煤炭加工與綜合利用No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION73褐煤煤氣化碎煤倉的設(shè)計劉芳'，王林”，彭書(1.航天長征化學工程股份有限公司，北京1111;2.中國藍星(集團)股份有限公司，北京100029)摘要:介紹了褐煤在煤氣化應用中的優(yōu)勢，并闡述了其基本氣化流程。針對褐煤高揮發(fā)分、高水分的特點，指出碎煤倉設(shè)計應注意的問題。關(guān)鍵詞:褐煤;倉庫;煤氣化;設(shè)計中圖分類號: TQ546文獻標識碼: A文章編號: 1005-8397 (2014) 04-0073-031褐煤的氣化氣化過程中反應速率快、反應活性強、產(chǎn)氣量高、隨著世界石油資源的日益緊缺和優(yōu)質(zhì)煤炭資不黏結(jié)，是較為合適的氣化用煤S。由于褐煤中源的日益耗竭，褐煤的綜合利用問題逐漸引起含有15%~ 50%的水分間，在煤氣化過程中，為世界的重視"。我國褐煤資源豐富，已探明的保了蒸發(fā)水分，需要消耗和帶走熱量。因此，為了有儲量達1303億t,占全國煤炭儲量的13%，其降低褐煤水分，需對其進行預干燥處理。國內(nèi)外中內(nèi)蒙古的褐煤儲量最大，占全國褐煤儲量的褐煤干燥脫水技術(shù)有管式、流化床式、床輥式、熱機械脫水等甲。褐煤脫水提質(zhì)加工后，水分顯77%12.褐煤具有0/C原子比高、內(nèi)水大、揮發(fā)分高、著降低，發(fā)熱量大幅度提高”。經(jīng)預干燥后，水灰分高、灰熔點變化大、發(fā)熱量低、反應活性強分降低到15%左右的褐煤，進入碎煤倉,經(jīng)磨煤機碾磨出合格的煤粉送入氣化爐氣化出合成氣。等特性引。對于氣流床煤氣化技術(shù)，由于反應溫度高，基本流程如圖1所示。煤氣中基本不存在焦油、酚等會堵塞管道和閥門褐煤一+預干燥碎煤倉的成分，煤中的揮發(fā)分經(jīng)高溫裂解成為煤氣的有效成分”，因此褐煤的高揮發(fā)分對航天爐等粉煤流化床氣化技術(shù)更有利。磨煤機煤粉+O,+H2O氣化爐一→合成氣煤氣化是在一-定溫度、壓力下，采用氣化劑圖1 褐煤氣化基本流程(空氣、氧氣、水蒸氣等)對煤炭進行加熱分解，使煤中的所含熾熱的炭變?yōu)橛坞x碳，與氣化劑中由于褐煤的水含量和揮發(fā)分高，碎煤倉存在游離的碳、氫、氧結(jié)合形成CO、CH、H2等可燃易燃、易爆及結(jié)露等危險，因此對褐煤碎煤倉的氣體。采用不同的氣化劑，可產(chǎn)生不同熱值的煤設(shè)計需要特殊考慮。氣。煤的揮發(fā)分不同，其反應速度和煤氣產(chǎn)量也.2碎煤倉的系統(tǒng)設(shè)計不同。由于褐煤的揮發(fā)分比變質(zhì)程度較深的煙煤和無煙煤高，所以與煙煤和無煙煤相比，褐煤在針對褐煤揮發(fā)分高的特點，設(shè)計中需采取以下措施避免爆炸等危險。收稿日期: 2013-05-302.1惰性氣體保護和流化作者介紹:劉芳(1980-), 女天津武清人，2007年畢業(yè)于在干燥中國煤化工很容易引起天津大學化學工藝專業(yè)，工學碩士,航天長征化學工程股份有限公司工程師。.燃燒爆炸89MHCNMHG水量仍很大，.74煤炭加工與綜合利用2014年第4期約為15%，干燥無灰基揮發(fā)分約為42%, 揮發(fā)出3碎煤倉的工藝設(shè)計的可燃氣體濃度大，而且干燥后的褐煤溫度在3.1煤倉容積80C左右，遇到空氣極易燃燒爆炸。如果倉內(nèi)壁角度不合理，四壁不光滑易積粉，造成系統(tǒng)內(nèi)溫國內(nèi)多數(shù)褐煤氣化裝置選用典型的移動床、度過高，最終會氧化自燃，導致系統(tǒng)爆炸間。解流化床和氣流床煤氣化技術(shù)。氣化爐需要連續(xù)穩(wěn)決褐煤燃燒爆炸的最好辦法是將褐煤與空氣隔定的供煤系統(tǒng)，以保證氣化爐在正常負荷下運行。離。