浅析生物质气化-有机载体炉闪爆的原因及对策

摘要：生物质气化-有机载体炉应用于精细化工装置单元，以导热油为中间循环介质供应装置精馏单元取热，导热油供热控制指标 275℃-285℃，在工艺指标满足的条件下，有机热载体炉向生产装置正常供热的情况下，气化炉会出现闪爆的现象，针对当前情况，系统排查可能存在原因，对其进行改造，通过对生物质气原料质量把控、增加温度感应器、调整气化炉鼓引风比例、适当调整灰盘频率，做到减少及最终不发生闪爆的目的。

关键词：生物质，气化，载体炉，闪爆，原因

1 概述

生物质气化-有机载体炉是一种新型应用于中小型生产装置组合工艺，是以生物质为原料，通过干燥、分解、氧化、还原等复杂的热化学反应生成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃气体，通过风机送入锅炉燃烧器在有机载体炉中点燃后燃烧，有机载体炉通过热辐射和热对流将 热量传递导热油作为中间循环介质供热供暖。

2 生物质气化炉气化原理及流程

2.1生物质气化炉气化原理

生物质气化的原理是利用空气中的氧气或者含氧物做气化剂，在高温条件下通过热化学反映将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物质气化时产生的气体，主要有效成分为 CO、H2 和 CH4 等，称为生物质燃气。气化和燃烧过程是密不可分的，燃烧是气 化的基础，气化是部分燃烧或缺氧燃烧。实际上，气化是为了增加可燃气的产量 而在高温状态下发生的热解过程。生物质的挥发分含量一般在 76～86%，生物质受热后在相对较低的温度下就能使大量的挥发分物质析出。

2.2生物质气化炉气化流程

2.2.1气化炉流程图

2.2.2流程图简介

首先将生物质原料粉碎，30mm-80mm（越小气化效果越好）然后通过物料机传送带送入气化炉，依次经过干燥、热解、氧化、还原遂产出可燃气，过经净化器、汽水分离器后通过引风机送入热载体炉内燃烧取热。

3 当前存在的问题

物质气化炉为中低温常压操作，以生物质木片为原料，气化效率为 72%，消耗生物原料 3.75t/h，产气量输出功率 1080×10 4Kcal/h（1080 万大卡），额定产 气量 8250m³/h，与生物质气化系统配套的有机载体炉设计热负荷 800 万大卡，炉膛温度指标 600℃-750℃，所需可燃气量较大，气化炉运行负荷较大，有时出现闪爆现象，存在安全运行风险。因有机热载体炉是由燃煤锅炉改造，因此在工艺及取热上与正常的燃气锅炉有差异，取热效果不是太理想，造成气化炉和热载体炉超负荷运作，导致气化炉出现闪爆现象，针对当前情况从以下几点分析：

3.1生物质气化原料问题

燃料规格要求：该生物质原料以木柴为主，呈木片颗粒状，长度 30mm-80mm，含水率为 15～20%，灰分≤5%。对现场进行取样、外观观察，原料质量参差不齐，有时来料大小匀称，有时来料又长又短，最长可达一米，这样进入炉内容易造成炉内卡料，引起断层，导致塌方，最后出现闪爆现象。

3.2鼓引风配比不当

因为要根据生产的需要而相应的调整产气量，因此要对鼓引风频率做出相应的调整，若鼓风未能与引风配比正常，导致负压偏大，容易抬高燃烧区火焰，引起闪爆。

3.3风道堵塞

因为我们采用的是下风式通风，若长时间停留风从风眼处吹入，在风眼处积灰未及时清理，时间一长，容易堵住风道口，导致负压变大，灰盘水倒吸，最终炉内燃气回流燃烧，引起闪爆。

3.4燃燒层过高或者火层烧偏

正常情况下火层在氧化区，若灰盘排灰不及时抬高火床的高度，或者火床烧偏，造成一边火焰较高，则容易引起上层燃气区燃气点燃，引起闪爆。

3.5员工的粗心大意及相关业务能力的不足部分员工的粗心大意及未按照操作规程及时上料，按时排灰，还有职业技能的欠缺，经验不足，一味的相信仪表、仪器，导致部分异常情况不能做到预判，最终导致事故的发生。

3.6冷却水不足

气化炉本体外层为冷却水循环降温，避免燃气温度过高，正常燃气出口温度在 80～100 度，若冷却水不足容易造成出口温度异常，容易闪爆。

4 改进措施

现在保证生产装置正常生产的情况下，对以上情况分析与确认的基础上，提出并制定了防止闪爆的措施，主要从以下几点改进。

4.1把控原料质量，杜绝长料烂料

通过加大原料取样频次，坚决制止不合格原料入厂，确保原料各项指标都在范围内。并加大巡检力度，及时挑出不合格原料。

4.2提高员工的操作技能及担当意识

通过技能培训，加强员工的操作技能，并通过奖惩制度，增强员工的意识，时刻注意设备的运行，不断积累工作经验，发现问题及时调整，少犯错，不犯错，将问题解决在萌芽状态。

4.3在炉体相应位置安装热传感器

因气化炉只在燃烧层安装了四个热感应器，只能监控到炉体内 80～120cm 宽温度的变化，因此无法准确判断燃烧层是否过高或者烧偏。于是此在后期的改造中，应在干燥区及热分解区也安装热传感器，这样可以直观的感受到火床的高低。

4.4加强巡检力度，杜绝冷却水不足等现象的发生

认真做好巡检，重点区域重点巡查，对鼓风机、引风机、灰盘及来料等认真检查，并对风道积灰及时清理。

综上所述：通过以上的改进，弥补我们工作中的不足，使我们在今后的工作中避免相同的事故发生。

参考文献

[1]龚优军. 关于生物质锅炉技术现状与存在的问题分析.2015.第 12 期

[2]李军. 探究生物质锅炉技术现状与存在问题.2017，第 000 卷.第 27 期.

作者简介：王文（1900 -），男，汉族，助理工程师，陕西华浩轩新能源科技开发有限公司，从事石油化工技术工艺及设备维护管理工作;E-mail：888888888@qq.com 。