对型煤制作中两个观念的看法

2013-12-23徐玉华

化工设计通讯 2013年1期

徐玉华

（华强化工集团股份有限公司，湖北当阳 444105）

最近笔者走访一些公司，发现在腐殖酸型煤制作控制上，出现了两种新的观点：①造气炉型煤的水分，控制并不是越低越好；②型煤制作时添加白泥，可节约褐煤和碱的用量，达到节约生产成本的目的。针对上面两种新观点，笔者采集了一些生产上的相关数据，分析如下，供广大同仁参考。

1 对 “进入造气炉型煤水分，控制并不是越低越好”观点的分析

主要从以下两方面分析。

1.1 型煤的水分与煤耗

造气炉型煤水分变化的生产数据如下（所用原料煤质基本相同）。

入炉型煤水分，平均在4%时，采集十天的数据如下：平均吨氨煤耗为1 605kg，总氨产量每天平均1 380t，造气返料平均每天75t，旋风灰平均每天93t。烘干型煤，热风炉平均每天用煤37t。（返料和旋风灰均计入煤耗。）

入炉型煤水分，平均在2.5%时，采集十天的数据如下：平均吨氨煤耗为1 540kg，总氨产量每天平均1 380t，造气返料平均每天62t，旋风灰平均每天85t。烘干型煤，热风炉平均每天用煤45t。（返料和旋风灰均计入煤耗。）

消耗对比如下。

型煤水分4%时，每天氨产量1 380t，吨氨煤耗1 605kg，用煤量为：

1 380×1 605／1 000＝2 214.9t

型煤中含水量 2 214.9×4%＝88.6t

造气净用煤量 2 214.9－88.6＝2 126.3t

型煤水分2.5%时，每天氨产量1 380t，吨氨煤耗1 540kg，用煤量为：

1 380×1 540／1 000＝2 125.2t

型煤中含水量 2 125.2×2.5%＝53.1t

造气净用煤量 2 125.2－53.1＝2 072.1t

型煤水分由2.5%上涨至4%时，造气增加用煤量为：

2 126.3－2 072.1＝54.2t

同时，造气返料上升75－62＝13t，旋风灰上升93－85＝8t。

返料和旋风灰均计入煤耗，这两项均可再次利用，合计为21t。

型煤水分由2.5%上涨至4%时，烘干型煤，热风炉减少用煤量为45－37＝8t。

综上，型煤水分由2.5%上涨至4%时，实际增加用煤量54.2－13－8－8＝25.2t。

因此增加水分后对于消耗来说是增大的。

1.2 从型煤制作和气化过程分析

（1）从型煤制作分析

型煤烘干是需要热量的，而热量是靠热风炉燃烧原煤得到的。这可能是持有 “进入造气炉型煤水分，控制并不是越低越好”这种观点的理论基础。然而提高型煤水分后，型煤的冷强度本身就会下降，在运输入炉的过程中，必然导致破损量增加，返料上升，这些通过上面采集的数据可以有效证明；同时，破损量增加，造气入炉煤含粉量增加，导致旋风带出物增加。返料和旋风带出物增加，在造气实际消耗同等煤量的情况下，原料所需要生产的冷态型煤量要增加，烘干窑的负荷也要增加，导致整个型煤制作过程中，生产负荷上升，最终表现在煤耗、电耗、工艺物料消耗、设备的备品备件以及劳动成本的上升。

（2）从型煤气化过程分析

型煤气化关键在确保造气炉内透气、燃烧均匀。在型煤水分升高后，要保证造气炉透气，必须多用上吹加氮，但炉内粉末增多（旋风带出物多可以证明），又不允许多用上吹加氮，这个矛盾势必导致造气炉内局部超温，炉况波动。特别在原煤质量好时，其亲水性就会差一些，成型更难，型煤的强度和粘度本身就会下降，入炉后型煤粉化会增加。对于优质煤气化而言，应该增加风量，但因为型煤质量问题，增加风量后，旋风带出物会更多，更易造成造气炉内偏流、局部结疤，同时对设备冲刷会更严重，所以不允许加风量，这个矛盾导致好煤质也发挥不出应有的效果。