隔離空氣最好的辦法是持續(xù)補充氮氣,保持因此，磨前碎煤倉容積的設(shè)計需保證預干燥系統(tǒng)微正壓狀態(tài)，使預干燥后的褐煤始終處于惰性氣的檢修及切換時間內(nèi)有連續(xù)供煤。但煤倉容積不環(huán)境中。補充氮氣的位置應在煤倉的錐部，以起宜過大，因為褐煤揮發(fā)分高，煤氣化的需煤量是到流化的作用，防止褐煤在錐部掛粉。氮氣進入一定的， 如果容積過大褐煤在煤倉內(nèi)的停留時間煤倉的流速要盡量小，以減少煤粉飛揚。此外，就會更長。停留時間過長，易導致?lián)]發(fā)分聚集，密封不嚴易導致粉塵泄漏，嚴重污染環(huán)境。另外，引起爆炸等事故。因此，煤倉容積以滿足氣化爐補充干燥的氮氣還可以降低水在煤中的分壓，防連續(xù)運行2~ 4 h耗煤量的需求考慮。止煤粉結(jié)塊。3.2煤倉材質(zhì)2.2煤倉檢測煤倉應采用非可燃材料制作，由于碎煤易磨煤倉排風系統(tǒng)需裝有-氧化碳含量在線分析損煤倉壁，而且煤中易含有腐蝕金屬成分，所以報警及溫度報警裝置。如果煤倉內(nèi)碎煤自燃或存可以考慮在煤倉內(nèi)，尤其在煤倉出口，襯墊材料。在任何燃燒情況，便有一氧化碳產(chǎn)生，排風系統(tǒng)內(nèi)襯材料可采用不銹鋼板等耐腐蝕性強、硬度高、監(jiān)控裝置則會檢測出CO，并顯示其濃度。當濃耐溫性好的材料。對于褐煤煤倉，不能使用聚乙度超過設(shè)定限值，系統(tǒng)會提示報警，并補充消防.烯板作為內(nèi)襯材料。因為如果煤倉內(nèi)出現(xiàn)燃燒情氮氣，防止煤粉燃燒。此套報警裝置是后續(xù)系統(tǒng)況，聚乙烯板會熔融，堵塞煤倉出口，給后續(xù)處順利進行的重要保證。理帶來很大問題。2.3煤倉倉體保溫4結(jié)語原煤經(jīng)預干燥系統(tǒng)干燥破碎后，碎煤粒度約為10 mm,溫度約為80C.如果碎煤進入煤倉后針對褐煤揮發(fā)分高和水分高的特點，采取惰溫度降低，當溫度低于露點時，碎煤易粘結(jié)架橋，性化處理，增加檢測裝置，倉體保溫及振動等方堵塞煤倉出口，導致煤粉輸送以及煤氣化系統(tǒng)無法，從系統(tǒng)安全和操作方面設(shè)計了碎煤倉，達到法連續(xù)運行，最終導致停車。因此，煤倉需要有在安全穩(wěn)定的前提下進行煤氣化。保溫伴熱系統(tǒng)，以維持倉內(nèi)正常的溫度，使煤粉參考文獻溫度始終高于露點，并處于流化狀態(tài)以保證后續(xù)系統(tǒng)的順利進行。伴熱系統(tǒng)應在整個煤倉外壁均[1] 張旭輝， 劉振強，苗文華。等.中國褐煤在活性焦制備及應用勻分布，使煤倉內(nèi)部溫度穩(wěn)定。方面的發(fā)展前景0I].潔凈煤技術(shù)，2011, 17 (1);59-61.2.4堞倉振動設(shè)備[2趙永飛中國揭煤加工利用淺談[].潔凈煤技術(shù)，2009 (6);預干燥后的碎煤粒度約為10 mm，碎煤進入42-44煤倉后，由于粒度過細容易架橋。架橋后，煤倉[3周夏，劉長輝.褐煤氣化前的預處理技術(shù)[n]. 煤炎加工與綜內(nèi)空間減小，架橋部位上部會累積碎煤，使煤倉合利用，2008 (5):32-36.內(nèi)流化不均勻。更嚴重情況發(fā)生時，會堵塞煤倉[4] 周 夏，劉長輝。褐煤氣化技術(shù)適用性分析[n]. 煤突加工與綜出口，導致氣化爐減負荷運行，甚至停車。因此，合利用，2008 (3):24-27.需在煤倉壁設(shè)置空氣炮。當發(fā)生架橋堵塞時，開[s]李旭輝.淺析揭煤的煤化工技術(shù)與應用[n].煤炭加工與綜合利用，2009(5) : 38-41啟相應的空氣炮清堵。為了防止褐煤中的揮發(fā)分[6] 汪壽中國煤化工y.化肥設(shè)計, 20090與空接觸引起爆炸，空氣炮應引入氮氣。