煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响研究

张文涛

摘 要：鲁奇气化炉是煤气生产的重要设备，在运行中易受煤质因素影响。文章分析了煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响，并提出了相应的对策，为保证鲁奇气化炉的稳定运行，促进生产的顺利进行提供了参考。

关键词：煤质;鲁奇气化炉;煤气化炉;经济运行;分析

0 前言

随着人们生活水平的提高，对天然气的需求量越来越大，企业必须加强生产技术的研究。尤其要认真分析煤质对鲁奇气化炉的影响，不断采取优化措施，以提高煤气生产的质量和效率，满足人们生产和生活的需要，同时进一步提高经济效益[1]。

1 工程案例分析

气化厂采用鲁奇早期加压气化工艺，生产城市燃气和甲醇、二甲醚等化工產品。自从70年代引进以来，我国对此项技术的掌握和应用取得了很大进展。而煤种、煤质要求是鲁奇气化炉长期稳定运行的重要因素之一，对其性能也有一定的影响。近几年来，由于煤价上涨、冬季煤炭紧张等因素，该厂原煤已达十余种，煤炭品质的不稳定，给设备生产能力和长期稳定运行带来很大困难[2]。

2 煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响

2.1 灰熔点效应

要保证鲁奇气化炉稳定运行，必须控制煤的熔点，一般在1150℃～1250℃之间。过高的熔点会烧坏火炉的部件，过低的熔点会提高蒸汽的氧比，降低炉温，导致水份增加，延迟气化反应速度，对制气十分不利。

2.2 挥发性物质的影响

煤气的用途不同，对煤的挥发性要求也不同。如煤质为燃料，则应使用较高的煤质，以获取高热值和含甲烷气体。在工业生产中，可采用挥发分含量低的煤。鲁奇气化炉挥发分总体上表现为挥发分低、收率高、经济性好。当挥发份高时，副产物中油和焦油的生产效率提高[3]。

2.3 灰与矸石的影响

煤中有大量的灰分和矸石，燃烧灰化和残渣易造成热损失，从而降低煤的热效率。与此同时，为了避免气化炉渣的产生，在生产中通常会降低气化炉温度，降低气化强度，减少粗煤气的产生。此外，灰分含量高还会影响反应产物的热扩散速率，影响固体内部和表面气化反应，增加碳核进入灰区的几率，提高灰锁温度，干扰反应层的正常工作，影响气化炉的正常运行[4]。

2.4 煤粒度效应

煤中粒径超过50毫米的煤粉实际上会影响气化反应的进展。当煤粒小于12毫米时，小煤粒往往会填满大煤隙，使小煤粒集中于中央，均匀度降低，局部阻力增大，影响了气化剂的正常通过，造成气体产量降低，炉体局部过热，造成结块、残渣等情况。结果表明，为了保证鲁奇气化炉的稳定运行，煤粒度和含煤量的指标为：煤粒度5～13mm<10%、13～25mm为30%、25～50mm为30%、>50mm为30%。

另外，含水率和固定碳含量对鲁奇气化炉的经济运行有一定的影响。煤炭由于含水率高，不仅会产生滞粉效应，而且蒸汽气化会增加耗氧量，增加污水处理费用[5]。此外，煤中固定含碳量对鲁奇气化炉经济运行的影响还有待于进一步研究，以确定合理区间。

3 鲁奇气化器经济运行的保障措施

3.1按集中采购和重熔地点分类堆放

针对鲁奇气化炉对煤的特殊要求，应以煤灰熔点作为主要控制指标，尽可能集中采购熔点相近的煤。对于灰熔点不同且采购困难的情况，应在煤场按煤质、灰熔点等进行分类，进炉前合理调配灰熔点相似的煤。在气化炉中应尽量避免频繁地切换使用不同灰熔点的煤，以促进气化炉最佳氧比的选择和经济运行。

3.2 降低次组分，增强选矸力

灰和石子没有使用价值，增加了运输费用。煤矸石的采购应按价格合理控制灰分，灰分含量越低越好。此外，选煤时要增加人力选煤能力，矸石含量过高，会严重影响设备的运行周期，导致设备维护频繁，停机频繁。气化炉维护频率的增加，将给企业带来远远高于人工成本的费用支出，同时气化炉的长期稳定运行将带来良好的经济效益。

3.3 严格实施灰分、水分控制

原煤按灰分和粒度分级存放，入炉前根据灰分指标配制合适的煤种，破碎筛前降低灰分，入炉后控制灰分在15%以内。长焰煤水份高时，煤场储存煤的自然脱水，入炉前采用蒸气加热与滚动体相结合的方法，在降低含水率的同时，除去大量的煤粉，使入炉煤水份低于3%，满足气化作业的要求。煤渣含量高时，气化炉的工作负荷增大，为了稳定气化炉的运行，应加强排灰，在排灰系统中增设缓冲装置，以缩短排灰时间，提高排灰系统的适应性。

3.4 合理选择热值，确保煤的粒径

为避免盲目追求固定碳含量过高、原料成本过高、气化炉运行不经济等情况，通过购买固定碳含量或煤热值来合理选择鲁奇气化工艺煤。在采煤过程中，应严格控制块煤的最低采煤量，使最终煤量尽可能少，同时在运输、装卸、气化炉进入过程中，尽量减少不必要的冲突和挤压，使块煤发挥最大效益。另外，煤厂在雨雪季节应加强原料煤的防水处理，可覆盖雨水或存放在煤仓，避免进厂二次取水，满足气化炉稳定运行。

4 结语

煤质对鲁奇气化路的经济运行影响很大，因此，生产企业应提高认识，掌握气化路的经济运行指标和规律，加强对相关生产环节的控制，积极优化相关生产环节。煤炭的回熔点、挥发分、灰分和矸石、煤粒度、含水率、固定碳等对鲁奇气化率运行的经济性有影响，应结合生产实际，确定对上述因素的最优控制范围，为煤炭进入火炉前的处理提供依据。为提高鲁奇气化率运行效率，更好地实现生产目标，生产企业应加强采购过程的控制，充分考虑影响气化炉经济运行的因素，在条件许可时，采购各项指标，采购的煤要满足气化炉生产的要求。

参考文献：

[1] 侯玉春. 化工用煤基本情况及未来发展趋势[J]. 煤炭技术， 2018， 37（09）： 354-356.

[2] 宁晓钧，党晗，张建良，等. 低阶煤热解与兰炭生产工艺研究进展[J]. 钢铁， 2021， 56（01）： 1-11.

[3] 王玉忠. 利用褐煤鲁奇炉与BGL炉碎煤加压气化工艺模拟研究[J]. 化工管理， 2018， （06）： 93-100.

[4] 郭慧冬. 原煤质量对鲁奇气化炉经济运行的影响[J]. 化工管理， 2019， （04）： 56.

[5] 胡贤贤. 兰炭在鲁奇气化炉中的应用[J]. 山西化工， 2018， 38（05）： 186-187.

（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊犁 835000）