综述，“进入造气炉型煤水分，控制并不是越低越好”，这种观点值得商榷。

2 对 “型煤制作时添加白泥，可节约褐煤用量，达到节约生产成本”的分析

对这种观点，从以下两方面分析。

2.1 对型煤添加白泥的生产数据分析

针对型煤制作时白泥变化，采集生产中的数据（所用原料煤质基本相同），见表1。

表1 型煤组成及造气煤耗kg

说明：由于型煤制作过程中有一道沤制工序，造气所用型煤与原煤配比对应关系为相隔两天，例如，上表中22号配煤24号造气开始烧。烧加白泥型煤后，造气增开1台φ2 610mm 造气炉。没加白泥型煤以980元／t计，按燃料煤600元／t、褐煤450 元／t、液碱900 元／t、白泥130元／t计算。

（1）吨型煤制作成本比较

18号到22号没有添加白泥时，对应的型煤为20到24号。

经计算，型煤中褐煤所占比例为：

（147＋115＋97＋103＋105）／（1 858＋1 963＋1 960＋1 954＋2 032）×100%＝567／9 767×100%＝5.8%

型煤中液碱所占比例为：

（49＋48＋42＋46＋43）／（1 858＋1 963＋1 960＋1 954＋2 032）×100%＝228／9 767×100%＝2.334%

23号至27号添加白泥时，对应的型煤为25到29号。

型煤中褐煤所占比例为：

（87＋93＋85＋86＋82）／（1 951＋2 054＋2 000＋2 020＋2 015）×100%＝433／10 040×100%＝4.312%

型煤中液碱所占比例为：

（30＋31＋33＋30＋29）／（1 951＋2 054＋2 000＋2 020＋2 015）×100%＝153／10 040×100%＝1.523%

因此，加白泥后液碱和褐煤消耗，分别下降了0.811%和1.488%。

23号至27号型煤中，白泥所占比例为：

（53.76＋47.09＋51.34＋49.25＋52.34）／（1 951＋2 054＋2 000＋2 020＋2 015）×100%＝253.78／10 040×100%＝2.523%

添加白泥后，吨型煤节约成本：

900×0.811% ＋450×1.488%－130×2.523%＝10.7元

（2）吨氨煤耗成本比较

18号到22 号没有添加白泥，对应为20 到24号，其平均吨氨煤耗1 522.6kg。

23号到27号添加白泥时，对应为25到29号，其平均吨氨煤耗1 573.8kg。

加白泥比没加白泥吨氨煤耗成本上升33.4元。

（3）吨氨旋风带出物价值比较

20到24号没加白泥吨氨对应的旋风带出物为：

（71＋74＋72＋70＋75）×1 000／（1 858＋1 963＋1 960＋1 954＋2 032）×1.522 6＝56.4kg

25到29 号加白泥吨氨对应的旋风带出物为：

（91＋93＋89＋98＋95）×1 000／（1 951＋2 054＋2 000＋2 020＋2 015）×1.573 8＝73.1kg

所以，加白泥后旋风带出物吨氨增加16.7kg，旋风带出物可作为燃料煤再次利用，其吨氨价值为：16.7／1 000×600＝10.02元。

（4）加白泥后满足同样的生产负荷增开的造气炉、型煤成型机，造成的吨氨生产成本上升均不计。

综上，加白泥比没加白泥吨氨成本上升23.38元。

2.2 从型煤制作中褐煤粘结成型机理上分析

褐煤中的沥青质是煤粒间粘结成型的主要物质。沥青的软化点在70～80℃，在加压成型过程中，由于煤粒间相对位移，彼此相互推挤、摩擦产生热量，使沥青质软化成为具有粘结性的塑性物质，将煤粒粘结在一起成为型煤；褐煤中含有游离的腐殖酸，游离的腐殖酸是一种胶体，具有强极性，在成型过程中，外力作用使煤粒间紧密接触。具有强极性的腐殖酸分子使煤粒间相结合的分子间力得以加强而成型；同时，褐煤中有大量含水的毛细孔，成型时毛细孔被压溃，其中水被挤出，覆盖于煤粒表面形成水膜，进而填充煤粒间的空隙，呈现出相互作用的分子间力，加强煤粒的接触而成型。褐煤的这些特点，都是白泥不具备的。白泥相比于褐煤，唯一的长处就是水分含量低，当原煤水分超标后，能够起到一定的调节作用，对型煤制作成型有一定的帮助。通过这些，就不难理解有上面的计算结果了。因此，“型煤制作时添加白泥，可节约一定的褐煤和碱的用量，能够节约生产成本”，就值得商榷。