水煤氣型兩段爐用焦炭制氣的探討

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1、水煤氣型兩段爐用焦炭制氣的探討水煤氣型兩段爐用焦炭制氣的探討第21卷第1期煤氣與熱力文章編號:1000—4416(2001)01—0033—0233水煤氣型兩段爐用焦炭制氣的探討趙茂祥(上海安亭煤氣廠,上海201814)摘要:對兩段妒使用煙煤和焦炭為原料作了經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,在生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足時.使用焦炭可以提高氣化效率25%,提高經(jīng)濟(jì)效益14%,降低操作難度,減少環(huán)境污染.關(guān)鍵詞:兩段爐;生產(chǎn)負(fù)荷;氣化效率中圖分類號:TQ.-,462文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Bl引言我廠的水煤氣型兩段爐原以煙煤為原料.剛投產(chǎn)時

2、由于用戶遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計規(guī)模,生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足,一臺直徑3.3m的兩段爐可日產(chǎn)8萬r盯煤氣,而實際用戶每日只需1～2萬煤氣,生產(chǎn)負(fù)荷不足25%,因而也就無法正常啟用與之相匹配的增熱器,固定器,燃燒室,電捕焦油器等輔助設(shè)備+導(dǎo)致廢氣后系統(tǒng)和煤氣后系統(tǒng)有較多的焦油瀝青質(zhì)沉積,致使煤氣阻力增加,設(shè)備管道堵塞,大量的揮發(fā)分和焦油得不到有效的回收,既浪費了大量資源又嚴(yán)重污染環(huán)境我們借鑒有關(guān)r的經(jīng)驗,在生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足的情況下,使用焦炭作為原料,解決了用煙煤為原料存在的問題.投產(chǎn)多年來兩段爐系統(tǒng)處于良好狀態(tài),各

3、項消耗指標(biāo)比用煙煤均有較大幅度的下降,氣化效率明顯提高.2技術(shù)分析原設(shè)計煙煤在干餾段內(nèi)停留時間約為16h,而實際每El開爐生產(chǎn)不足8h,煙煤從7m高的干餾段下降到約3.5m處,根據(jù)干餾段底部溫度和溫度梯度計算,此處炭化室中心溫度約200℃,煙煤的熱分解難以進(jìn)行,僅預(yù)熱和干燥,只有炭化室邊緣的煙煤稍有熱分解.轉(zhuǎn)入悶爐狀態(tài)后,由于氣化段和干餾段隔墻溫度較高,炭化室邊緣的煙煤還在進(jìn)一步提高溫度而受熱分解,但是終因支持其熱分解的熱量是靠降低導(dǎo)熱體的溫度米實現(xiàn),隨著溫度降低熱分解也就停止了,使煙煤的熱分解

4、很少.悶爐16h后,生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行,處在干餾段中部的煙煤繼續(xù)下移,由于煙煤的傳熱系數(shù)較低,受熱時間較短,溫度雖有提高,但不足以使煙煤有較高程度的熱分解.進(jìn)人氣化段的絕大部分是沒有經(jīng)過熱分解的煙煤.導(dǎo)致大量的揮發(fā)分從吹風(fēng)氣中帶出,焦油瀝青質(zhì)在廢氣后系統(tǒng)中沉積,氣化效率低一利用降低小時產(chǎn)氣量,延長每日開爐時間.可以增加煙煤在于餾段內(nèi)停留和受熱的時間,從而提高煙煤的熱分解程度,但是將正常產(chǎn)氣量35O0m3/h減少到8OOm/h,其工藝參數(shù)的匹配,爐況的控制非常困難,單位產(chǎn)氣量的熱損失及水,電,動力煤的消

5、耗成倍增加.在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是不可取的采用悶爐時自然對流通風(fēng)的方法,提高爐內(nèi)溫度,可以提供干餾段煙煤熱分解所需熱量,但是由于原設(shè)計中沒有考慮悶爐時自然對流通風(fēng)時干餾煤氣的收集,故無法實施回收,只能從煙囪放散.而且這種自然對流通風(fēng)可使氣化段氧化層的局部溫度提高至灰熔點以上,隔墻傳給焦炭,使吹風(fēng)氣溫度降至400℃.600℃左右的上吹煤氣經(jīng)過于餾段焦炭層出爐頂時,溫度降至100℃左右.下吹蒸汽經(jīng)過除塵器及干餾段廢氣通道使蒸汽過熱至400℃左右進(jìn)人氣化段干餾段實際上成為焦炭的預(yù)熱段和蒸汽的過熱段,能充

6、分回收熱能.上,下吹收集器和問冷器的循環(huán)冷卻水可較長時問閉路循環(huán),極大地改善了兩段爐系統(tǒng)的環(huán)境狀況,減輕了對環(huán)境的污染焦炭的灰熔點比煙煤高200℃左右,使用焦炭后可提高氧化層溫度,從而提高蒸汽分解率和煤氣質(zhì)量.降低蒸汽消耗焦炭的熱穩(wěn)定性比煙煤高得多,因此氣化段和干餾段內(nèi)氣體流動阻力下降,可以有效地提高風(fēng)量和蒸汽量,使產(chǎn)氣量由3500/h提高到4500/h,水電消耗指標(biāo)明顯下降統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,在生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足時,用煙煤為原料,氣化效率為44.4%;而用焦炭為原料.氣化效率為59.2%.用焦炭比用煙

7、煤提高氣化效率25%3經(jīng)濟(jì)分析以1999年初的原料,動力價格及消耗指標(biāo)為依據(jù),計算出的生產(chǎn)l萬煤氣的費用見表l.生產(chǎn)l萬熱值為l463Ⅷ/的煤氣,用焦炭和煙煤兩種不同工藝的原材料費用分別為6546元/萬和7626元/萬m’.原料費用下降l4%4結(jié)果與討論(1)水煤氣型兩段爐用焦炭作為原料在生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足時是一種改善生產(chǎn)狀況的應(yīng)急措施,可以解決在工藝上和技術(shù)上難以解決的許多問題.一旦生產(chǎn)負(fù)荷接近設(shè)計負(fù)荷時應(yīng)改為煙煤作為原料,才能充體現(xiàn)水煤氣型兩段爐的優(yōu)勢.(2)設(shè)計單位在水煤氣型兩段爐的設(shè)計時應(yīng)

8、考慮悶爐過程中干餾煤氣的回收問題,確保在生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重不足時,防止煙煤在氣化段中熱分解而被吹風(fēng)氣帶走大量的揮發(fā)分表1原材料費用比較表蟈煤ll藝焦炭工藝項目單價捎耗金額消耗金額(萬】)【兀)(t/萬m])【兀1蟈煤40.元/18693476一焦炭500兀/t6063030LPc20007/【O9519o.Il22∞—J動力煤36.兀/【23跎8I4504電06元/k20[x)k礬l2001200k720木l85元】加m5093臺計76266547注:laG中雨丁烷之比3:7;動力煤熱值25l2Ⅲ/k