浅谈劣质煤造气

浅谈劣质煤造气晋丰-造气-张涛近几年，国内化肥生产企业受煤的影响很大，绝大部分厂家陷入了极度困难的境地，处于停产半停产状态的为数不少，致使每年都有一些企业步入倒闭破产的绝境。

绝大部分小氮肥企业由于资金缺少、不具备定点定矿购煤的能力，出现了购煤渠道混乱、煤质差、煤种杂的局面。

改用劣质煤造气后很快便出现煤气炉运行不稳，结疤、挂炉、吹翻、塌炭现象，单炉发气量下降，煤气成分变差，使系统生产陷入被动局面。

实际上，煤耗的增加与劣质煤固定碳含量低有直接关系，而造成发气量下降和炉况不稳是与工艺条件和操作方法没能尽快适应和尽快提高水平有直接关系。

煤的分类分为三种分别是煤的成因，煤的科学，煤的实用。

煤的实用分类又称煤的工业分类。

按煤的工艺性质和用途分类，称为实用分类。

中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类①成因分类：成煤的原始物料和堆积环境分类，称为煤的成因分类②科学分类：煤的元素组成等基本性质分类，称为科学分类。

③实用分类：煤的实用分类又称煤的工业分类。

按煤的工艺性质和用途分类，称为实用分类。

中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类，以下详细介绍我国煤实用分类的情况。

根据煤的煤化度，将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。

又根据煤化度和工业利用的特点，将褐煤分成2个小类，无烟煤分成3个小类。

烟煤比较复杂，按挥发分分为4个档次，即Vdaf>10~20%、>20~28%、>28~37%和>37%，分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。

按粘结性可以分为5个或6个档次，即GR.I.为0~5，称不粘结或弱粘结煤;GR.I.>5~20，称弱粘结煤;GR.I.>20~50，称为中等偏弱粘结煤;GR.I.>50~65，称中等偏强粘结煤;GR.I.>65，称强粘结煤。

在强粘结煤中，若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%，的肥煤，b>220%)的煤，则称为特强粘结煤。

各类煤的基本特征如下:（1）无烟煤。

无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。

01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。

如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。

(2)贫煤。

贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。

在层状炼焦炉中不结焦。

燃烧时火焰短，耐烧。

(3)贫瘦煤。

贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。

结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。

(4)瘦煤。

瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。

在炼焦时能产生一定量的胶质体。

单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差。

(5)焦煤。

焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。

加热时能产生热稳定性很高的胶质体。

单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。

但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。

(6)肥煤。

肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。

加热时能产生大量的胶质体。

单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。

缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。

(7)1/3焦煤。

1/3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。

单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。

(8)气肥煤。

气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。

炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。

(9)气煤。

气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。

加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。

胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。

但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。

(10)1/2中粘煤。

1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。

其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。

粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。

(11)弱粘煤。

弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。

加热时，产生较少的胶质体。

单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。

(12)不粘煤。

不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。

加热时，基本上不产生胶质体。

煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。

(13)长焰煤。

长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。

其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。

贮存时易风化碎裂。

煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。

单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。

(14)褐煤。

褐煤分为透光率Pm30~50%的年老褐煤两小类。

褐煤的特点为:含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。

常达15~30%左右。

化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。

存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。

发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al 2O 3。

煤有优质煤和劣质煤的区别,划分优劣的主要依据是：热值热值是燃料的一种特性,它代表燃料的优劣,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多劣质煤的特性主要是固定碳含量低、灰分高，灰分中金属杂质多，造成熔点低、机械强度差、热稳定性差和发热值低。

入炉后出现的特点是灰层产生和火层上移快(固定碳含量低所致)，而且热碎率高，使吹风带出物增加(煤的热稳定性差所致)。

煤中灰分含量大，使火焰燃烧不剧烈，炉膛、受热面、管道等处飞灰磨损加剧，易造成受热面及承压部件泄露及磨损.或检修水封、煤气总管堵灰，系统阻力增加；在使用前要对劣质煤特性进行详细分析，做好思想上、技术上的准备，做好工艺调整和适应操作以及应对炉况变化的预案。

我车间在多年来采用劣质煤造气的生产实践中摸索并总结了4个必须严格掌握好的要点，供大家借鉴。

加强入炉前煤的加工管理；劣质煤因其品位和特性，对加工质量、管理要求比较高，必须选用了解煤气化技术原理、并且有高度责任心的人来管理，同时要制订出科学严格的制度落实到组到人。

