鲁奇碎煤加压气化炉运行中的问题及防范措施探讨

刘金国

（新疆维吾尔自治区伊宁市伊宁县曲鲁海乡新疆庆华能源集团有限公司，新疆 伊犁州 835100）

鲁奇碎煤加压气化炉运行中的问题及防范措施探讨

刘金国

（新疆维吾尔自治区伊宁市伊宁县曲鲁海乡新疆庆华能源集团有限公司，新疆 伊犁州 835100）

煤化工作为我国重要的能源生产行业，为我国经济建设的发展提供了重要的能源供应。煤化工生产主要是以煤炭为原料，对其进行深加工进而获取能源的一种化工生产方式。为了提高煤化工企业的生产效率，引进先进的生产设备是主要途径之一，鲁奇碎煤加压气化炉因为气化强度高，灰渣残炭少等优点而在我国的煤化工企业中得到了广泛的应用。由于这种设备在我国使用的时间不长，所以在实际运行的过程中还存在很多的不足，需要逐渐地改进和完善，以发挥出更高的效能，为我国煤化工企业的发展创造更大的经济效益。

鲁奇炉；气化；运行；问题；改善措施

随着全球能源日益紧张的局面，对我国煤化工企业的生产产生了很大的挑战，我国的煤炭储量丰富，但是在油气方面相对匮乏，所以加大对煤炭的开采和深加工成为提高油气能源产量的重要途径。鲁奇炉碎煤加压气化炉作为煤化工企业生产的重要设备，对我国煤化工企业的发展起到了重要的推动作用。鲁奇气化炉经过德国鲁奇工程公司的技术改进，在性能方面不断地提升，从产气量、运行性能、能耗以及排放物等方面不断的改进。虽然鲁奇炉具有诸多的优势，但是很多技术优势都是在国外有比较成功的应用案例，在我国有很多技术还无法解决，比如说因为煤种的原因会导致气化炉腐蚀，由于排放的废水成分比较复杂，难以达到工业排放标准，以及连续运行周期短、故障频发等，都是现阶段煤化工企业应用鲁奇炉所面对的问题。所以在实际运行的过程中，还存在很多急待解决的问题，需要根据我国煤化工企业的实际生产状况，不断地改进和完善，从而有效地提高鲁奇炉的运行效率，提高废水处理工艺，确保鲁奇炉气化炉能够长期稳定的运行。

1.鲁奇碎煤加压气化炉运行中存在的问题

1.1煤种对鲁奇气化炉运行的影响

因为煤化工中主要的原料的就是煤炭，所以不同的煤种会产生不同的生产效率，对于鲁奇气化炉也同样如此，由于煤种的原因不仅会对鲁奇气化炉产生腐蚀现象，而且会影响到鲁奇气化炉的连续稳定运行。煤种对鲁奇气化炉的影响因素主要包含灰熔点、挥发分、灰分、水分；固定碳以及粒度等几个方面，灰熔点对气化炉的内部作业温度有很大的影响，作业温度过高或者过低都不利于生产。如果煤种的灰熔点过高，而为了满足生产需求就需要提高炉内的温度，如果超过了鲁奇气化炉自身所能够承受的极限时，不仅会损坏相关设备部件，缩短设备的使用寿命，严重的情况下还可能会引发安全事故，造成更大的经济损失，而如果煤种的灰熔点较低，在温度较低的运行状态下，可能导致煤炭残渣凝结在炉体内部，从而影响到气化炉运行的稳定性。同样，因为不同煤种的其他要素不同，对鲁奇气化炉的正常运行都会产生不同的影响。此外，如果使用的煤种中含有较高的卤族元素或者碱金属，在生产运行的过程中，所产生的物质就会对气化炉产生腐蚀作用，由此而降低鲁奇气化炉的使用寿命，降低生产效率。

1.2鲁奇气化炉运行中的废水处理问题

废水处理是鲁奇炉运行过程中面临的重要问题，因为鲁奇煤气化技术属于低温中亚气化工艺，所以在生产运行的过程中，在冷却水和洗涤水中会含有大量的污染性物质。鲁奇炉产生的废水成分比较复杂，可生化性差，并且对着煤质的变化会对水质产生较大的波动，所以为废水处理带来了很大的难度。在生产废水中，含有大量的油类、酚类以及烃类物质，会导致水质发生乳化现象，且在曝气池表面会形成大量的泡沫，如果在大风天气会随风飘散，对周围环境造成严重的污染。同时曝气池中的充氧效率以及污泥的沉降性能都会降低，导致水质出现进一步恶化的现象。在氨氮浓度较高的情况下，污泥由于沉降指数增加而导致大量流失，从而为生化处理环节产生很大的影响。由于煤化工企业产生的废水对环境有较大的危害，所以国家对煤化工企业生产排放的废水有较高的标准，一定要达到相关标准才准予排放。而有些煤化工企业利用鲁奇炉气化技术，在废水处理技术方面比较薄弱，所以在排放标准达不到国家标准的情况下，就会出现偷排的现象，不仅对环境造成严重的污染，同时也浪费了可回收利用的大量资源。

