煤种对鲁奇炉气化的影响

王智（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）

随着社会的发展，人们越来越重视能源方面的多样化发展，科学合理的开发和利用能源能够促进社会的可持续发展。鲁奇炉以及加压煤气生产工艺得到了很好的发展。鲁奇炉在研究早期是以褐煤为研究对象的，这类煤的品质是很高的，所以鲁奇炉在研究成功之后，对煤的品质要求很高。这也成为了鲁奇炉生产工艺中的一个弊端。

1 煤种和煤质对鲁奇炉生产工艺的影响

煤种和煤质的概念是不一样的，在原煤中有各种各样的种类这是指煤种，在同种煤炭中包含有效成分的比例称为煤质。在具体的生产工艺中不存在最好或者最差的煤种或煤质，因为针对不同的生产工艺对煤的要求是不同的。一些弱粘连性煤炭的价值是很低的，但是在鲁奇炉生产工艺中它非常容易加工。煤的种类非常多，不同的煤在气化炉中的反应也不尽相同，鲁奇炉中常用的煤有褐煤、肥煤以及焦煤等。文章针对某些煤的几项指标进行了分析。

1.1 煤炭的灰熔点

煤炭与纯净物不一样，它不像纯净物一样有固定的熔点，所以灰熔点的概念就出来了，灰熔点即煤灰的熔融性，它没有固定的数值，而是在一定的范围内。当煤炭中的无机物分解，并且煤炭发生变形融化，那么就达到了其熔点。熔点不同鲁奇炉内的温度也是不同的，所以鲁奇炉的温度要根据煤炭的灰熔点进行调节，其温度的调节是至关重要的，一般情况下温度是控制在煤灰变形和变软之间。温度过高或者温度过低都会对鲁奇炉产生不好的影响。如果煤炭的灰熔点高的话，就要采取降低汽氧比的措施来提高鲁奇炉内的温度，这时候如果温度超过炉所承受温度的极限，那么就会对炉内的设备有影响，甚至会损坏气化炉，鲁奇炉所能承受的最高温度一般是1300℃。如果煤炭的灰熔点比较低，那么要采取提高汽氧比的方法来降低炉内温度，这时候如果掌控不好温度，煤炭残渣就会由于温度低而粘在炉内部。所以为了更好的适应鲁奇炉的局限性以及更好的保证其正常运行，要精准的控制炉内温度。煤炭的不同结构不同部位的灰熔点是不一样的，所以在加压气化之前要事先对煤炭进行处理并且要时刻关注炉内的汽氧比例，根据不同的灰熔点对炉内汽氧比进行调节。

1.2 煤炭的挥发分

挥发分顾名思义是指煤炭内含有的易挥发物质的成分。挥发物质一般包括水分子以及气体分子。煤炭在经过气化炉之后，其挥发物质会有一定程度的减少。在经过气化炉之后，由于其烃类以及有机物有所挥发，所以它存在一定程度的变质。挥发分与变质程度是成反比的。煤炭的挥发分与煤炭的灰熔点大同小异，都与煤种有联系，煤种不同其挥发分不同。褐煤的挥发分范围在40%～70%，而贫煤的挥发分在17%以下。根据煤炭的挥发分可以准确的判断其用途，并且能够很好的控制其生产过程。如果把煤作为厨房燃料，那么就要找含甲烷等热量气体的煤种，如果把煤作为工业生产用料，那么就要找含低挥发性物质的煤种。所以，对煤种的挥发分进行掌握和了解是至关重要的。

1.3 煤炭的灰分

煤炭的灰分与气化炉中的炉渣有着直接联系。煤炭燃烧过后剩余物质所占的比例即灰分。灰分中的成分影响着煤炭的燃烧性能，如果煤炭的灰分增加、矸石含量增加，那么炉内的残渣温度就会很高，这是因为煤炭在燃烧时吸收热量而造成的，这样不利于保留热能，甚至会造成热能的损失。在炉内加入一些气化剂、降低其温度或者是提高汽氧比例都能够有效的避免废渣粘连在炉内部。由此可以看出，煤炭的灰分对炉内影响很大，所以要密切关注其灰分。