企业要舍得投资引进应用机械化筛煤设备，如振动筛、滚筒筛等，这既能提高工作效率，又保证了筛选质量，与人工过筛相比节约了加工费用支出。

筛选质量的提高也为煤气炉提供了有利的气化条件，更有助于稳定炉况、优化工艺和降低煤耗。

矸石含量高是劣质煤较为突出的一大特点，而且还有不易捡净的煤块间夹有的片状矸石（夹矸）。

劣质煤本身就存有熔点低的缺陷，一般在1200℃以下，如再带入矸石入炉就更加大了操作难度，因此劣质煤入炉的含矸允许量应控制在≤3％。

粒度要符合中块标准要求(30～80mm)。

劣质煤冷强度也特别差，如由大块加工成中块再用，破碎率太大，利用率也太低，且在加工过程中还要改变在煤堆上砸煤的陋习，因为在砸破大块的同时下面的煤也受力而破碎成末，块与末的价值是相差很远的，因此要采取措施降低加工过程中的破碎率。

另外，劣质煤在运输过程中还会产生部分粉末，因此必须在入炉前加二次过筛装置，否则粉末入炉后会产生局部阻力大而造成偏火或吹翻现象。

2、冲破技术难关采用强负荷制气；劣质煤造气操作弹性小，炉况变化快，稍不注意就会出现大波动而影响生产，工艺优化和操作控制的难度都特别大。

工艺调整优化要循序渐进，操作上要慎之又慎，要讲究预见性和灵活性。

总之要求管理水平、工艺水平和操作技能都要有一个突破性的提高才能适应操作，才能达到烧劣质煤实现好效益的目的。

有的厂家换烧劣质煤后为了保证炉况不结疤、不吹翻，不影响生产，便采用降低负荷生产及多开炉子的方法消化劣质煤，然而这种方法带来的负面效应却十分严重，这样只能造成煤耗更高，半水煤气质量更差，同时也不利于造气技术水平的探索和提高。

劣质煤在低负荷下操作弊病也不少，不仅炉温低、下灰返焦率高，而且灰的成渣率低，易出现塌炭，造成单炉生产能力下降，气体成分差。

间歇式煤气炉本身存在热效率不高，l台炉的热损失(包括气体带出热量、夹套吸热、灰渣及吹风带出物带出热量)占吹风阶段总热量的40％左右，多开l台炉就降低了总的热利用率，并使检修费用升高。

要实现节能降耗，就必须最大限度地提高气化强度，充分发挥设备潜能。

科学选择工艺与合理控制操作；劣质煤在强负荷条件下气化，首要的一点是降低炉上的温度，严格控制住火层位置，使炉上温度稳定在合理的低炉面温度的范围内。

炉上温度的上限，采用自动加煤时≤260℃为合理；二是应选择较高的炭层，经摸索实践认为，从炉箅风帽顶至炭层表面中心最高点的炭层厚度确定为2.2～2.3m为宜；三是灰层不能过厚。

劣质煤机械强度、热稳定性差以及挥发分高，造成结构松散、吸水性强及所含的吸附水和游离水都高于优质煤。

如炉上温度太高，块煤入炉后急剧加热，加剧了煤的碎裂。

鉴于这些因素，如果在工艺上控制低炉面温度，火层移至炭层中、下部，使干燥层和干馏层的厚度增加，并且在适宜的温度下煤有较长的停留时间，且使其较为缓慢的、较为充分的干燥蒸发和干馏解析，则煤的热强度将提高，碎裂大幅度减少，而且能保持呈块状进入火层。

这样也使气化层内透气性好、吹风阻力小，吹风效率高，且容易形成高温条件。

劣质煤因其灰分高，灰熔点低于优质煤，因此劣质煤造气热量不能过于集中，应将火层适当拉长，使气化层增厚。

由于控制炉上温度的需要，火层是不能向上推移的，因此只能向下拉长，而且火层的原上线位置也要向下移动。

那么就必须将灰渣层厚度减薄才能为火层向下推移让出空间。

这种条件下炉下温度必然上升，指标就得上调并确定在合理的范围内。

炉下温度应控制在(240±20)℃为宜。

火层位置的调整要通过对上、下吹比例的重新分配来完成。

合理确定工艺条件后，操作上的主要任务就是严格控制灰层厚度和炭层高度。

实际操作中，要合理调节炉条机的转速，烧劣质煤炉条机一般要加速20％～30％，才能达到保持灰渣的产出平衡。

即用优质煤时炉条机转速一般在100～200r／min，有时甚至＜100r／min，而用劣质煤时，炉条机转速一般在150～250r ／min（灰分越高，炉条越大）。

正常操作中调节炉条机转速是控制灰层厚度的方法，而排灰的速度是与炭层下降的速度成正比的，维持炉内物料平衡的方法就在于调节排灰速度和加煤周期。

采用自动加煤机时，要及时调节加煤频率及数量，采用人工加煤时，必须要有每次加煤前量炭层高度的规程，并注意保持炭层高度的稳定。

合理确定蒸汽用量和上、下吹蒸汽比例。

从入炉蒸汽总量上讲，烧劣质煤应当比烧优质块煤稍大一些，但不必过大，还要以气体成分和灰渣形态及炉内工况的变化为依据来合理确定。