47( s:YHCNM HG煤炭加工與綜合利用75No.4, 2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION高效節(jié)能型低氧、低氮化物煤粉燃燒熱風爐在褐煤干燥提質(zhì)生產(chǎn)線的運用呂宜德，呂元(武漢奧杰科技發(fā)展有限責任公司，湖北武漢430223)摘要:所述高效節(jié)能型擴散式煤粉燃燒熱風爐為煤炭干燥提質(zhì)成型提供低氧、低氮化物可調(diào)型、穩(wěn)定安全的熱源。節(jié)省了熱風爐原煤堆棚與場地，以及煤粉(粒)制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了煤粉燃燒多級配風與C0/CO2廢氣循環(huán)風回流技術(shù)，穩(wěn)定供應低氧低氮化物高溫熱風, .以確保后續(xù)系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定的運行。關(guān)鍵詞:煤粉燃燒熱風爐:煤粉燃燒多級配風技術(shù); C0/CO2 廢氣循環(huán)風回流技術(shù)中圖分類號: TQ172. 632文獻標識碼: A文章編號: 1005-8397 (2014) 04-0075-051概述種熱風爐都存在供熱能力不足、熱風溫度低且不褐煤是地球的化石固體燃料之中最晚形成的穩(wěn)定的問題。由于這些爐型嚴重漏風，滲入的空年輕煤種，其特征為揮發(fā)性特別高，決定了烘制氣量過大(空氣過剩系數(shù)偏大)，從而導致煙氣這種燃煤時的爆炸性與易燃性非常強。褐煤水分中含氧體積分數(shù)過大(> 3%)，易引起后續(xù)工非常高，- -般都高達40%左右。煤中的水分存在藝設(shè)備內(nèi)的煤粉爆炸燃燒而造成人身或設(shè)備安全形式為結(jié)合水(包括結(jié)晶水、吸附水)、毛細水(內(nèi)事故。這是由于投資者在選擇熱風爐時，不了解在水分)和外表水(外在水分)。其中，內(nèi)在水褐煤特性，為了省錢，又不注重選擇合理、正確分吸附在褐煤內(nèi)部的毛細孔隙內(nèi)，在常溫下不易的熱風爐所造成的。本公司分別采用兩種內(nèi)蒙褐脫除，只有加熱到一定溫度時，才能逸出。國內(nèi)煤，一種是大唐五間房褐煤，另一種是內(nèi)蒙伊敏有相當一部分業(yè)主的褐煤熱力脫水干燥工藝采用褐煤，在實驗室分別做出結(jié)果示于表1。表1不同溫度下千燥褐煤煤塊低溫干燥技術(shù)。所采用的供熱熱風爐多種多樣，含水率與無基煤揮發(fā)分變化總體分為如下幾種:其-一，鏈條爐排型供熱爐采烘干機入干燥前無干燥后無干燥前干燥后用下鼓風;其二，簡易沸騰爐采用下鼓風;其三，褐煤樣品口溫度/ 基揮發(fā)1 基揮發(fā)分1水分/%水分/%可移動型煤粉燃燒機配套耐火磚型熱風爐。這幾C%30045.5744.7524.78 6.51大唐五間房收稿日期: 2013-042444.8824.7.03褐煤樣品基金項目:國家國科部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金.0044.9424.78 12.11批準文號:國科發(fā)計(021778號43.2942.5122.43 6.79作者簡介:呂宜德(1947--), 男，浙江定海人，1982年畢業(yè)于內(nèi)蒙伊敏42.9922.4.84武漢理工大學(原武漢建材學院)硅工專業(yè)，武漢奧杰科技發(fā)展有43.0622.43 9.51限責任公司董事長，高級工程師。[7]邵俊杰. 褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及我國褐煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展趨勢初探3-6.[D].神華科技，2009， 7 (2):17-22.9] 仇秀國.中國煤化工防止措施[].吉[8] 曾在春.褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)淺談[n]. 化工設(shè)計, 2011, 21 (1):林電力，:YHCNMHG