1.4 煤炭的水分

水分顾名思义是指煤灰预处理之后所含的水分。其水分包括了内部、外部、煤粒中的水分。为了保证更高层次的干燥，在加压气化时，炉身的温度要相对高一些，而炉内的温度相对低一些。其温度的高低都是相对于正常气压来说的。煤炭的水分在加压气化过程中是有积极影响的，首先，其水分起着一定的辅助作用，起床，其挥发性与水分有着很大的关系，挥发性好能够保证其气孔率大，从而保证气化速度以及煤气产生速度都加快，这样就极大的保证了煤气的质量。

1.5 煤炭中的固定碳

固定碳是存在于焦渣中，焦渣是煤气化之后产生的。碳是煤炭所有成分中比较有效的一种物质。煤气的高效生产离不开高含量的固定碳，固定碳的含量越高越能够保证煤炭较低的灰分以及挥发分。煤炭固定碳的高含量固然是好，但是过高的固定碳可能会给生产带来安全隐患。因为高含量的固定碳在加压气化过程中需要的氧气比较多，这时候如果氧气供给不足，那么就会增加其停留时间、增加其温度和压力，从而带来安全隐患。除此之外，比较复杂的煤种由于其产生大量的废水会导致治理废水的成本增加。

1.6 煤的粒度影响

鲁奇气化工艺对煤的粒度有着一定的要求，如果煤的粒度过大就会导致反应进行不彻底以及耗能增加等。煤的粒度一般是控制在500mm以下，但是其粒度也不能过小。在具体加压气化过程中经常会出现床层不均现象，这会导致阻力不均匀从而影响气体的产量和质量，并且由于其温度不均匀还会造成结渣以及沟流等情况。造成上述现象的原因是颗粒不均匀、大小颗粒互相填充。

2 科学合理的选择煤种

上述内容中的粒度适用于各种煤种，即所有煤种对粒度都是有一定要求的。小颗粒度的煤粉以及碎煤等是鲁奇炉生产工艺中常用的煤，这些煤的粒度一般是在6～50mm 之间，这个粒度范围的煤在鲁奇炉生产工艺中比较容易加工，并且其粒度范围比较大，从而比较容易控制粒度。对煤炭的粒度进行有效的控制，能够保证其在床层上分布均匀，从而能够有效的保证充分的燃烧，促进反应充分的进行，加快其反应和生产速率，最大限度的提高气体的生产产量。煤炭粒度的不同会导致残渣不同，即使是同样煤种同种情况，也会有一定的差别。根据具体的操作实验得出，当粒度大于50mm 时，其反应进行的不彻底，气体产量不高，热能消耗会比较大。如果粒度小于13mm，机会出现床层分布不均匀、阻力不均匀、粘连等情况，从而导致生产过程不能够顺利进行，甚至会损坏设备。煤种不同其鲁奇炉的生产工艺也不同，所以在操作之前一定要对煤种进行选择。首先要根据生产的需求来选择不同的煤种，其次，在具体操作之前要对煤料进行预处理，并且要了解和掌握其灰熔点，这样才能够有效的调控汽氧比例，再次，要对灰分以及挥发分进行掌握，并且最大限度的降低灰分，提高挥发分，这样才能够提高生产效率、节省生产成本。最后，要确定其粒度，根据具体的实验要求，确定其粒度并且确保均匀分布在床层。通过科学合理的选择煤种，能够极大的保证鲁奇炉安全正常的运行。

3 结语

由以上可知，鲁奇炉生产工艺对煤种有着一定的要求，有关人员在具体操作之前一定要根据要求选择煤种，并且了解煤种的各种指标，这样才能够保证后续工作顺利高效的完成。社会在不断进步，科技在不断发展，相信未来的某一天煤炭生产工艺会更上一层楼。