1.3鲁奇气化炉连续稳定运行存在的问题

鲁奇气化炉连续稳定运行是保障生产的重要性能指标，而在实际运行中有很多因素会对连续稳定运行有所影响。气化炉炉篦失效是影响因素之一，通常情况下，气化炉炉篦失效的表现形式有：出现细微的裂纹，裂纹表面光滑；出现粗大的裂纹，裂纹较大，炉篦变形扭曲，裂纹表面粗糙；炉篦被烧坏，表面有融化的现象。出现以上状况的因素为灰层过薄，火层下移，炉篦材质无法承受高温，必会发生故障。炉篦耐高温的强度与其材料的高温组织密切相关，如果气化炉长时间、连续运转，炉篦承受的高温时间就会过长，材料强度会降低，进而发生变形，出现裂纹。裂纹在长时间的应力作用下，会不断扩大，出现粗大的磨损口，最终导致炉篦失效，进而造成气化剂的不均匀分布，影响气化炉的正常运作。此外，还有气化炉灰锁上下阀轴填料失效以及煤锁液压阀门内漏也是影响连续稳定运行的重要因素。

2.改善鲁奇碎煤加压气化炉运行状态的措施

2.1对煤种的处理措施

为了保证鲁奇气化炉能够安全稳定的运行，对于煤种的处理措施非常关键。首先，是对煤种的选择，根据鲁奇气化炉的生产技术参数以及运行工况，选择适宜的煤种，对其在灰熔点、挥发分、灰分、水分、固定碳以及粒度等方面进行严格的控制，确保能够符合鲁奇炉的运行方式，从源头上进行控制。其次，如果煤种的选择范围较小，并且从经济性等方面考虑没有更好的选择，则需要对煤种进行相应地处理，以确保能够达到相对比较理想的状态。对于使用的煤料进行预处理，并且进行化验分类，根据其物理性能的不同而分类堆放；降低煤料的灰分，以减少运行成本；对于选用煤料的粒度进行合理的处理，控制在6mm～50mm的碎煤为宜。这些都是从适应鲁奇炉的运行状态而采取的措施，随着技术的改进，还会有其他更好的方式。对于煤种对气化炉腐蚀的现象，可以在炉内增加防腐蚀材料，以减少对炉体的腐蚀。

2.2鲁奇气化炉废水处理措施

针对鲁奇炉生产过程中产生的废水处理问题，国外有比较成功的处理技术，但是在我国还不够完善，所以还需要不断地改进。目前的处理技术主要为预处理、生化处理以及深度处理，在预处理阶段，通常采用隔油、气浮，并且辅以混凝对油类物质进行清除，由于鲁奇废水自身的可生化性较低，所以在气浮阶段应该采用压缩氮气的方式，降低废水被氧化的现象，为后续的生化处理提供有利的条件。在生化处理阶段，主要是去除废水中的氨、氮、烃类物质，一般会采用厌氧-好氧的方式，但是在实际处理的过程中，由于氨氮类物质较多，还可以通过加入一定量的镁盐和磷酸盐形成磷酸氨镁，不仅可以降低氨氮含量，同时还可以生成新的资源。在具体处理的过程中，可根据实际状态采用不同的方法，以处理效果最大化为主要目标。在经过预处理和生化处理后，废水中还含有无法降解和生化的有机物，需要经过混凝沉淀、物理吸附以及化学氧化等方法对废水进一步处理，以达到规范的排放标准。随着科学水平的提升，鲁奇废水的处理技术也不断的提升，在处理废水的同时，还达到了酚氨等物质回收的目的，可有效地降低成本，提高废水处理效率。

2.3改善鲁奇气化炉连续稳定运行的措施

针对炉篦失效，可采取的改进措施有：提高炉篦的耐高温强度和硬度，采用含碳量较高的复合材料作为炉篦材料，以此来提高炉篦的耐高温时间，延长炉篦的使用寿命。还可对炉篦的结构进行优化，增加炉篦的耐磨条数量，延长炉篦的耐磨时间，降低炉篦的失效率。同时应严格控制炉篦的运作温度，这是降低炉篦失效率最有效的方法。对于灰锁上下阀轴填料失效应该严格把控填料的质量，提高润滑油的闪点，保证供油管的畅通等措施。对于煤锁液压阀门内漏应该加强对煤锁阀门密封性的质量检验，增加气化炉煤锁阀门的耐高温和高压时长，在煤锁液压阀门旁增加备用充气管道等措施。

结语

煤化工生产企业为我国的经济发展提供了重要的能源保障，为了满足时代发展的需求提高企业生产效率，煤化工企业不断地引进先进的生产设备，改进生产工艺。鲁奇碎煤加压气化炉氧耗和蒸汽消耗低，单炉生产能力高，可靠性强，且能生产10%的甲烷气，所以在我国的大型煤化工企业中得到了广泛应用。因为鲁奇气化炉在国外的技术比较成熟，所以发挥的效率较高，但是引进我国之后，由于受到煤种以及相关的配套工艺限制，在运行的过程中还存在很多的问题，比如对炉体的腐蚀以及不能够连续稳定运行等，都会对气化炉的安全稳定运行产生一定的影响，所以需要根据我国现有的生产工艺状况，不断地进行技术改造，以提高确保鲁奇碎煤加压气化炉能够高效稳定地运行，为我国煤化工企业的可持续发展创造有利的条件。

［1］王海贝.影响鲁奇气化炉连续稳定运行的原因分析［J］.煤，2012，21（4）：63.

［2］李旦.鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析［J］.科技创新与应用，2013（25）：145.

［3］张成.煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响分析［J］.中国化工贸易，2013（5）：129.

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