体燃烧器将废气输送到燃烧炉中，并且根据废气的特点来对入燃烧炉的高度和喷入口进行确定。与此同时，需要对废气燃烧器的入口和细渣给料口进行充分的主要，避免被风机抽走现象的发生。

4 含尘焦油在锅炉中的掺烧应用

①在对煤加压气化炉工艺中含尘焦油的样品进行提取时，需要对样品成分进行系统的分析，从而来对设备进行选择，制定出符合的分离工艺；②选择合适的设备，对现有的技术进行创新，以提高含尘焦油的分离效果，提高焦油的使用率；③可借助工艺助剂来对焦油的表面张力进行降低，增强焦油的分离效果。工艺助剂方法可以有效的降低焦油的粘度，有效的改善焦油的流动性，提高分离效果，使设备管道上的沉积概率降低，提高输送速度和质量，减少设备管道的清理次数；④废气和固态废弃物需要借助泵来对其脱水和杂质过滤，避免发生堵塞现象；⑤含尘焦油脱水车间采用的是开放式操作，环境较为恶劣，气味较重，为了有效的对含尘焦油和细灰滤渣进行控制，需要配备有含尘焦油缓冲池或者收集坑。

5 结语

燃煤所产生的废气、污染物和固体颗粒已经严重污染了环境和大气。因此，对不同种类废弃物回锅炉掺烧技术必须进行系统性的研究和分析，对掺烧过程中遇到的问题进行明确，并且提出有效的改进方案和计划，最大限度的减少对环境和大气的污染。

［1］孙洪恩.气化炉锁斗系统充压故障的判定与排除［J］.广东化工，2013，（04）.

［2］吴玉新，蔡春荣，张建胜.二次氧量对分级气化炉气化特性影响的分析和比较［J］.化工学报，2012，（02）.

［3］鲍卫娜，祝亚荣，许敬刚.气化炉锁斗系统渣堵现象及处理方法［J］.化工技术与开发，2009，（09）.

李浩（1986- ），男，汉族，内蒙古赤峰市，本科，主要从事企业用煤的输送与管理。